UltraVox XT

Cистема для захвата акустических сигналов по всему спектру акустических частот, способная обрабатывать и анализировать голоса грызунов в ультразвуковом диапазоне. Также поддерживается возможность регистрации звуков, издаваемых другими животными.

UltraVox XT – новый инструмент, предназначенный для анализа голосовых сигналов животных методом прямой записи всего акустического спектра в аудио-файл. Звуки отображаются в виде графика и спектрограммы, из которых пользователь может извлечь отдельные интересующие его крики и пометить их. После выборки и анализа данные могут экспортироваться в ПО EthoVision XT и The Observer XT, что обеспечивает простую синхронизацию голосовых сигналов с другой информацией о поведении и физиологии животных.

UltraVox XT  анализирует звуки, включая ультразвуковой диапазон, издаваемые грызунами. Пользователь может выбрать визуальный режим отображения голосовых сигналов на спектрограмме и классифицировать похожие сигналы по частоте, амплитуде, длительности и временным интервалам. ПО обеспечивает простой экспорт данных в программное обеспечение EthoVision XT и The Observer XT. Благодаря этому возможна синхронизация акустических событий с другой информацией о поведении животных.

 

Особенности системы

·       Простое и доступное устройство;

·       Обеспечивает захват всего спектра звуковых частот с помощью одного микрофона;

·       Простая интеграция с данными других методов исследования поведения животных;

·       Графическое и спектральное отображение акустической картины в режиме реального времени;

·       Позволяет легко выбирать отдельные голосовые сигналы животных;

·       Простой метод определения и маркировки разных типов голосовых сигналов у животных;

·       Компактная конструкция.

 

Область применения системы

Идентификация звуков, издаваемых грызунами в ультразвуковом диапазоне, с успехом используется для исследования социального поведения (например, в модели аутизма), исследованиях, посвящённых тревожным состояниями или боли. Похожие эксперименты проводятся при разработке новых лекарственных препаратов, применяются для оценки безопасности фармацевтических средств. Помимо определения количества и длительности голосовых сигналов, исследователи также используют спектрограммы звуковых частот для определения других характеристик звуков, издаваемых животными.

То, что и как мы говорим, играет важную роль в формировании нашего поведения. Не секрет, что то же самое справедливо и для животных. Голосовые сигналы могут использоваться для определения эмоционального или мотивационного состояния у испытуемых. Они также являются ценной дополнительной информацией при изучении социального поведения, тревоги, боли и благополучия. Действительно, всё больше и больше исследователей используют анализ звуков, издаваемых животными, в качестве одного из основных параметров при поведенческом фенотипировании (например, см. Scattoni et al., 2009).

 

 

Ультразвуковые голосовые сигналы

Несмотря на то, что человек не может слышать ультразвук, крысы и мыши чаще всего общаются именно в ультразвуковом диапазоне. Характеристики этих голосовых сигналов являются хорошим показателем эмоционального состояния животных – литературные источники указывают на то, что некоторые частоты относятся к негативным или позитивным эмоциям. Например, взрослые крысы испускают звуки в ответ на чувство страха и предупреждают других особей об опасности сигналами с частотой 22 кГц. При демонстрации социального поведения и во время спаривания регистрируются сигналы с частотой около 50 кГц. Исследования также показали, что существует разница в характеристиках и видах используемых криков между видами или даже линиями животных. Кроме того, некоторые фармацевтические препараты способны вызывать изменения в голосовых сигналах.
 

 

Простой принцип работы системы

Для анализа голосовых сигналов используется ПО UltraVox XT. Простота работы с программным обеспечением – это именно то, что делает систему таким мощным решением. Для записи полного спектра звуков в экспериментальных условиях используется один микрофон. Голосовые сигналы животных отображаются в виде графика и спектрограммы в режиме реального времени.  Также поддерживается анализ ранее записанных аудио-файлов. Определение акустических сигналов животных проводится путём выбора их на спектрограмме или выделением некоторых диапазонов по амплитуде, частоте, длительности и временным интервалам. UltraVox XT автоматически определяет все крики испытуемых в записи, соответствующие указанным критериям. Пользователь присваивает произвольные метки (такие как плоскость, двойная угловая скобка, стрелка вверх, короткая черта) каждому голосовому сигналу, для их использования при анализе и экспорте.

