Мозг собаки фото: Атлас головного мозга собаки в МРТ-изображениях ─ Ветеринарная радиология

Исследование показало, как мозг собаки реагирует на интонацию и речь

Исследование ученых из Будапештского университета (Венгрия) показало, что мозг собаки, как и мозг человека, использует иерархический подход к обработке речи: в ответ на эмоции активируются базовые участки мозга, а на слова — более развитые области коры головного мозга. Работа опубликована в Scientific Reports.

С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (fМРТ) команда Анны Габор измеряла мозговую активность собак во время бодрствования. Подтвердилось давнее наблюдение: собаки разделяет интонацию и значение слов. Это значит, в обработке значений слов и эмоционального тона участвуют разные области мозга. То есть и слова, и интонация, с которой мы обращаемся к своим питомцам, — все это понимают собаки.

Однако до сих пор оставался открытым вопрос: обрабатывает ли мозг собак два компонента языка иерархически (по аналогии с человеческим)?

«Изучение сходства и различий в обработке речи собачьим и человеческим мозгом может помочь в понимании того, что способствовало развитию языка в ходе эволюции», — сказала Анна Габор, ведущий автор работы.

Эволюционно базовые области мозга фиксируют эмоциональную составляющую информации (интонацию), в то время как значение слова обрабатывается на более высоком уровне церебральной иерархии.

Чтобы понять, использует ли мозг собаки иерархический подход к обработке речи, ученые провели эксперименты с собаками, которые привыкли спокойно лежать в магнитно-резонансном томографе. Во время fМРТ-записи собаки слушали известную для них похвалу («молодец», «хороший мальчик», и т. д.) и неизвестные слова (с хвалебной и нейтральной интонацией).

Результаты сканирования показали, что мозг собаки реагирует на обработку речи иерархически: интонация активирует подкорковые области, в то время как известные слова обрабатываются в корковых областях.

«Хотя обработка человеческой речи уникальна во многих аспектах, это исследование показывает интересное сходство между нами и собаками, — резюмирует Аттила Андикс, соавтор работы. — Однако это не означает, что эволюционно иерархической метод появился специально для работы с языком. Этот подход может отражать более общий, не зависящий от языка принцип обработки: фундаментальные, эмоционально заряженные сигналы, такие как интонация, обычно анализируются на более низких уровнях. В то время как сложная информация, такая как значение слова, анализируется на более высоких уровнях».

Хочу все знать / Размер мозга у собак. Тесты с зеркалом.: grosslarnakh — LiveJournal

Еще мне не очень было понятно, как сенбернар понимает, что той-терьер – тоже собака? Они же так же схожи, как мохнатый йети и микродрищ. Ну вот бывают люди, которые гораздо выше меня или, наоборот, гораздо меньше, я смотрю на них и понимаю, что они — люди, как и я. Я больше среднего новорожденного раз в двадцать пять — двадцать семь. Но не в тысячу же раз разница в габаритах. Мастиф вон, бывает, весит за 110 кг (изображен слева, а справа на фотке терьер Мейси, 45 г при рождении).

Жена сказала, что микродрищи пахнут собакой, и поэтому собака-центнер понимает, что микродрищ с ним одной крови. И что если кошка будет пахнуть так же, то собака будет думать, что эта кошка — собака, и будет озадачена, почему эта «собака» не ведет себя, как собака.

Когда собака видит свое отражение в зеркале, она думает, что это другая собака. Но так как запаха никакого не чувствует, то быстро теряет интерес к отражению. <…>

В дальнейшем возник вопрос, а есть ли самосознание у дельфинов. <…>

Возник вопрос: могут ли они воспринимать себя в зеркале. В 2001 году сделали такой эксперимент: в аквариуме стояло зеркало и на дельфинов нанесли несколько меток, около десятка. Были метки невидимые, то есть они ощущали, что что-то прикреплено, но в отражении эти метки не были видны, и метки видимые. И те и другие дельфины могли видеть только в отражении зеркала. Когда дельфины подплывали к зеркалу, они начинали тут же вертеться, подставляя к зеркалу участки с метками. Потом проанализировали видеозапись, оказалось, что действительно они себя узнают, то есть они поворачиваются именно теми местами, где метки. Стало понятно, что кроме шимпанзе, орангутангов и горилл появился еще один вид животных – это дельфины, которые себя узнают в зеркале. Отсюда делается вывод, что они имеют какое-то самосознание. И буквально совсем недавно появилась статья, что себя в зеркале могут узнавать слоны.

