Как собаки признают человеческие лица?

Мозг собаки развил область, которая специфически распознает человеческие лица.

Источник: Creative Commons License CC0

Недавно я получил записку от тренера по собакам, которую я впервые встретил на встрече Международной ассоциации профессионалов собак (IACP). Она написала, в частности:

«Я преподавал класс послушников для начинающих, и одна женщина, которая пыталась тренировать молодую собаку-спаниель, казалось, испытывала трудности. Она расстраивалась с собакой и нахмурилась, и собака проявляла признаки стресса и, казалось, пыталась не смотреть на ее лицо.

• Почему мы не можем продолжать относиться к нашим эмоциям, как Лорд Волдеморт
• Умеете ли вы достаточно хорошо?
• К «Клейковине» или «Не клейковине»: (Для ваших детей, я имею в виду!)
• Большая футбольная проблема Америки
• Транскраниальная магнитная стимуляция для резистентной депрессии

«Я помнил, что были некоторые данные, которые показали, что собаки могут распознавать человеческие лица, и они реагируют на эмоции, которые они видят на них [нажмите здесь, чтобы узнать больше об этом]. Кроме того, я напомнил, что собаки, похоже, плохо реагируют на негативные выражения [нажмите здесь, чтобы узнать больше об этом]. Поэтому я сказал ей: «Собаки действительно хорошо читают человеческие лица, чтобы вы могли получить лучший ответ от своей собаки, улыбаясь или, по крайней мере, не используя явно злобное выражение».

«Женщина очень раздражала меня и сказала мне:« Это не имеет никакого смысла. Моей собаке всего шесть месяцев. Как он узнает что-нибудь о человеческих лицах? Начнем с того, что он собака, поэтому он может знать что-то о лицах собак, но не о человеческих лицах. Не похоже, чтобы я учил его понимать выражения на моем лице – возможно, давая ему удовольствие каждый раз, когда я улыбаюсь и ударяю его каждый раз, когда у меня появляется сердитое лицо. Я просто не верю, что такая молодая собака может понять что-то о человеческом лице ».

«Я действительно помнил, что некоторые исследователи, казалось, думали, что способность собак понимать лица была врожденной, а не изученной, но я не мог вспомнить никаких подробностей и не знал точно, как ответить на нее. Можете ли вы рассказать мне, каковы факты на самом деле?

• Может ли травматическая травма головного мозга привести к болезни Альцгеймера?
• Группа (Die) namics: Опасности политики идентичности
• Как влияние хронического стресса на нервную схему
• Этика юристов и судьба нации
• Изюминка?

На самом деле ситуация действительно проста – мозг собаки жестко распознает человеческие лица. Конечно, показать это не всегда легко, но несколько исследований все это приводит к такому выводу.

Две отдельные линии ранних исследований показали, что распознавание лица является особенным. Первый взглянул на людей и обнаружил, что существует область человеческого мозга, которая, как представляется, специально предназначена для распознавания человеческих лиц. Эта область расположена в височной доли мозга, которая представляет собой область, расположенную на стороне мозга в нижней средней части коры, которая была бы сзади, и немного выше ваших ушей. Первое доказательство важности этого региона было получено от пациентов, которые пострадали от этой части мозга и развили просопагнозию, что является формой «слепоты лица». Люди с этой проблемой испытывают трудности с распознаванием знакомых лиц и даже собственного лица в зеркале, в то время как другие аспекты их умственного функционирования, такие как способность распознавать объекты, не затрагиваются.

Вторая линия исследований включала измерение активности отдельных нейронных клеток во временных областях мозга. У обезьян было обнаружено, что были некоторые клетки, которые были специально настроены для ответа, когда животное просматривало лицо обезьяны. Когда исследование было расширено, чтобы посмотреть на ту же самую область в мозге овец, они обнаружили клетки, которые реагировали конкретно на типичные лица овечьей формы. Есть даже некоторые исследования, которые показывают, что подобные клетки можно найти в соответствующей области мозга ворон, и они настроены на реакцию, когда ворона смотрит на лица в форме птицы.

