A válogatós kutyaagy
A kutyák agyában (pontosabban a jutalom feldolgozásáért felelős nucleus caudatusban) is tetten érhető, hogy milyen ételt szeretnek igazán szőrös barátaink és melyiket kevésbé. Ez derült ki a az ELTE Etológia Tanszékének és a francia Symrise Pet Food cégnek a közelmúltban megjelent közös kutatásából. Vizsgálatuk a viselkedési megfigyeléseket ötvözi a legmodernebb neurális képalkotó eljárásokkal, hogy többet tudhassanak meg az jutalomfalat minősége és a kutyák motivációja közötti összefüggésekről. Munkájukat a Scientific Reports című rangos szaklapban jelentették meg.
Az emberekhez hasonlóan, egyes kutyák válogatósak, míg mások szinte minden ételnek egyformán örülnek. Ennek ellenére általában az ebeket kevésbé ízletes falatokkal is lehet motiválni. Jelen vizsgálatban a kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy a jutalomfalat minősége van-e, és ha igen milyen hatással a kutyák motivációjára egy problémamegoldó feladatban, illetve arra, hogy hogyan jelenik ez meg agyi reprezentációikban.
Az első kísérlet során 20 családi kutyát megtanítottak rá, hogy kicsomagoljon egy jutalomfalatokat tartalmazó dobozt, amelynek a tartalmát ezután elfogyaszthatták. Ezt követően ugyanezeket a kutyákat arra tréningezték, hogy két különböző hangot összekössenek két különböző minőségű jutalomfalattal: az egyiket füstölt, főtt sonkával („finom”) a másikat pedig korpás keksszel („ehető”). Ezt követően a kutyák ismét azt a feladatot kapták, hogy csomagoljanak ki egy dobozt, ám közben egyik esetben a „finom” ételhez kapcsolt hangot hallották, a másik esetben az „ehető” ételhez kapcsolt hangot. Természetesen a dobozok a teszt közben mindkét esetben üresek voltak, hogy kifinomult szaglásuk ne befolyásolja a kutyák viselkedését. A bontáshoz szükséges időből következtettek a kutatók a kutya motivációs állapotára. Azt találták, hogy -ahogyan az várható volt - a „finom” ételhez kapcsolt hang hallatán a kutyán gyorsabban csomagolták ki a dobozt.
Második kérdésük az volt, hogy a viselkedésben megjelenő motivációs különbség vajon megjelenik-e az agy jutalom feldolgozásával kapcsolatos központjainak egyikében. Az Etológia Tanszéken hosszú évek óta sikeresen folynak fMRI vizsgálatok, amelyek során egyes kutyák megtanultak önszántukból teljesen mozdulatlanul feküdni az agyi képalkotó berendezésben, ám ebben a mozdulatlan helyzetben természetesen nem lehet őket jutalomfalatokkal kínálni, hogy megnézzük hogyan reagál azokra az agy. Az egyes jutalom típusokkal asszociált hangokat azonban le lehet nekik játszani. Második lépésben tehát az fMRI tréningen átesett, gyakorlott 20 kutyának tanították meg a kutatók, hogy összekösse a hangokat a megfelelő ételtípusokkal. A kutyák agyának reakcióját az egyes hangokra az asszociációs tréning előtt és után is megvizsgálták az fMRI készülékben, főként a jutalmazással kapcsolatos központokra, például a nucleus caudatus-ra fókuszálva.
Azt találták, hogy nucleus caudatus a tréning után mindkét hang esetében fokozottabb aktivitást mutatott, ám az agyi válasz a füstölt sonkával társított hangra volt igazán kiemelkedő.
„A korábbi kutatások főként a jutalmazás és annak elmaradása közötti különbségre fókuszáltak. A mi vizsgálatunk volt az első, ahol két különböző minőségű jutalomfalat agyi reprezentációjának különbségeit sikerült kimutatni. Ez rámutat, hogy a nucleus caudatus nem csupán a jutalmazás tényét képes feldolgozni, hanem különbséget tesz a jutalmak minősége között is.” – magyarázza Ujfalussy Dorottya, a vizsgálat vezető kutatója.
Természetesen nem minden alanyunk teljesített ugyanúgy. Minél nagyobb különbséget találtunk a két hang hallatán történő bontás között, annál erősebb különbséget sikerült detektálnunk a jobb nucleus caudatus-ban. „Nagyon izgalmas „látni”, hogy a a kutyák hogyan reprezentálják a különböző ételeket az agyukban és ez milyen hatással van a motiváltságukra. Nagyon érdekes pozitív korrelációt sikerült felfedeznünk a kutyák viselkedése és agyi válasza között. Az ok-okozati összefüggés azonban még mindig kérdéses, hiszen nem tudjuk, hogy az erősebb agyi reakció van a motiváltabb viselkedés hátterébe vagy esetleg fordítva. Valószínű, hogy ez a hatás nem egyirányú.” – mondja Laura V. Cuaya, az tanulmány első szerzője.
Az Eötvös Loránd Tudományegyetem és a Symrise Pet Food közös érdeke a világ kutya szemszögéből való megismerése, együttműködésüket pedig a kutyák életminőségének javítása iránti közös elkötelezettség vezérli. Jelen tanulmányik célja annak feltárása volt, hogy a kutyák agya hogyan reprezentálja a jutalmak minőségére vonatkozó tapasztalataikat. Ez a tanulmány rávilágít arra, hogy a motiváció a jutalom értékétől függően változhat, különösen a „válogatós” kutyáknál. Most mindenki számára szórakoztató kihívás lehet, hogy felfedezzék, milyen táplálék motiválja kutyájukat legjobban.
A Symrise Pet Food fokozott figyelmet fordít a társállatok érzékszervi élményeire, hogy a táplálkozás az állat életének mindinkább pozitív aspektusa lehessen. A Syrmise Pet Food csapata mindvégig azon dolgozik, hogy egyre jobban megértse az állatok igényeit és tulajdonságait, a gazdák elvárásait és az állateledelek sajátosságait. Ennek köszönhetően nagy szakértelemmel tudnak alkalmazkodni a társállatok igényeihez az eledelek minőségének és ízének tekintetében, mely meghaladja az egyszerű ízfokozók hatásának vizsgálatát és az eledel összes tulajdonságát vizsgálja, akár az étel élvezhetőségét vagy az arra adott agyi válaszokat tekintve.
A tanulmányt a Scientific Reports című szaklap a következő hivatkozással publikálta: "Representation of rewards differing in their hedonic valence in the caudate nucleus correlates with the performance in a problem-solving task in dogs (Canis familiaris)" Szerzők: Laura V. Cuaya, Raúl Hernández-Pérez, Attila Andics, Rita Báji, Márta Gácsi, Marion Guilloux, Alice Roche, Laurence Callejon, Ádám Miklósi, and Dorottya Júlia Ujfalussy. A kutatás Symrise Pet Food, a Magyar Tudományos Akadémia (Lendület program és Nemzeti Agykutatási Program 3.0), az Európai Tudományos Tanács the (European Research Council-ERC), valamint a Mexikói Nemzeti Tudományos és Technológiai Tanács és az ELKH-ELTE Összehasonlító Etológiai Kutatócsoport támogatásával jöhetett létre.
Link to the original publication: https://doi.org/10.1038/s41598-023-40539-1
Video abstract: https://youtu.be/D_b-suoaS6w?si=Gy8Q-EV2NZcsF8kF