Были эксперименты, которые вроде бы говорят о том, что слоны себя в зеркале не узнают. Когда стали анализировать эти эксперименты со слонами, оказалось, что раньше либо им ставили цветные метки, но слоны цветов не различают. Либо зеркало слонам давали маленькое, потому что боялись, что вдруг они разобьют его, поранятся, либо ставили так далеко, что они до него не могли дотянуться. В этот раз в зоопарке поставили большое пластиковое зеркало прямо в клетке со слонами. Стали наблюдать за ними.

Слоны тут же подошли к зеркалу, стали смотреть, что это такое интересное появилось у них в клетке, стали заглядывать за зеркало, вставали на задние лапы, пытались заглянуть за забор, на котором висело зеркало. Потом стали ходить вокруг зеркала, крутиться, вертеться, пытаясь заглянуть неожиданно, посмотреть, есть там что или нет, когда они туда не смотрят. Потом стали рассматривать свое тело, поворачиваться местами, которые они обычно не видят. И, в конце концов, после того, как слоны привыкли к зеркалу, был проведен контрольный эксперимент. Слонихе сделали несколько меток, одна была реально видимая. Потом слониха какое-то время ходила, ничего не ощущала, до этого крестика не дотрагивалась. Потом она подошла к зеркалу и тут же начала пытаться хоботом достать до крестика, пытаясь понять, что у нее на лице, пытаясь стереть. Тем самым было доказано, что слоны себя в зеркале узнают.

(Это интервью неизвестно кого с неизвестно кем, опубликованное на сайте http://www.scorcher.ru/neuro/science/animals/animals2.php, со ссылкой на сайт «Радио Свободы», на котором произведена реструктуризация и старые материалы больше не найти. Буду признателен на ссылку по теме на надежные источники, а то вдруг все вранье.)

Спасибо за внимание. Берегите свои духовные скрепы.

Ученые выяснили, чем большие собаки лучше маленьких

У больших собак лучше, чем у маленьких, развиты самоконтроль и кратковременная память, выяснили американские ученые. Они связывают это с более крупным мозгом. Разница в размерах, однако, не влияет на логическое мышление и понимание жестов.

Исследования, посвященные умственным способностям животных, показывают, что существует выраженная связь между объемом мозга у животного того или иного вида и его исполнительными функциями — процессами, позволяющими планировать текущие действия в соответствии с общей целью, изменять реакцию в зависимости от контекста, избирательно уделять внимание нужным стимулам.

Однако более ранние данные были получены в основном при исследовании приматов, поэтому неясно, актуальна ли такая закономерность для всех видов животных. На сегодняшний день известно около 500 пород собак разных размеров, что позволяет оценить связь между объемом мозга и исполнительными функциями и у них.

Исследователи из Аризонского университета собрали данные о более чем 7000 домашних собаках 74 разных пород с помощью их хозяев.

Как оказалось, у больших собак с крупным мозгом самоконтроль и кратковременная память лучше, чем у мелких.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Animal Cognition.

Примерный размер мозга собак оценивался исходя из стандартов породы. Для тестирования собак ученые разработали несколько тестов, которые затем опубликовали на сайте Dognition.com.

Так, чтобы протестировать кратковременную память, хозяин должен был показать собаке угощение, а затем положить его под один из двух перевернутых пластиковых стаканчиков и выждать 60, 90, 120 или 150 секунд. Затем собаку можно было отпустить и дать ей возможность перевернуть стаканчик и забрать угощение. У маленьких собак чаще возникали сложности с тем, чтобы запомнить, куда хозяин положил угощение.

Для теста на самоконтроль хозяин клал угощение перед собакой и запрещал к нему притрагиваться, а затем либо не спускал с собаки глаз, либо, наоборот, отворачивался от нее. Хотя в итоге большинство собак не могли устоять перед соблазном утащить угощение, у крупных животных запас терпения оказался больше.

«Пока неизвестно, почему размер мозга может быть связан с познанием, — отмечает ведущий автор исследования антрополог Даниэль Хоршлер. — Возможно, это зависит от других особенностей, например, от количества нейронов или связей между ними. Пока точного ответа нет, но нам интересно разобраться, что за этим лежит».

Размер мозга собак оказался связан не со всеми типами интеллекта. Так, он не влиял на социальный интеллект, выражавшийся в способности собак следовать жестовым командам хозяина, и логическое мышление собаки.

Способность собаки делать выводы проверялась следующим образом. Хозяин клал угощение под один из перевернутых стаканчиков и делал вид, что кладет его под другой. Затем он приподнимал пустой стаканчик, чтобы показать собаке, что под ним ничего нет, и разрешал подойти к стаканчикам. И мелкие, и крупные собаки с одинаковой частотой выбирали тот, под которым было угощение.

