Многие животные общаются с помощью звуков, однако разобраться в том, что они значат, часто бывает трудно из-за многообразия вокализаций. В то же время, понимание того, какую информацию несут звуки, важно для изучения социальной природы коммуникации и эволюции языка. В большинстве случаев цель и смысл «голосовых сообщений», передаваемых животными, остается неясным, однако авторы работы смогли «расшифровать» язык египетских летучих собак (Rousettus aegyptiacus), используя систему искусственного интеллекта.
В течение 75 дней исследователи записывали на видео, как общаются между собой поделенные на две группы 22 египетские летучие собаки. После этого зоологи просмотрели материал, и определили, какие особи ссорились между собой и к чему приводили их ссоры (животные оставались сидеть вместе или одно из них улетало). Большая часть писков, издаваемых летучими собаками, была связана с агрессией на тему еды, сна, места на жердочке или нежелательных попыток спаривания. Всего исследователи собрали более 162 тысяч «голосовых сообщений», состоящих из последовательности нескольких звуков. Около 15 тысяч сигналов от семи взрослых особей были использованы для обучения искусственного интеллекта.
В результате, с помощью алгоритма GMM-UBM, который основан на совместном использовании смеси гауссовых распределений (GMM) и универсальной фоновой модели (UBM), авторы смогли вслепую определить, какие особи общаются между собой и на какую тему. Тестирование показало, что искусственный интеллект в 71% случаев угадывает, какое животное издавало писк, и с точностью до 61% определяет предмет «разговора». Система также могла различить, к кому обращается та или иная египетская летучая собака, и предсказать итог их ссоры, но с меньшей точностью.
По словам исследователей, отличия в «сообщениях» животных были очень тонкими. «Мы заметили, что есть небольшие тональные особенности, которые характеризуют звуки разных категорий, - однако нельзя сказать, что сигналы о спаривании, например, высокие, а о еде - низкие», - комментирует один из авторов исследования. Зоологи говорят о том, что их работа показывает, насколько богато повседневное общение египетских летучих собак. Ранее ученые предполагали, что все агрессивные звуки значат что-то вроде «Уходи отсюда!», однако теперь им удалось выделить классифицировать сигналы животных.
Собаки превзошли кошек по количеству нейронов мозга
Согласно новому исследованию, в коре головного мозга собак содержится вдвое больше нейронов, чем у кошек. Собаки превосходят по этому показателю также львов и бурых медведей, хотя физические размеры мозга у этих видов значительно больше, чем у собак.
Руководила исследованием бразильский нейрофизиолог Сюзана Херкулано-Хузел. Ранее она разработала метод подсчета мозговых клеток, при котором мозг измельчается настолько, чтобы разрушились клеточные мембраны и получился так называемые «мозговой суп», затем при помощи центрифугирования отделяются клеточные ядра. Затем подсчитывается количество клеточных ядер в одном 1 мм³ и общий объем клеточных ядер. По сравнению с традиционным способом, когда просто подсчитывается число клеток в небольшом объеме мозга и умножается на общий объем, новый метод позволяет учесть возможную разницу в плотности расположения нейронов в разных участках мозга.
«В этом исследовании нам было интересно сравнить различные виды хищных млекопитающих, чтобы узнать, как количество нейронов в их мозге связано с размером мозга, - рассказывает исследовательница. - Я полагаю, что абсолютное число нейронов, имеющееся у животного, особенно в коре головного мозга, определяет богатство его внутренних психических состояний и способность предсказать события на основе прошлого опыта».
В ходе исследования было подсчитано число нейронов в коре головного мозга у восьми видов: хорьков, мангустов, енотов-полоскунов, кошек, собак (породы золотистый ретривер), африканских львов и бурых медведей. Ученые ожидали, что у хищников окажется больше нейронов, чем у травоядных животных, на которых те охотятся, поскольку охота требует более сложных когнитивных действий, чем поведение травоядных. Однако это оказалось не так, у мелких и средних хищников отношение числа нейронов к размеру мозга оказалось примерно таким же, как у травоядных.
Подсчеты показали, что у собак примерно 530 миллионов нейронов коры головного мозга, а у кошек только 250 миллионов. Собаки превзошли по количеству нейронов гиен, львов и медведей, хотя объем коры у этих видов больше в три раза. Бурый медведь оказался наименее «мозговитым», его мозг в десять раз больше, чем у кошки, а нейронов в нем столько же. А вот рекордсменом оказался енот. Мозг енота меньше собачьего, а количество нейронов там такое же. По отношению числа нейронов к размеру мозга енот приближается к приматам.