Собаки понимают больше, чем мы привыкли думать. И хотя владельцы барбосов и шариков знают об этом уже давно, неоспоримые доказательства найдены только сейчас. Ученые Будапештского университета (Венгрия) с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) исследовали, как собаки воспринимают человеческую речь. Оказывается, наши четвероногие друзья распознают речь так же, как и люди. Для понимания слов они используют левое полушарие, а для понимания интонации — правое, затем объединяют информацию. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Science [1].
О подробностях экспериментов корреспондент нашей газеты Инна Воробей узнавала у ведущего автора работы, сотрудника факультета этологии Будапештского университета и сотрудника проекта «Семейная собака» (Family Dog Project) Аттилы Андикса (Attila Andics) [2].
Во время эксперимента собаки неподвижно лежали в томографе и слушали записанный голос женщины-инструктора. Она произносила хвалебные слова — «хорошо», «молодец», «хороший мальчик» — с хвалебной и нейтральной интонацией, нейтральные слова, которые для собак ничего не значили, — «однако», «тем не менее» — с хвалебной и нейтральной интонацией. Похвала наиболее сильно активировала (вызывала приток крови) центр вознаграждения у собак — зону мозга, которая отвечает на приятные стимулы, такие, как еда. Но это происходило только в том случае, если интонация и хвалебное слово совпадали. Если собаки слышали нейтральные слова с нейтральной интонацией, то активации зон мозга не происходило.
Работа венгерских ученых позволяет, с одной стороны, понять, как собаки распознают речь человека, сделать более эффективным общение человека с собакой. С другой стороны, она проливает свет на то, как возникли слова в процессе эволюции языка. Очевидно, что способность мозга обрабатывать речь развилась раньше, чем предполагали, и она присуща не только человеку. Другие животные тоже могут понимать речь, но они не заинтересованы в этом, в отличие от собак.
— Аттила, расскажите, пожалуйста, над чем работает факультет этологии?
— Наш факультет последние двадцать лет работает с собаками, изучает их поведение и когнитивные (умственные) способности. Мы проводим разные эксперименты, в том числе поведенческие, генетические. Основная идея работы с собаками состоит
в том, что для них естественная среда обитания — дом и семья человека. Двадцать лет тому назад этологи (зоологи, которые изучают генетически обусловленное поведение животных. — Примеч. ред.) не работали с собаками, потому что собаки, в отличие от других животных, не живут в своей естественной среде обитания. Основателю нашего факультета пришла в голову великолепная мысль: «Эй, а ведь у собак естественная среда обитания — это человеческая социальная среда. И мы можем их изучать в этой среде». Мы можем сравнить людей и собак, как они обрабатывают социальные сигналы, такие как речь. Это более оправданно, чем сравнивать человека и обезьяну, человека и крысу, мышь, потому что это другие виды, которые не живут в естественной среде человека. Когда я прихожу домой, я слышу лай собаки, и собака каждый день слышит речь человека. О макаках или крысах мы так не скажем.
— Почему Вы решили исследовать именно собак, а не кошек, скажем, — они ведь тоже живут рядом с человеком, в той же среде, что и собаки?
— Кошки, конечно, тоже очень интересный вид. Но с собаками работать намного легче. Легче попросить собаку сделать то, что вы хотите. Например, кошка не будет лежать неподвижно в томографе. Для нас очень важно сотрудничать с животными. Мы никогда не принуждаем животное что-либо делать против воли в экспериментах. Мы никогда не заставляем их лаять, не привязываем их голову в экспериментах с томографом.
Другой момент связан с социальными сигналами человека. Мы не думаем, что у собак есть особый мозговой механизм, чтобы обрабатывать социальные сигналы человека или человеческую речь. Но они проявляют больше интереса, чем другие животные, к социальным сигналам человека, особенно к речи. Собаки чувствуют привязанность к людям, хотят их радовать. Для них человек ассоциируется с безопасностью. Для кошек — не так. Если собака испугается, то она побежит к своему хозяину. Если кошка, лошадь испугаются, то они убегут. И мы используем это повышенное внимание, повышенную привязанность собак.
— Сколько людей и животных принимают участие в проекте «Семейная собака»?
— Около тридцати сотрудников, включая независимых исследователей и аспирантов, а также некоторых студентов, которые проводят свои собственные эксперименты. Мы работаем с семейными собаками, у нас нет лабораторных собак. Перед каждым экспериментом мы даем объявление, что владельцы собак могут в нем поучаствовать со своим питомцем. В наших экспериментах уже приняло участие более сотни собак. В последнем эксперименте со сканированием мозга мы работали только с тринадцатью собаками. Это не так много, но нам нужны собаки, обученные лежать неподвижно в томографе, их приводят каждую неделю на тренировку и хозяева заинтересованы в том, чтобы продолжать этот эксперимент.
— Назовите самый важный результат Вашего исследования.
— В этой работе мы изучали, как собаки обрабатывают речь человека. И я думаю, самый важный вывод состоит в том, что мозг собаки может по отдельности обрабатывать значение слова и интонацию — то есть лексическую и интонационную информацию, а затем объединять всё это, чтобы получить единое значение или общий образ. Это очень похоже на то, как люди обрабатывают речевые сигналы. Значение слова и интонация обрабатываются у нас разными полушариями, затем мы так же объединяем эти вещи. Это как раз то, чему мы учим наших детей: важно не только то, что ты говоришь, но и то, как ты говоришь. Это правило действует и с собаками.
— Как Вам пришла идея изучать, как собаки понимают речь человека?
— Мы всё время разговариваем с нашими собаками. Сегодня нет других нейровизуализирующих (делающих видимыми процессы в мозге. — Прим. ред.) экспериментов, откуда мы могли бы получить такую информацию о собаках или о других животных. Эти исследования интересуют меня не только с точки зрения изучения собак. По образованию я психолингвист — исследователь мозга, человеческого языка. Некоторое время я изучал мозг человека. И когда я присоединился к этой группе ученых, я понял: если заглянуть в мозг собаки, сравнить, что похоже, а что отличается, то это поможет лучше понять, как в принципе возник язык, лучше понять эволюцию языка в целом. Собаки — хорошая модель для сравнения с человеком, когда речь идет о понимании языка.
— Это был первый эксперимент с животными в томографе вообще или первый с собаками?
— Мы начали эксперименты с собаками в томографе несколько лет тому назад. Моя коллега Марта Гацси (Márta Gácsi) начала тогда обучать собак. В 2014 году мы изучали, как они реагируют на голос человека. В основном, в томографах исследуются другие виды животных, например макаки и крысы, но это усыпленные наркозом животные. Если исследовать бодрствующих макак, то вы должны зафиксировать их череп, заставить силой делать то, что вы хотите. Мелких животных, таких, как мыши или крысы, часто используют в фармацевтических исследованиях. И опять же их нужно или усыпить, или зафиксировать.
— Как Вы обучали собак лежать неподвижно в томографе?
— Обучение каждой отдельной собаки занимает несколько месяцев. И здесь никаких фокусов. Это пошаговая методика обучения — собака учится ничего не делать, только неподвижно лежать. Она понимает, что так может порадовать инструктора. Она счастлива, когда понимает, чего от нее хотят. На одном занятии мы всегда обучаем больше, чем одну собаку. Одна собака уже знает, что нужно делать. Вторая сидит рядом с кушеткой томографа и наблюдает. В ее глазах можно увидеть: я тоже хочу быть там, на этом счастливом месте. Это восхитительный момент! Она действительно этого хочет! Собака, которая уже обучена, становится образцом для другой собаки и одновременно ее соперником. Это называется подражательный метод. Он очень полезен для нашего обучения, потому что собаки не спят во время эксперимента и ведут себя естественно. Один этап эксперимента длится семь минут, и за эти семь минут собака не должна сдвинутся с места. Иначе нам придется перезаписывать все данные. Если применить силу или использовать другие методы, то это не сработает. Можно силой заставить собаку лежать неподвижно одну минуту, но не лежать полностью неподвижно в течение нескольких минут. Необходимо, чтобы собаки делали это добровольно. Наши собаки — счастливые добровольцы!
— Есть ли какие-то методы, как научить собаку понимать слова, есть какая-то специальная стратегия?
— Такие исследования мозга показывают, что имеет смысл разговаривать с нашими собаками. Они выделяют информацию из определенной последовательности звуков и запоминают ее. Слова, которые владельцы часто используют, чтобы хвалить своих собак, такие, как «молодец», «хорошая собака», «хорошо», собаки могут выучить. Нужно использовать похожие или одни и те же слова постоянно для определенных ситуаций. Когда мы начинаем использовать новое слово, оно может ассоциироваться с окружением, интонацией, жестом и всей ситуацией. И собака может выучить его. Если хозяин использует разные слова для одного сообщения, то у собаки меньше шансов выучить новое слово. На собаку похвала действует так же, как вознаграждение, например еда, но это работает только в том случае, если и слово, и интонация хвалебные. Если произнести незнакомое слово с хвалебной интонацией или знакомое слово с нейтральной интонацией, то это не сработает.
— Расскажите о своих планах на будущее. Что еще планируете исследовать?
— Мы пока сделали лишь первый шаг. Удостоверились, что изучать мозг бодрствующей собаки возможно. Есть еще много интересных вопросов, на которые можно искать ответы, помимо изучения того, как собаки обрабатывают речь. Например, можно узнать, как они различают говорящих, как различают речевые звуки, как представляют новые слова, когда их учат. Язык — очень сложное явление, и значение слова, эмоциональная интонация — очень маленький аспект того, что было бы интересно исследовать. Я думаю, наш метод обучения собак открывает много возможностей для сравнительного изучения мозга.
— Какие лаборатории проводят похожие исследования? С кем сотрудничаете?
— Есть лаборатория в Мексике, где Лаура Куайа (Laura V. Cuaya) — первый автор исследования, как собаки распознают лица людей. Американская лаборатория, где Грегори Бернс (Gregory Berns) и его коллеги тоже исследуют бодрствующих собак. Может, еще одна в Европе, где пытаются работать с неспящими собаками, но в основном они работают с животными под наркозом. С мексиканской лабораторией мы начали сотрудничать. Их метод обучения собак и то, как они их сканируют собак, очень похож на наш. Несколько месяцев назад они были у нас. Сейчас мы только в начале пути, нужно больше опыта, больше данных, больше независимых исследований, чтобы стандартизировать все те пионерские выводы, к которым мы пришли. Через несколько лет мы увидим, к чему приведет наша работа.
— У Вас есть своя собака?
— Своей собственной собаки у меня нет. Но у моего брата, который живет с родителями, есть собака. Я с детьми могу в любое время прийти и пообщаться с ней. Из-за школы и работы мы не можем заботиться о собаке. Поэтому для нас это идеальный вариант.
Аттила Андикс
Беседовала Инна Воробей
1. http://science.sciencemag.org/content/early/2016/08/26/science.aaf3777