Чтобы проверить, как собака следует жестовым командам, хозяин должен был положить угощение на расстоянии вытянутой руки справа и слева от себя, а затем протянуть руку или ногу, указывая в ту или иную сторону. И маленькие, и большие собаки в равной степени следовали в указанном направлении.

«Мы думаем, собаки отлично подошли для этого исследования, поскольку размеры мозга у них сильно варьируются, в отличие от большинства наземных млекопитающих, — говорит Хоршлер. — У нас был разброс от чихуахуа до датского дога».

Также исследователи отмечают, что результаты не зависели от того, проходила собака дрессировку или нет — и среди дрессированных, и среди недрессированных собак крупные породы справлялись с заданиями на кратковременную память и самоконтроль лучше мелких.

В перспективе Хошлер планирует сравнить разновидности разных пород, например, большого и карликового пуделя, и выяснить, какие у них еще есть различия помимо размера.

«Мне действительно интересно, как эволюционирует способность к познанию и как это обусловлено биологически, — говорит он. — Мы начинаем понимать, что размер мозга каким-то образом связан с познавательными способностями».

В 2017 году международная группа ученых выяснила, что собаки умнее кошек. Исследователи сравнили мозг нескольких видов животных — хорьков, мангустов, кошек, собак, гиен, львов и бурых медведей. Как оказалось, у собак в коре головного мозга насчитывается около 530 млн нейронов, в то время как у кошек — лишь 250 млн (для сравнения, в коре человеческого мозга около 16 млрд нейронов). По мнению исследователей, количество нейронов именно в этой области определяет способность животного делать выводы исходя из прошлого опыта.

Наименее интеллектуально одаренными оказались бурые медведи. Хотя их мозг был в 10 раз крупнее кошачьего, в нем было примерно столько же нейронов.

А наиболее «мозговитым» животным исследователи признали енота — несмотря на скромные размеры, количество нейронов в коре его мозга оказалось почти такое же, как у собак. По расчетам исследователей, плотность нейронов в мозге енотов приблизительно такая же, как у приматов.

Ученые расшифровали сигналы собак, машущих хвостом

1 ноября 2013

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Разница между левой и правой стороной важна в собачьем восприятии мира, говорят ученые

Итальянские ученые пролили свет на то, как движения хвоста собаки связаны с ее настроением.

Ранее исследователи уже выяснили, что довольные собаки виляют хвостом в основном направо (с точки зрения собаки), а беспокойному настроению соответствует скорее левый замах.

Теперь же ученые установили, что другие собаки распознают эти сигналы и реагируют на них.

«Хорошо известно, что у человека левое и правое полушария мозга по-разному реагируют на стимулы, вызывающие положительные или отрицательные эмоции, — говорит профессор неврологии Джорджио Вальортигара из Университета Тренто. – А теперь мы попытались посмотреть, как это происходит у других видов».

Он добавил, что, как и у людей, правое полушарие собачьего мозга отвечает за движения левой стороны тела, и наоборот. А разные полушария играют разную роль в эмоциональном реагировании.

Собачьи фильмы

Чтобы понять, как собаки реагируют на одностороннее помахивание хвостами других собак, ученые демонстрировали животным видеозапись и наблюдали за их реакцией.

Они замеряли частоту пульса собак и анализировали их поведение.

«Мы показывали собакам фильмы с собаками – или настоящими, или силуэтами, чтобы избавиться от отвлекающих факторов. Мы могли редактировать движения хвоста, перемещая их на левую или правую сторону», — рассказал профессор Вальортигара.

Когда животные видели, как в остальном спокойная собака машет хвостом направо (с точки зрения машущей собаки), то их поведение не менялось.

Однако когда они видели мах налево, у них учащался пульс, и наблюдалась обеспокоенность.

Профессор Вальортигара не считает, что собаки таким образом подают друг другу сигналы сознательно. По его мнению, в процессе эволюции животные просто научились распознавать признаки, которые должны их настораживать.

«Когда встречаешься с другими собаками и определенный рисунок махания хвостом оказывается связанным с дружелюбным поведением, а махание хвостом направо при этом связано с поведением менее дружелюбным, то в дальнейшем начинаешь действовать на основании этого опыта», — поясняет он.

Лево и право

Исследователи считают, что их выводы могут помочь хозяевам собак, ветеринарам и дрессировщикам лучше понимать эмоции питомцев.

Специалист-кинолог из Бристольского университета Джон Брэдшоу отмечает, что ученые уже не в первый раз отмечают роль левой и правой стороны в собачьем восприятии мира.

В прошлом году группа специалистов из Университета Линкольна выяснила, что собаки поворачивают голову налево, общаясь с агрессивными собаками, и направо, когда встречают собак спокойных.

Также Джон Брэдшоу рассказал об эксперименте, проведенном в Университете Виктории в Канаде: «Собаки с большей охотой подходили к роботу-собаке, когда его хвост махал налево, а не направо, а вовсе не проявляли обеспокоенность – в противоположность выводам итальянского исследования».

Впрочем, он предполагает, что собаки в различных экспериментах могли просто не воспринимать роботов или видеозаписи как настоящих собак. Исследования реакции животных на других живых животных могли бы помочь найти истину, считает ученый.

Лимфома у собак: симптомы, лечение и прогноз

Лимфомы – злокачественные опухоли, поражающие лимфатическую систему организма собак, состоящую из лимфатических узлов, объединённых системой сосудов. Это неоднородная группа лимфопролиферативных опухолей, различающихся по своему биологическому поведению, морфологическому строению, течению заболевания и прогнозу. Данное заболевание сходно с неходжкинской лимфомой человека. Встречаемость лимфом у собак велика и составляет, примерно, 80% от всех заболеваний кроветворной системы. Четкой возрастной зависимости появления лимфом не выявлено, но, в большинстве, это заболевание средней и старшей возрастной группы. Лимфомы встречаются и у молодых животных, но протекают более агрессивно. Достоверной породной предрасположенности нет, есть данные о большей частоте встречаемости у лабрадоров, голден-ретриверов, ротвейлеров, вельш-корги и боксеров. Однако эти данные могут являться спорными, так как часто отображают большую встречаемость той или иной породы в популяции региона, в котором проводилось исследование.

Классификация лимфом у собак сложна. В более простом и доступном виде ее можно представить следующим образом.

По расположению выделяют:

• мультицентрическую лимфому – характеризуется поражением периферических лифоузлов. Частота встречаемости данного вида опухолевого заболевания у собак высока и составляет, в среднем, 85%.
• медиастинальная лимфома (лимфома средостения) – поражение тимуса (вилочковой железы) у собак.
• экстранодальная лимфома – поражение не лимфоузлов, селезенки или печени. Например, поражение желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), глаз, центральной нервной системы (ЦНС), кожи. Часто кожную лимфому (эпителиотропную лимфому) выделяют в отдельный вид.
• MALT-лимфома – отдельный вид лимфомы, поражающий подслизистый слой тканей ЖКТ. Выделен в самостоятельный вид злокачественного лимфоидного заболевания собак относительно недавно.

По размеру клеток лимфомы бывают крупноклеточные и мелкоклеточные. Существуют еще и среднеклеточные лимфомы собак, но данное деление условно и не учитывается в постановке диагноза.

По происхождению лимфомы бывают из Т- и В-лимфоцитов. Подвидом Т-лимфом являются NK-лимфомы – более агрессивный вид из Т-лимфоцитов.

Рисунок 1. Схема ступеней дифференциации клеток крови (R.A.S. White, BSAVA 1991, ООО «АКВАРИУМ БУК», 2002).

По течению лимфомы бывают низкой степени злокачественности (ярким примером является индолентная лимфома – медленно протекающий опухолевый процесс), промежуточной и высокой степени злокачественности.

Данная классификация лимфом умышленно упрощена для понимания владельцами собак, читающих данную статью.

Причины

Точные причины развития лимфом у собак не ясны. Изначально, появление всех лимфом связано с неопластической трансформацией лимфоцитов. Часто способствуют этому вирусные заболевания или сниженный иммунный статус. Причиной такого состояния бывают различные хронические инфекции или длительный прием каких-либо препаратов, особенно стероидных гормонов.

Симптомы лимфомы у собак

Симптомы данного заболевания очень вариабельны и зависят от локализации опухолевого процесса. Чаще всего хозяева пациентов обращают внимание на увеличенные подчелюстные, предлопаточные или паховые лимфоузлы (при мультицентрической форме). Отмечают вялость, снижение активности, быструю утомляемость на прогулке, потерю веса и усиленную линьку животного. При поражении желудочно-кишечного тракта жалобы бывают на диарею, рвоту и снижение аппетита. При медиастинальной форме лимфомы у собаки может развиваться кашель, одышка, отёки грудных конечностей вследствие сдавливания краниальной полой вены опухолевой массой. Иногда, например, при поражении селезенки, лимфома данного органа может быть случайной находкой, и выявляется в ходе планового обследования пациента. Период от начала болезни до клинических проявлений различен, и сказать, как давно появилась опухоль невозможно.  В любом случае, лимфому необходимо рассматривать как системный процесс и проводить максимально тщательное обследование пациента с целью стадирования заболевания, постановки окончательного диагноза, разработки схемы лечения и определения прогноза.

