Működik a kutyaagy: felismeri az emberi arckifejezéseket

Minden kutyatartó tapasztalta már, hogy kedvence azonnal reagál a gazdi jó- vagy rosszkedvére. A gazdák körében elfogadott tény volt, hogy a négylábú társak átérzik a családi környezet hangulatváltozásait. A tudományos világ számára sokáig nyitott volt a kérdés, hogy a kutyák csupán a megszokott emberük reakcióit tanulták-e meg leolvasni, vagy általános kognitív képességről van szó. A Bécsi Egyetem kutatócsoportja a legújabb agyalki mérésekre támaszkodva elvégezte azokat a vizsgálatokat, amelyek egyértelmű biológiai bizonyítékot szolgáltatnak a jelenség hátterére. A mérések kimutatták, hogy a kutyák agya nemcsak a gazdi, hanem egy teljesen ismeretlen ember arcán is pontosan elkülöníti a különböző érzelmi kifejezéseket.

A vizsgálat során a kutatók fMRI-készüléket használtak, amely a véroxigénszint változásait mérve jeleníti meg a különböző agyterületek aktivitását. A kísérletben tizenkét border collie vett részt. A négylábú alanyokat korábban hosszú tréninggel felkészítették arra, hogy a mérés ideje alatt teljesen mozdulatlanul, felébredt állapotban, mindenféle rögzítés vagy kényszerítés nélkül feküdjenek a szkennerben. A kutyáknak a gépben ülve idegen emberek portréit vetítették, amelyeken a modellek különféle arckifejezéseket öltöttek magukra. A szakemberek gépi tanulási algoritmusokat vetettek be a kapott agyfunkciós mintázatok elemzésére, így sikerült feltérképezniük, miként dolgozza fel a kutyaagyi struktúra az emberi érzelmi jeleket.

Az eredmények rávilágítottak arra, hogy a kutyák agyában a magasabb szintű kognitív funkciókért és a jutalomfeldolgozásért felelős területek kifejezetten a boldog emberi arcok látványára aktiválódtak. A halló- és halántéklebenyhez köthető területek, valamint a caudate nucleus, vagyis a farokmag nevű agyi magvidék élénk reakciót mutatott, amint a kutyák mosolygó portrékat láttak. A farokmag az emberi és az állati agyban egyaránt a jutalomvárásért, a kellemes élmények rögzítéséért felelős. Ez a hálózat a semleges, illetve a negatív arckifejezések megjelenítésekor csendben maradt. A kutatást vezető Laura Cuaya kiemelte, a mérések azt bizonyítják, hogy az emberi mosoly önmagában is pozitív értéket, jutalomértéket képvisel a kutyák számára.

A kísérlet második szakaszában a tudósok azt vizsgálták, hogy a négylábúak képesek-e különbséget tenni a különböző negatív érzelmek között. A korábbi viselkedéstudományi tesztek legfeljebb egy pozitív és egy negatív arckifejezést vetettek össze egymással, így nem derült ki, hogy az állatok látják-e az elhatárolást düh, félelem és szomorúság között. A bécsi kutatók tizenkét kutya teljes agyi aktivitási mintázatát elemezték, miközben dühös, szomorú, rémült és vidám arcokat mutattak nekik. A gépi tanuláson alapuló elemzés kimutatta, hogy az egész agyat átfogó aktivitási mintázat egyértelműen elkülöníti a félelmet kifejező arcokat a dühös vagy szomorú arcok látványától.

Ez az első olyan tudományos bizonyíték, amely igazolja, hogy a kutyák agya nemcsak a jó és rossz kategóriákra osztja az emberi jelzéseket, hanem a negatív tartományon belül is pontos különbséget tesz a fajok közötti kommunikációban. A vizsgálat vezetője megjegyezte, a félelem, a düh és a szomorúság más-más típusú közvetlen reakciót igényel az állat részéről. A félelem vagy a düh fenyegetést hordozhat, míg a szomorúság eltérő szociális helyzetet teremt. Az evolúció során a kutyák pontosan azért fejlesztették ki ezeket a finom érzékelési mintázatokat, hogy hatékonyan alkalmazkodhassanak az emberi közösségekben elfoglalt pozíciójukhoz.

A kutatócsoport tagja, Raúl Hernández-Pérez elmondta, míg a főemlősök és az ember esetében a közös ősök révén meglévő képességeket kutatják, a kutyáknál teljesen eltérő evolúciós útról van szó. A kutyák a háziasítás évezredei során alkalmazkodtak az emberi arc apró részleteinek leolvasásához. Az emberi faj rendkívül érzékeny a mikromimikai mozgásokra, és a velünk együtt élő négylábúak agya felvette ezt a ritmust. A vizsgálat ugyanakkor rámutat arra is, hogy a laboratóriumi körülményeken túl a kutyák nem kizárólag a mozdulatlan arcot figyelik. A mindennapi életben a testbeszéd, a hangszín és a szagmolekulák együttesen alkotják azt a jelegyüttest, amelyből az állat felépíti a képét az ember pillanatnyi állapotáról.

A tanulmány készítői hangsúlyozták, a kutatásban részt vevő alanyok mind családi környezetben, kiegyensúlyozott körülmények között élő kedvencek voltak. A kóbor vagy utcalétben élő kutyák szocializációja eltérő, így az ő agyi reakcióik további vizsgálatokat igényelnek. A Bécsi Egyetem szakemberei a következő szakaszban azt tervezik feltárni, miként integrálják a kutyák a hangot, az illatokat és a mozgást az arcok látványával. Az eredmények a gyakorlati kutyakiképzésben, a terápiás állatok felkészítésében és a mindennapi tartási körülmények javításában egyaránt felhasználhatók, megerősítve, hogy a kutyák összetett érzelmi lényként tekinthetők az emberi környezetben.