Myszy i szczury wykorzystywane w laboratoriach jako organizmy modelowe np. do badań nad nowymi lekami są zwierzętami towarzyskimi. Jako takie, chętnie wchodzą ze sobą w interakcje oraz porozumiewają się, również w sposób wokalny, wyrażając w ten sposób pozytywne i negatywne emocje.
Analiza wokalizacji gryzoni mogłaby stanowić cenną wskazówkę, która dałaby możliwość lepszej oceny działania badanych substancji. Byłoby to znakomite uzupełnienie informacji o ich stanie emocjonalnym, zdobywanych obecnie za pomocą szeregu testów behawioralnych. Trudność polega jednak na tym, że większość wydawanych przez nie dźwięków ma zbyt wysoką częstotliwość, aby ludzkie ucho mogło je wychwycić. Istniejące obecnie programy komputerowe wykorzystywane do wykrywania tych wokalizacji nie sprawdzają się najlepiej. Częstym problemem jest mała wydajność filtrowania innych odgłosów z otoczenia, powolna analiza danych czy nieelastyczne algorytmy wyszukiwania wokalizacji.
Młodzi naukowcy z University of Washington School of Medicine postawili sobie za cel opracowanie nowego, sprawnie działającego programu do analizy dźwięków wydawanych przez zwierzęta laboratoryjne. Zastosowali innowacyjne podejście, przekształcając sygnał dźwiękowy w obraz zwany sonogramem. Do jego analizy wykorzystane zostały najnowocześniejsze rozwiązania znane z pojazdów autonomicznych. Program, nazwany DeepSqueak, stanowi pierwszy przypadek zastosowania sztucznych sieci neuronalnych do wykrywania sygnałów ultradźwiękowych.
“DeepSqueak wykorzystuje algorytmy biomimetyczne, które uczą się izolować wokalizacje dzięki podanym wcześniej etykietowanym przykładom wokalizacji i hałasu – mówi Russel Marx, współtwórca programu.”
Do tej pory udało się zidentyfikować około 20 rodzajów wokalizacji. Na ich podstawie oceniono, że zwierzęta wydają się najszczęśliwsze wówczas, gdy spodziewają się otrzymać nagrodę, np. w postaci cukru, lub gdy bawią się z towarzyszami. Ciekawą obserwacją było też, iż pozostające razem dwa osobniki męskie powtarzają te same wokalizacje. Stają się one bardziej złożone, gdy w pobliżu znajdzie się samica, co przypomina zaloty. Natomiast pod wpływem substancji takich jak narkotyki pojawiają się wokalizacje świadczące o odczuwaniu przez zwierzęta zarówno pozytywnych, jak i negatywnych emocji.
Testy behawioralne stosowane obecnie do oceny wpływu nowych leków i strategii terapeutycznych mają ogromną wartość. Jednak możliwość uzupełnienia wyników o obserwacje dotyczące spontanicznych i naturalnych zachowań zwierząt modelowych może stanowić nieocenioną pomoc w zrozumieniu, w jaki sposób poszczególne środki zmieniają aktywność mózgu. Autorzy DeepSqueak planują wykorzystać program do opracowania nowych, skutecznych metod wspomagających leczenie uzależnienia od alkoholu i opioidów.
