Язык: исследование показало, что собаки улавливают отдельные слова так же, как младенцы.

Исследование показало, что собаки могут подбирать отдельные слова в предложениях, которые им произносятся, используя те же вычисления и области мозга, что и младенцы.

В детстве мы сначала учимся открывать новые слова в разговоре, прежде чем фактически узнаем, что означает каждое отдельное слово.

Чтобы выяснить, где заканчивается каждое слово и начинается другое, дети используют сложные вычисления, которые отслеживают, какие слоги появляются вместе, что с большей вероятностью формирует слова.

Используя комбинацию методов визуализации мозга, эксперты во главе с Венгерским университетом Этвеша Лоранда показали, что собаки способны на аналогичные подвиги.

Это первый случай, когда способность применять так называемое статистическое обучение была продемонстрирована у млекопитающих, кроме человека.

Результаты пришли на той же неделе, когда исследование показало, что собаки наклоняют голову, когда слушают, потому что это помогает им легче слышать и обрабатывать информацию.

Прокрутите вниз, чтобы увидеть видео

Исследование показало, что собаки могут улавливать отдельные слова в предложениях, которые им произносятся, используя те же вычисления и области мозга, что и человеческие дети.

«Отслеживание закономерностей присуще не только людям — многие животные учатся на таких закономерностях в окружающем мире, это называется статистическим обучением», — объясняет автор статьи и специалист по этике Мариана Борус из Университета Этвеша Лоранда.

Особенность речи заключается в том, что ее эффективная обработка требует сложных математических операций. Чтобы выучить новые слова из непрерывной речи, недостаточно подсчитать, сколько раз некоторые слоги встречаются вместе.

Гораздо эффективнее рассчитать, насколько вероятно, что эти сегменты будут встречаться вместе.

Именно так люди, даже младенцы в возрасте 8 месяцев, решают, казалось бы, сложную задачу сегментирования слов — они вычисляют сложную статистику о вероятности того, что один слог следует за другим.

До сих пор мы не знали, может ли какое-либо другое млекопитающее также использовать такие сложные вычисления для извлечения слов из речи. Мы решили проверить способности семейных собак к статистическому обучению по речи.

Собаки — самый старый вид домашних животных и, вероятно, тот тип, с которым мы разговариваем чаще всего. Однако мы очень мало знаем о нейронных процессах, лежащих в основе их способности к обучению словам.

В ходе исследования ученые измерили электрическую активность мозга собак с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Сканирование выявило ключевые различия в мозговых волнах собак для частых и редких слов.

Лилла Мадьяри, автор исследования, объяснила: « Мы увидели различия в мозговых волнах собак для повторяющихся слов по сравнению с редкими.

Но что еще более удивительно, мы также увидели различия в мозговых волнах для слогов, которые всегда встречались вместе, по сравнению со слогами, которые встречаются только изредка, даже если общие частоты были одинаковыми.

Получается, что собаки отслеживают не только простую статистику (сколько раз встречается слово), но и сложную статистику (вероятность того, что слоги слова встречаются вместе).

Такого никогда раньше не наблюдалось у других млекопитающих, кроме человека. Именно такую ​​сложную статистику дети используют для извлечения слов из непрерывной речи.

Затем исследователи использовали функциональную магнитно-резонансную томографию, чтобы изучить, насколько области мозга, отвечающие за эту сложную вычислительную способность у собак, похожи на те, что в мозге человека.

В ходе исследования ученые измерили электрическую активность мозга собак с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Как и при сканировании ЭЭГ, тесты проводились на бодрствующих, сотрудничающих и неограниченных животных, хотя собаки, участвующие в экспериментах с фМРТ, ранее были обучены лежать неподвижно на время сканирования.

Мы знаем, что у людей в этот процесс вовлечены области мозга, связанные с общим обучением и языком. Доктор Беррос объяснил, что мы обнаружили такую ​​же дупликацию у собак.

И специалист, и специализированный отдел мозга [the basal ganglia and auditory cortex, respectively] Похоже, что он участвует в статистическом обучении на основе речи, но модели активации у них были разными.

Исследователи использовали функциональное МРТ-сканирование, чтобы выяснить, насколько области мозга, отвечающие за эту сложную вычислительную способность собак, похожи на участки мозга человека.

Как и при сканировании ЭЭГ, тесты проводились на бодрствующих, кооперативных и неограниченных животных, хотя собаки, участвующие в экспериментах фМРТ, ранее были обучены лежать неподвижно в течение всего времени при сканировании.

Общая область мозга более устойчиво реагировала на случайный речевой поток (где слова нельзя было отслеживать с помощью статистики слогов), чем на структурированный речевой поток (где было легче идентифицировать слова, просто вычисляя статистику слогов).

Специализированная область мозга показала иную картину: здесь мы наблюдали увеличение активности мозга со временем для системы, но не для случайного речевого потока.

Мы думаем, что это увеличение активности — это эффект, который обучение оказывает на слуховую кору.

В детстве мы сначала учимся открывать новые слова в разговоре, прежде чем на самом деле узнаем, что на самом деле означает каждое отдельное слово. Чтобы выяснить, где заканчивается каждое слово и начинается другое, дети используют сложные вычисления, которые отслеживают, какие слоги появляются вместе, что с большей вероятностью формирует слова.

В целом, результаты показывают, что, по мнению исследователей, нейронные процессы, которые, как известно, играют ключевую роль в овладении человеческим языком, могут не быть уникальными для человека.

Аттила Андикс, автор исследования, добавил: « Но мы до сих пор не знаем, как появились аналоговые механизмы человеческого мозга для изучения слов у собак.

Отражают ли они навыки, полученные в результате жизни в богатой языками среде, или за тысячелетия приручения, или они отражают способности древних млекопитающих?

Изучая обработку речи у собак, еще более совершенных пород собак с различными коммуникативными способностями и других видов, живущих рядом с людьми, мы можем проследить истоки человеческих дисциплин восприятия речи.

Полные результаты исследования опубликованы в журнале. современная биология.