Dit AI-model kijkt naar muizengedrag zoals taalmodellen naar zinnen kijken

Een nieuw AI-model kan het gedrag van muizen interpreteren als een taal.

Onderzoekers van The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hebben een AI ontwikkeld dat diergedrag op een nieuwe manier kan analyseren. Het model, genaamd BehaVERT, kijkt niet alleen naar de losse bewegingen van muizen. Het probeert ook te begrijpen wat die bewegingen in een volgorde betekenen. Dat doet het model op een manier die lijkt op hoe taalmodellen woorden en zinnen verwerken. Het onderzoek is te vinden in International Journal of Computer Vision.

Taal van beweging

De onderzoekers behandelden de bewegingen van muizen alsof het ‘woorden’ zijn. Daarvoor keken ze eerst naar de verschillende lichaamsdelen van een muis, zoals de neus, oren, ruggengraat, poten en staart. De precieze positie van die lichaamsdelen werd omgezet in kleine stukjes informatie, zogenoemde tokens. Op die manier vormen al die tokens samen een soort van ‘taal’. Vervolgens trainden de onderzoekers een AI-model om die taal te herkennen.

BehaVERT werd vervolgens getest met de gegevens van vijf internationale datasets. Die bevatten onder meer gegevens over sociale interacties, driedimensionale bewegingen en autismegerelateerd gedrag bij muizen. De opdracht was duidelijk: BehaVERT moest onderscheid maken tussen muizen die autismegerelateerd gedrag laten zien en gezonde controledieren. Daarbij kreeg het model geen voorafgaande biologische uitleg over waar het op moest letten. Ondanks dat haalde het model toch indrukwekkende resultaten: het kon gedrag niet alleen correct indelen, maar ook aangeven waarom het bepaalde patronen denkt te herkennen.

Daarmee gaat BehaVERT verder dan veel bestaande systemen. Onderzoekers kunnen daardoor beter controleren waarom het model tot een bepaalde conclusie komt. Dat maakt de resultaten van de AI veel bruikbaarder: een model dat alleen een antwoord geeft is minder bruikbaar dan een model dat ook laat zien waarop dat antwoord gebaseerd is.

Hoofdonderzoeker Dae-Soo Kim is enthousiast. Hij zegt: “BehaVERT deelt niet alleen gedrag in, maar maakt het ook mogelijk om de betekenis van gedrag te interpreteren. We verwachten dat het een belangrijk hulpmiddel kan worden voor onderzoeken naar geneesmiddelen, psychiatrische aandoeningen, gedragsgenetica en andere gebieden die te maken hebben met diergedrag.”

Verborgen context

De studie laat mogelijk ook iets anders zien: mogelijk vallen de gedragingen van sommige diersoorten in een verborgen structuur die een beetje lijkt op een taal. Daarbij zou niet alleen bepaald gedrag belangrijk zijn, maar ook de context waarin dit gedrag plaatsvindt. Volgens de onderzoekers is het een beetje te vergelijken met hoe mensen een taal gebruiken: woorden kunnen van zichzelf een bepaalde betekenis hebben, maar de precieze betekenis van een woord kan ook veranderen op het moment dat deze binnen een andere context gebruikt wordt. Het nieuwe AI-model kan helpen om die alternatieve betekeningen mogelijk beter te ontrafelen.

Dat is belangrijk, omdat het vaak lastig is om de precieze betekenis van diergedrag correct te beoordelen. Daarnaast kost het veel tijd en moeite: vaak moeten wetenschappers uren aan videobeelden bekijken en gedrag handmatig labelen. Daarbij kunnen onderzoekers verschillend oordelen over wat ze precies zien, en mogelijk ook bepaalde betekenissen missen omdat deze plaatsvinden binnen een (onbekende) context.

Leestip: AI-model helpt beheerders eerder in te grijpen tegen koraalverbleking

Een AI-model dat gedrag op een vaste en controleerbare manier analyseert kan dat werk niet alleen sneller afronden, maar mogelijk ook consistentere resultaten geven en daarnaast ook nog eens uitleggen hoe het tot bepaalde conclusies gekomen is. Als zulke modellen verder worden ontwikkeld kunnen ze helpen om sneller subtiele veranderingen in gedrag te vinden.

Volgens de onderzoekers zou het zelfs mogelijk moeten zijn om modellen te ontwikkelen die over meerdere soorten heen werken. Tijdens het onderzoek bleek namelijk dat een ander model, dat getraind was om het gedrag van ratten te herkennen, ook bruikbaar was voor de analyse van muizengedrag. Echter is dat vooralsnog dus nog even toekomstmuziek.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook AI lost misschien een van de grootste mysteries van het heelal op, maar de uitkomst is allesbehalve geruststellend en Deze AI-arts stelt vaker de juiste diagnose dan een doorgewinterde dokter . Of lees dit artikel: AI ziet borstkanker al jaren van tevoren aankomen .

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: