科學家研究狗如何認知人類的語言

一些狗在聽到主人說出「松鼠」的單詞時,身體會有所反應,有的還會朝窗戶跑去看外面。難道它們聽懂了人話?還是這個單詞對它們來說有著其他的含義?

最新的《Frontiers in Neuroscience》神經科學研究期刊,發表了一篇由艾默里大學的研究人員,使用核磁共振技術來研究狗是如何將單詞與具體事物聯繫起來的文章。該研究結果顯示狗對於教授過的單詞具有基本的理解能力,而對於沒有聽過的單詞這毫無反應。

該項研究的第一作者,艾默里大學心理系博士Ashley Prichard表示,很多主人都認為自己的狗能聽懂主人所說的單詞含義,但目前沒有直接的科學驗證。本次研究的目的就是從狗本身收集數據而不是從狗主人的表述中收集。艾默里大學神經專家Gregory Berns表示,目前已知的研究可以得出狗具有一定量的人類語言的能力,這也是為什麼狗能夠聽從主人的命令完成一些動作。但是以往的研究過程中顯示狗還需要依據各種其他線索來判斷人類的語音命令,比如說手勢、眼神、表情。

本次的研究重點關注狗的大腦如何處理不同單詞的理解過程。Gregory Berns是本次研究項目的發起人。首先需要訓練狗自願進入一台功能性磁共振掃描儀(fMRI)中接受腦部的掃描。在沒有周圍事物干擾的情況下,掃描狗的腦部對獎勵的刺激反應,找出它們的腦部中對臉部表情處理和嗅覺反應的神經特定區域,還有額葉前部對抑制反應的控制。

目前的研究結果顯示,12條不同品種的犬類經過主人幾個月的訓練來認知2種不同類型的物體。每條狗的認知物體材質也不相同,一個是織物製作的毛絨動物,一個是橡膠製作的動物造型。訓練過程中需要教狗去找到對應的物體並給予獎勵。整個訓練過程的結束是以狗能夠識別出2種不同材質的物體並能根據主人的命令準確找到所需要的那個物體。

在功能性磁共振掃描儀掃描過程中,狗躺在機器內部,狗主人站在前面每隔一段時間說出玩具的名字,然後觀察狗對聲音產生的反應。以上圖中的這隻名為Eddie的拉布拉多犬為例,當主人說出「Piggy」和「Monkey」後都會拿起對應的玩具,接著主人故意說出含糊的單詞「bobbu」和「bodmick」,同時拿起新的事物。掃描結果顯示,當聽到新的含糊不清的單詞時,這隻拉布拉多犬的腦部聲音區域產生了異常活躍的反應。

Ashley Prichard表示,原來的研究目的是為了證實犬類對熟悉和陌生的單詞會有不同的神經反應,但是現在的結果顯示剛好與人類的認知相反,人類對熟悉的聲音會產生活躍的神經反應,而犬類則對陌生的聲音產生活躍的神經反應。這可能是因為當狗主人說了新的單詞時,狗想要去感知主人這麼做的目的,然後取悅主人獲得獎勵。

在本次研究實驗中,一半的犬類在聽到新詞後,腦部的顳頂皮層都會產生活躍的神經反應,該部位相當於人類大腦的角回,主要負責處理辭彙的差異。還有一半的犬類當聽到新詞時,會在腦部的左顳葉腦、杏仁體、基底核和丘腦產生活躍的神經反應。之所以會有這樣的區別可能是本次所選取的犬類品種和數量,還有平時的訓練方法有關,不同品種的犬類大腦對認知的理解不同。

雖然不同犬類對理解人類語言的水平和動機會有不同,但當它們聽到學過的單詞時,腦部都會產生神經反應而不只是巴甫洛夫的條件反射。本次研究的結果不能說明語言是和狗溝通最有效的方式,真正有效的其實是犬類的神經獎勵機制,才能讓訓狗更加有效。而人類更傾向於通過語言來訓練狗,這是從人類的認知角度出發得到的主觀性常識,實際上對於犬類來說視覺感官才更加有效。

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