A kutyaagy megkülönbözteti a beszélőket

2020.03.04.
A kutyaagy megkülönbözteti a beszélőket

Kutyák funkcionális MRI vizsgálata során az MTA-ELTE Lendület Neuroetológiai Kutatócsoport, a TKI és az ELTE Etológia Tanszék munkatársai kimutatták, hogy a kutyaagy hatékonyabban elemzi a hozzá beszélő személy kilétét, mint a hallott beszédhangokat. Felfedezték, hogy a kutyák egy hasonló agyterület segítségével ismerik fel, hogy ki beszél, mint az emberek. Érdekes módon azonban kutyák esetén a neurális aktivitásmintázat a beszélőelemzés során épp ellentétes az emberben ismerttel. A kutatás a Nature lapcsalád Scientific Reports folyóiratában jelenik meg,  március 4-én. 

“A kutyákat folyamatosan beszéd veszi körül és köztudott, hogy érzékenyek az ember kommunikációs jelzéseire. Azt azonban csak most kezdjük megérteni, hogy a kutyák agya hogyan dolgozza fel az emberi beszédet” – mondja Boros Marianna, az MTA-ELTE Lendület Neuretológiai Kutatócsoport kutatója, a cikk első szerzője. “Az emberi beszéd sokféle információt tartalmaz, az érzelmektől a beszédhangokon át egészen a beszélő személyére vonatkozó tartalmakig. Ha sikerül kimutatnunk, milyen hasonlóságok és különbségek mentén dolgozza fel az emberek és a kutyák agya a beszédet, akkor jobban megérthetjük, hogyan fejlődött ki a beszéd feldolgozása az emberi evolúció során.”  

A kutatás célja tehát annak felderítése volt, hogy a kutyáknál mely agyterületek dolgozzák fel a beszélő személyére vonatkozó információkat, és melyek értékelik ki a beszédhangokat. A vizsgálat során pozitív megerősítésen és szociális tanuláson alapuló tréning alkalmazásával kiképzett kutyákat vizsgáltak mágnesesrezonancia-képalkotó eljárás (funkcionális MRI) segítségével. Az éber, mozdulatlan kutyák két kísérletben vettek részt: rövid, számukra értelmetlen szósorozatokat hallgattak. Az első tesztben a szavakat időnként ugyanaz a személy, időnként pedig több különböző személy ismételte. A második kísérletben a szavak vagy ugyanazok voltak, vagy egy-egy magánhangzóban különböztek egymástól. Ezt az ún. ismétléses módszert korábban sosem alkalmazták kutyák esetében, de embereknél gyakran használják az egyes agyterületek ingerfeldolgozásban játszott szerepének azonosítására. Például, ha egy hangot többször hallunk újra és újra, akkor ez az ismétlés a hallókéregben aktivitásváltozást okoz. 

A beszélő személyének feldolgozásakor valóban látható volt egy ismétlési hatás a kutyák hallókérgében, azonban ez a hatás a második tesztben, a beszédhangok esetében hiányzott. Ezt az ismétlési hatást a kutatók nem az agyi hangfeldolgozás korai fázisában azonosították, hanem az ún. másodlagos hallókéregben, amely a magasabb rendű információk feldolgozásában játszik szerepet. A most kutyákon kimutatott jelenség egybecseng a korábban emberekről és majmokról publikált kutatásokkal, melyekben hasonló agyterületeket azonosítottak a beszélő kilétének elemzésére.

Érdekes módon azonban az ismétlési hatás fordítva jelent meg, mint ahogy azt a kutatók az emberi vizsgálatok alapján várták. Az embereknél általában aktivitáscsökkenés figyelhető meg az agyban, amikor ugyanaz a személy ismétli a szavakat. A kutyáknál azonban megnőtt az agyi aktivitás, ha ugyanazt a beszélőt hallották újra meg újra. “Ilyen növekvő aktivitást általában akkor tapasztalunk, amikor az agy új reprezentációkat hoz létre. Mivel az emberek rengeteg különböző ember hangját hallják életük során, valószínű, hogy az agyuk sok hangot ismer már, tehát számos hangreprezentációt tárol. Így amikor egy új, ismeretlen beszélővel találkozunk, nem kell új reprezentációt felépítenünk, elég csak a már meglévőkhöz hasonlítanunk. Nem tudjuk, hogy a kutyák is ilyen módon tárolják-e az agyukban a hangokat. Ha nem, akkor minden újonnan hallott beszélő esetén egy új reprezentációt kell létrehozniuk, és ez lehet az oka annak, hogy hangismétléskor neurális szinten aktivitásnövekedést mértünk. Érdemes ezt a kérdést tovább vizsgálni a jövőben” – magyarázza Boros.

De vajon miért nem tapasztaltak a kutatók ismétlési hatást a kutyák agyában a beszédhangok esetében? Talán a kutyák agya nem tesz különbséget a beszédhangok között? Ez nem valószínű. Sokkal valószínűbb az, hogy a kutyák egyszerűen hatékonyabban elemzik, ki beszél hozzájuk, mint azt, hogy milyen beszédhangokat használ. 

“Korábbi kutya fMRI vizsgálatainkból már tudtuk, hogy a kutyák agya érzékeny a szavak jelentésére, és a hangadásokban rejlő érzelmekre. De most először mutattuk ki, hogy a kutyaagy a beszélő kilétét is kódolja” – mondja Andics Attila, az MTA-ELTE Lendület Neuroetológiai Kutatócsoport vezető kutatója.  

A kutatás, amely a Magyar Tudományos Akadémia (Lendület Program), a TKI, az Európai Kutatási Tanács (ERC), az Emberi Erőforrások Minisztériuma, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal és az Eötvös Loránd Tudományegyetem támogatásával készült, a Scientific Reports folyóiratban jelent meg “Repetition enhancement to voice identities in the dog brain” címmel.

Angol nyelvű videoabsztrakt: https://youtu.be/IAPQYtvjHqU

Link a cikkhez: http://www.nature.com/articles/s41598-020-60395-7