Таким образом, исследователи пришли к выводу, что ряд видов животных имеет область в головном мозге, которая была специально разработана для распознавания лиц конспецифики (технический термин для животных того же вида). Именно тогда исследование заняло интересный оборот. Ученые стали спрашивать себя: «Если поведенческие тесты показывают, что собаки настолько хороши в распознавании человеческих лиц и выражений, то возможно, что у них могут быть дополнительные настроенные на лицо клетки в их мозгу, а не только клетки, настроенные на лица собаки, а клетки, настроенные для ответа на человеческие лица? ». Один из первых примеров исследований, исследующих этот вопрос, – группа исследователей, возглавляемая Лаурой Куайей из Института нейробиологии в Национальном автономном университете Мексики.

Методы, используемые в этом исследовании, используют новые достижения в области сканирования головного мозга, в частности, функциональную магнитно-резонансную томографию (fMRI). Это метод, который измеряет уровень активности в определенных структурах мозга, обнаруживая изменения в кровотоке и уровнях кислорода, когда группа нервных клеток в мозге начинает реагировать более энергично. Повышенная нейронная активность имеет тенденцию изменять природу магнитного поля в определенных областях мозга, и это можно измерить. Поэтому, если большое количество клеток в области мозга были настроены на специфические характеристики лица, и многие из них начали активироваться одновременно, это может быть легко обнаружено сканером.

На самом деле получение собак для участия в исследовании, основанном на fMRI, непросто. Для тестирования собака должна оставаться неподвижной в ограниченном пространстве на устройстве МРТ в течение определенного периода времени. Собака должна также игнорировать многие громкие звуки, сделанные операцией МРТ, которая включает в себя звуки вращающихся шестеренок, громкие ключицы, удары и т. Д., Любой из которых можно было бы напугать собаку и заставить его двигаться. Поэтому требуется интенсивный тренинг (который может включать месяцы работы с собаками), прежде чем вы сможете фактически собирать данные у них. В этом случае семь собак были обучены переносить измерения МРТ, необходимые для исследования.

Когда-то внутри сканера и устроились на месте, собакам были показаны блоки фотографий человеческих лиц (с нейтральными эмоциональными выражениями) или фотографии общих предметов (например, чашка кофе или часы и т. Д.), В то время как их мозговая деятельность контролировалась.

Результаты были относительно недвусмысленными. При представлении человеческих лиц область мозга, которая наиболее энергично реагировала на собак, была вентральной височной корой (передняя часть височной коры), и эта область была относительно невосприимчива к образам объектов, которые не были лицами. Это примерно соответствует той же области мозга, которая участвует в распознавании того же вида лица у других животных, которые были протестированы с использованием мер с одной клеткой. Поэтому собаки реагируют на человеческие лица в том же регионе мозга, где они реагируют на лица собаки.

Почему это должно происходить? Одна из возможностей – это процесс, называемый коэволюцией, где эволюция одного вида влияет на исторические эволюционные изменения другого. Поскольку собаки эволюционируют в виде, который разделяет человеческую среду, более эффективная реакция на людей в этой среде была бы адаптивным преимуществом, и распознавание лиц было бы одним из аспектов этого.

Другая возможность заключается в том, что в процессе одомашнивания собак, которые длились несколько тысяч лет, люди могли систематически выбирать и выращивать собак, которые точно отвечали человеческим лицам и эмоциональным выражениям. Это, безусловно, облегчит общение между людьми и их собаками. Собаки, у которых была эта способность, были бы предпочтительнее, заботились и лелеялись. Хотя все это селективное размножение, основанное на поведении собак, продолжалось, вполне возможно, что на неврологическом уровне люди неосознанно выбирают собак с мозгами, у которых есть определенные механизмы, способные распознавать человеческие лица так же, как они могут распознавать лица животных своих видов. Если это так, это будет врожденная способность, которая не требует образования или опыта, чтобы проявить себя.

Авторы этого исследования заключают, что «признание человеческих лиц собаками может быть важным фактором для установления привязанности к людям. Это подтверждается найденными до сих пор доказательствами, что собаки и другие канистры способны распознавать и следить за человеческими лицами без обучения ».

Поэтому, возможно, говорить начинающему тренеру по собакам, чтобы он улыбался и избегал гневных эмоциональных выражений, может быть разумным советом, поскольку, вероятно, собака обрабатывает и интерпретирует свое лицо. Разумеется, у его мозга есть аппарат для этого.

Рекомендации

Cuaya LV, Hernández-Pérez R, Concha L (2016). Наши лица в мозге собаки: функциональная визуализация выявляет активацию временной коры при восприятии человеческих лиц. PLOS ONE 11 (3): e0149431. DOI: 10.1371 / journal.pone.0149431