Ha egy patkány csokoládét kap, nemcsak rágni kezd. Olyan ultrahangos hangokat is kibocsát, amelyek az emberi fül számára teljesen néma világban maradnak, különleges mikrofonokkal azonban rögzíthetők és elemezhetők. Japán kutatók ezek között egy új hangtípust azonosítottak, amely kifejezetten a kellemes táplálék fogyasztása közben jelent meg.

A felfedezés könnyen elintézhető lenne azzal, hogy a patkány „azt mondja: finom”. A valóság ennél árnyaltabb és érdekesebb: a hangmintázat kapcsolatban állhat a jutalmazó élménnyel, de nem fordítható le egyetlen emberi szóra vagy érzelemre. A kutatás mégis közelebb visz ahhoz, hogy kívülről is felismerjük egy állat pozitív belső állapotának jeleit.

Milyen hangot ad egy patkány, ha valami jó történik vele?

A patkányok társas és érzelmi helyzetekben gyakran az emberi hallástartomány fölötti frekvenciákon kommunikálnak. A körülbelül 22 kilohertzes hangokat rendszerint kellemetlen vagy fenyegető helyzetekkel, az 50 kilohertz körüli hangadásokat pedig sok esetben pozitív izgalommal, játékkal vagy jutalomvárással hozzák kapcsolatba. Ezek azonban nem egyszerű hangulatgombok, mert az alakjuk, időtartamuk és a helyzetük is számít.

A Fukui Egyetem vezette kutatócsoport hím patkányok hangadását vizsgálta, miközben az állatok csokoládéra vártak, majd elfogyasztották azt. Gépi tanulással osztályozták a felvételeket, és nagy pontossággal el tudták különíteni a várakozás alatt, illetve az evés közben kibocsátott hangokat. Az elemzés egy körülbelül 40 kilohertzes, fordított U alakú frekvenciamenetet mutató ultrahangos hangtípust is feltárt.

Honnan tudható, hogy nem egyszerűen a rágás zaját hallották?

A kutatók nem elégedtek meg azzal, hogy a hangok együtt jelentek meg a csokoládéval. Olyan gyógyszer hatását is vizsgálták, amely gátolja az opioid receptorokat, vagyis beavatkozik az agy jutalmazással és kellemes élményekkel összefüggő rendszerébe. A kezelés után az újonnan azonosított hangadás ritkábbá vált.

Ez arra utal, hogy nem a rágómozgás véletlen mellékzajáról van szó. A hang valószínűleg kapcsolatban áll az ízletes étel elfogyasztásának jutalmazó hatásával, bár ebből még nem következik, hogy pontosan ugyanazt az érzelmet fejezi ki, amelyet emberként örömnek nevezünk. A kutatók ezért egy lehetséges pozitív élmény biológiai jelzőjéről beszélnek, nem pedig patkánynyelvre lefordított éttermi értékelésről.

Miért kellett mesterséges intelligencia a patkányhangokhoz?

Az ultrahangos felvételekben rengeteg, egymáshoz hasonló rövid jel található. Emberi szemmel és füllel nehéz következetesen szétválogatni őket, különösen akkor, ha nemcsak a frekvenciát, hanem a hang görbületét, hosszát és változását is figyelembe kell venni. A gépi tanulás nem „megértette”, mit mond a patkány, hanem ismétlődő akusztikai mintákat ismert fel nagy adathalmazban.

Ez lényeges különbség. Az algoritmus segített elkülöníteni a várakozáshoz és a fogyasztáshoz kapcsolódó hangokat, az értelmezéshez azonban továbbra is viselkedési megfigyelésekre és élettani kísérletekre volt szükség. A technika így nem gondolatolvasóként, hanem rendkívül türelmes hangmintázat-keresőként működött.

Mire lehet jó egy ilyen hangjelzés felismerése?

Az állatkísérletek és a laboratóriumi állattartás egyik nehéz kérdése, hogyan lehet objektíven megítélni az állatok jóllétét. A fájdalom és a stressz jeleit viszonylag sok módszerrel mérik, a pozitív állapotokat azonban jóval nehezebb megragadni. Ha bizonyos hangminták megbízhatóan kapcsolódnak kellemes élményekhez, később kiegészíthetik a viselkedéses és élettani vizsgálatokat.

Az eredmény az idegrendszer jutalmazó működésének kutatásában is hasznos lehet. Segíthet összevetni, hogyan változik a táplálékhoz kötődő pozitív válasz különböző állapotokban vagy kezelések hatására, de ehhez még sok ismétlő és kiterjesztő vizsgálat kell. Egyetlen hangból nem lehet biztos diagnózist vagy teljes érzelmi térképet készíteni.

A csokoládét evő patkány tehát valószínűleg nem mondja szó szerint, hogy „ez mennyei”. Mégis olyan jelet ad, amelyet saját érzékeinkkel nem észlelünk, műszerekkel és gondos kísérletekkel azonban lassan értelmezni kezdhetünk. Az állatok világa nem néma – gyakran csak mi nem arra a frekvenciára figyelünk, amelyen megszólal.