動(dòng)物個(gè)體之間正常的社會(huì)交往有利于形成穩(wěn)定的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)個(gè)體的生存和種族的繁衍有重要意義。社會(huì)行為包括動(dòng)物之間動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的社交，這可以促進(jìn)群體內(nèi)的合作或競(jìng)爭(zhēng)。

動(dòng)物通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、聲音等多個(gè)方面完成社交行為，其中聲音具有重要作用，它可以警告種群內(nèi)其他動(dòng)物成員規(guī)避掠食者，也可以作為求偶時(shí)的一種信號(hào)。

科研人員利用小鼠作為模型系統(tǒng)，已經(jīng)在社交行為的神經(jīng)生物學(xué)以及復(fù)雜的社交群體中的行為等方面取得重要進(jìn)展。

小鼠是群居動(dòng)物，會(huì)伴隨著超聲波發(fā)聲（USV）參與多種行為。研究表明小鼠更加愿意接近能夠發(fā)聲的同類(lèi)，它們不喜歡和啞巴一起玩。

盡管在社交中USV起到溝通的作用，但尚無(wú)直接證據(jù)將發(fā)聲模式與特定的社會(huì)行為進(jìn)行直接聯(lián)系。

2020年3月美國(guó)特拉華大學(xué)心理與腦科學(xué)研究所Joshua P. Neunuebel?研究團(tuán)隊(duì)在Nature Neuroscience雜志上發(fā)表文章揭示了運(yùn)用深度學(xué)習(xí)的方式證實(shí)了上述聯(lián)系：不同社交行為下小鼠的發(fā)聲模式，揭示了小鼠在不同的社交行為的“竊竊私語(yǔ)”，對(duì)鼠語(yǔ)進(jìn)行翻譯。

不同物種之所以會(huì)形成不同的聽(tīng)力范圍，小鼠聽(tīng)力頻率范圍：4K-100K HZ, 人的聽(tīng)力范圍為20-20000HZ，所以對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)很小的聲音對(duì)小鼠就是很大聲了,因此在進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意了，否則影響你的行為學(xué)結(jié)果。

在研究發(fā)聲和社交行為的關(guān)聯(lián)，還是存在一些困難的，科研人員需要解決這些技術(shù)問(wèn)題才能更好的開(kāi)展工作。

首先，需要準(zhǔn)確的識(shí)別在社交行為中哪只小鼠進(jìn)行發(fā)聲，并追蹤社交行為。其次，對(duì)不同社交行為的發(fā)聲模式進(jìn)行分類(lèi)，這就需要一種系統(tǒng)、客觀、無(wú)偏倚的方法。后，同時(shí)也要注意到在動(dòng)物社群中，并不是一只，而是很多只一起，因此需要開(kāi)發(fā)高通量檢測(cè)的方法同時(shí)檢測(cè)多只小鼠的社交行為和發(fā)聲模式。

研究人員共觀察了11組小鼠，每組包含兩只發(fā)情的雌性小鼠和兩只雄性小鼠，一起共同生活。為了能夠觀察這些社交行為狀態(tài)小鼠的發(fā)聲情況，研究人員利用人工智能算法檢測(cè)小鼠特定的行為，并利用聲源定位系統(tǒng)追蹤每一只小鼠的發(fā)聲狀況。

根據(jù)不同的行為特點(diǎn)，將雄性小鼠的社交其分為6大類(lèi)：散步、圍繞著另外一只雄鼠轉(zhuǎn)圈，攻擊，逃跑，雄性追逐雌性，雄性追逐雄性(是的，你沒(méi)看錯(cuò)，男同)。

他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這些雄性小鼠的社交行為特點(diǎn)不一樣，主要表現(xiàn)為完成行為的次數(shù)和持續(xù)的時(shí)間，這點(diǎn)和人類(lèi)很相似。

通過(guò)聲音檢測(cè)系統(tǒng)，共檢測(cè)到小鼠135,078個(gè)信號(hào)，其中雄性小鼠產(chǎn)生的超聲信號(hào)比例為82.5%，這些聲音信號(hào)是雜亂無(wú)序的，如何進(jìn)行有效的區(qū)分呢？根據(jù)其聲學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究人員開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行分組的聚類(lèi)方法，對(duì)上述信號(hào)分為22個(gè)亞類(lèi)。對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)使我們能夠更加客觀的描述雄性小鼠的發(fā)聲模式，這些信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，頻率范圍和幅度在不同亞類(lèi)之間存在不同。

令人意外的是，并不是這些聲音信號(hào)的持續(xù)時(shí)間等特點(diǎn)影響社交行為，而是社交行為影響發(fā)聲模式。

 上述研究結(jié)果是基于整體進(jìn)行的，并未進(jìn)行特定某種社交行為分析。通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法研究人員發(fā)現(xiàn)社會(huì)等級(jí)高的小鼠在進(jìn)行社交行為更有可能發(fā)出不同的聲音信號(hào)。這是鼠王在給各個(gè)兵鼠布置任務(wù)的節(jié)奏嗎？

更有意思的是在攻擊、逃跑或追趕其他雄性的社交行為下，雄性小鼠更加喜歡發(fā)出音調(diào)下降的聲音信號(hào)，聲音趨于重、粗，就是發(fā)飆亂吼的感覺(jué)；而在進(jìn)行散步、求偶的社交行為中雄性小鼠中更喜歡發(fā)出音調(diào)上升的信號(hào)，聲音趨于輕、短，給同類(lèi)溫柔的感覺(jué)。

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)在同一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)中的雄性小鼠的發(fā)聲的模式會(huì)影響社交伙伴的行為。

總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)本文基于人工智能算法分析了在社交中小鼠之間的聲音交流信號(hào)，發(fā)現(xiàn)特定的社交行為會(huì)產(chǎn)生特定的發(fā)聲模式。社會(huì)交流是兩種或多種動(dòng)物之間的信息傳遞，通常會(huì)促使行為發(fā)生改變。在人類(lèi)中，社交障礙是自閉癥等神經(jīng)發(fā)育障礙的特征。這些發(fā)聲模式的發(fā)現(xiàn)為社交障礙相關(guān)疾病的的研究奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

1.Ultrasonic signals associated with different types of social behavior of mice

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