A kutyák agya fordítva dolgozza fel az emberi beszédet, mint az emberé

Kutya az fMRI készüléknél

A kutyaagy hatékonyabban elemzi a hozzá beszélő személy kilétét, mint a hallott beszédhangokat: a kutyák hasonló agyterület segítségével ismerik fel, hogy ki beszél, mint az emberek, a kutyák esetében azonban a neurális aktivitásmintázat a beszélőelemzés során épp ellentétes az emberben ismerttel - fedezték fel az MTA-ELTE Lendület Neuroetológiai Kutatócsoport, a TKI és az ELTE Etológia Tanszék munkatársai.

A Magyar Tudományos Akadémia Lendület programja, a TKI, az Európai Kutatási Tanács (ERC), az Emberi Erőforrások Minisztériuma, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal és az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) támogatásával készült kutatás a Scientific Reports folyóiratban jelent meg szerdán - közölték az MTI-vel a tanulmány szerzői.

"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" - idézi a közlemény Boros Mariannát, a cikk első szerzőjét.

Az MTA-ELTE Lendület Neuroetológiai Kutatócsoport kutatója hozzátette: az emberi beszéd sokféle információt tartalmaz az érzelmektől a beszédhangokon át a beszélő személyére vonatkozó tartalmakig. Ha sikerül kimutatni, milyen hasonlóságok és különbségek mentén dolgozza fel az emberek és a kutyák agya a beszédet, akkor jobban megérthető, hogyan fejlődött ki a beszéd feldolgozása az emberi evolúció során.

A kutatás célja tehát annak felderítése volt, hogy a kutyáknál melyik agyterületek dolgozzák fel a beszélő személyére vonatkozó információkat, és melyek értékelik ki a beszédhangokat - emlékeztet a közlemény.

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 ismétléses módszert korábban sosem alkalmazták kutyák esetében, de embereknél gyakran használják az egyes agyterületek ingerfeldolgozásban játszott szerepének azonosítására. Például, ha egy hangot az ember többször hall újra és újra, akkor ez az ismétlés a hallókéregben aktivitásváltozást okoz.

A kutya agyi aktivitása a hallott beszédre (fMRI felvételek) Forrás: Scientific Reports

Mint a közlemény felidézi, a beszélő személyének feldolgozásakor valóban látható volt egy ismétlési hatás a kutyák hallókérgében, azonban ez a második tesztben, a beszédhangok esetében hiányzott. Ezt az ismétlési hatást a kutatók nem az agyi hangfeldolgozás korai fázisában azonosították, hanem a 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.

Boros Marianna szerint ilyen növekvő aktivitás általában akkor tapasztalható, 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 találkoznak, nem kell új reprezentációt felépíteniük, elég csak a már meglévőkhöz hasonlítaniuk.

Kutya az fMRI készüléknél Forrás: ELTE

"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" - közölte Boros Marianna.

A kutatók szerint ez nem jelenti azt, hogy a kutyák agya nem tesz különbséget a beszédhangok között, sokkal valószínűbb, 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" - értékelte a kutatás eredményeit Andics Attila, az MTA-ELTE Lendület Neuroetológiai Kutatócsoport vezető kutatója.