 

 

Компактные размеры системы

UltraVox XT записывает звуки через компактный ультразвуковой USB микрофон с поддержкой plug-and-play (максимальная частота обновления 250 кГц), который позволяет захватить полный акустический спектр звуковых сигналов. Его достаточно для записи в одной экспериментальной зоне. Пользователь может подключить до четырёх микрофонов на одну установленную версию ПО UltraVox XT. Компактные размеры устройства облегчают работу и делают данную систему очень экономичным решением.

 

 

Спектрограммы

По мере записи звуков ПО UltraVox XT отображает график время-амплитуда и спектрограмму время-частота в режиме реального времени. График несёт информацию о том, когда был записан звук, а спектрограмма даёт другую полезную информацию. Пользователь может выбрать и увеличить участок спектрограммы для изучения характеристик каждого крика, таких как форма и временная структура. Также возможно присвоение названия для каждого голосового сигнала животных и его маркировка произвольными символами (например: двойная угловая скобка, символы из двух частей, стрелка вверх, короткая черта, плоскость). UltraVox XT использует эти метки для анализа и подсчёта статистики.

 

Анализ голосовых сигналов животных

После идентификации всех криков и их маркировки (опционально) ПО UltraVox XT проводит статистический анализ всей записи и отдельных голосовых сигналов. Классификация может основываться на пользовательских диапазонах или метках. Статистика для всей записи или для выбранных пользователем акустических сигналов животных включает в себя следующие параметры:

·       Общее количество идентифицированных голосовых сигналов;

·       Средняя длительность сигнала и стандартное отклонение средней длительности;

·       Минимальная и максимальная продолжительность сигнала;

·       Общая продолжительность всех голосовых сигналов (сумма);

·       Доминирующая частота (частота с максимальной амплитудой).

 

Статистические показатели отдельных криков:

·       Длительность, время начала и конца сигнала;

·       Доминирующая частота (частота с максимальной амплитудой);

·       Средняя величина амплитуды.

После анализа пользователь может вывести результаты в PDF файл отчёта одним кликом указателя мыши. Он содержит спектрограмму всей записи и спектрограмму со статистикой для отдельных криков животных. Пользователь может экспортировать эти данные в ПО EthoVision XT или The Observer XT для интеграции с другой информацией о поведении и физиологии испытуемых. Также поддерживается экспорт в текстовый или HTML формат.

Во время показа результатов эксперимента спектрограммы могут быть очень информативны. В дополнение к PDF отчёту пользователь может экспортировать изображения спектрограмм из ПО UltraVox XT для использования в публикациях и презентациях. Для прослушивания голосовых сигналов другими исследователями программное обеспечение обеспечивает снижение высоты сигнала, что даёт возможность сделать ультразвук слышимым для человеческого уха.

ПО UltraVox XT совместимо с ОС Windows 8.1 и Windows 10.

Девять причин, по которым следует приобрести систему UltraVox XT для своей лаборатории:

1. UltraVox XT – это компактная, простая в использовании и доступная система;

2. Она способна проводить захват всего спектра звуков: пользователь может использовать её для анализа любых сигналов – от ультразвуковых криков крыс до пения птиц или голоса человека;

3. UltraVox XT работает с большим спектром микрофонов, таких как небольшие и качественные USB микрофоны из ассортимента компании Noldus. Для проведения эксперимента достаточно одного, однако присутствует поддержка до четырёх микрофонов для параллельной записи в нескольких экспериментальных зонах;

4. Система даёт пользователю “живую” обратную связь с записями в режиме реального времени;

5. Эта обратная связь в виде графика или спектрограммы обеспечивает подробной информацией о том,  как выглядит записанный звук;

6. Простой процесс поиска интересующих пользователя звуков: для этого необходимо выбрать критерии по амплитуде, частоте, длительности и временным интервалам или определить тип крика на спектрограмме. ПО UltraVox XT автоматически найдёт все голосовые сигналы, соответствующие заданным критериям.

7. Средствами программного обеспечения система UltraVox XT позволяет пользователю проводить анализа данных с использованием нескольких статистических форматов. Данные экспортируются в различном виде, включая PDF-файлы отчёта.

8. Голосовые сигналы животных – ценный параметр для исследований поведения грызунов. Система обеспечивает сбор этих данных простым способом, с возможностью их дальнейшего экспорта в ПО The Observer XT и EthoVision XT.

9. Система UltraVox XT создана с учётом двадцатилетнего опыта компании, что позволяет пользователям рассчитывать на обширную базу знаний и отличную техническую поддержку.