Рисунок 2. Лимфома селезенки у собаки (случайная находка при диспансеризации).

Диагностика

Диагностика лимфом у собак является многоэтапным и сложным процессом и проводится по отработанному алгоритму. Первым этапом является клинический осмотр животного, при этом врач определяет увеличение поверхностных лимфоузлов, их подвижность и болезненность при пальпации. На следующем этапе проводится ультразвуковое исследование лимфоузлов и органов брюшной полости, определяют наличие изменений в печени и селезёнке. Проводится рентгенограмма органов грудной полости с целью выявления увеличения лимфатических узлов и изменений в лёгких. Делают исследования крови, включая определение уровня лактатдегидрогеназы – важный маркер опухолевой активности при лимфомах. В сложных или сомнительных случаях проводят магнитно-резонансную или компьютерную томографию. Данный вид исследования не является рутинным, так как сопряжен с общей анестезией пациента и является финансово затратным.

Рисунок 3. Вид лимфомы при использовании различных способов диагностики (УЗИ, рентгенограмма, КТ).

После получения данных от этих исследований можно провести стадирование заболевания:

• Стадия 1 – увеличение только одного лимфоузла.
• Стадия 2 – увеличение нескольких лимфоузлов в одной области.
• Стадия 3 – увеличение большинства лимфоузлов.
• Стадия 4 – вовлечение в процесс печени и/или селезенки.
• Стадия 5 – вовлечение в процесс костного мозга (определяют только путём биопсии костного мозга).

Далее проводят открытую ножевую биопсию – иссечение увеличенного лимфатического узла с целью получения максимального количества материала для патоморфологического исследования. С хирургической точки зрения наиболее подходящим для этой процедуры является подколенный лимфоузел. Далее полученный материал направляется в лабораторию для проведения гистологического и иммуногистохимического (ИГХ) исследований.

Рисунок 4. Вид лимфомы при проведении ИГХ исследования.

Только на основании данных всех видов исследований, включая иммуногистохимическое, можно ставить окончательный диагноз на лимфому у собак с определением вида лимфомы, разработки схемы лечения и прогноза заболевания, который напрямую зависит от вида опухолевого процесса.

К активно развивающимся методам диагностики лимфом у собак относится PARR (PCR for Antigen Receptor Rearrangment) – молекулярно-генетический метод, основанный на способности лимфоидных клеток отвечать на антигенную стимуляцию путем перестройки своих антигенных рецепторов. Данная методика молода и не широко распространена. По имеющимся данным общая чувствительность этого метода для собак составляет около 74%.

Лечение лимфомы у собак

Лечение лимфом у собак заключается, в первую очередь, в применении химиотерапии. Наиболее распространенными препаратами являются винкристин, циклофосфамид, доксорубицин, хлорамбуцил, ломустин (CCNU), аспаргиназа и др. Также в схему лечения всех лимфом у собак обязательно включены кортикостероиды.

Рисунок 5. Наиболее часто используемые лекарственные средства для лечения лимфом у собак.

Существует большое количество схем химиотерапии, используемых в ветеринарии, но каждая имеет свои плюсы и минусы, и ни одна не совершенна. Также выбор режима химиотерапии пациента зависит и от данных гистологического и иммуногистохимического анализов. Помимо этого, не стоит забывать и о развитии резистентности (устойчивости) к химиотерапевтическим препаратам со временем в ходе лечения, появление осложнений при проведении процедур. Все это делает разработку индивидуальной схемы лечения пациента трудоёмким и ответственным процессом, которым должен заниматься только грамотный специалист.

Прогноз при лимфоме у собак

Прогноз при всех видах лимфом у собак осторожный, он зависит, в первую очередь, от типа самой опухоли. Так, при мелкоклеточной В-клеточной лимфоме средняя продолжительность жизни пациентов на фоне химиотерапевтического лечения составляет 24 – 36 месяцев. При крупноклеточной Т-клеточной или NK-клеточной лимфоме средняя продолжительность жизни даже на фоне агрессивной химиотерапии не превышает 8 месяцев.

Поэтому при подтверждении такого диагноза, как лимфома необходимо срочно проконсультироваться с врачом-онкологом о прогнозе и разработке схемы лечения.

Выражаем большую благодарность Литвинову Н.В. и Азаровой М.С. за помощь в подготовке статьи.

Автор статьи:
ветеринарный врач онколог, кандидат ветеринарных наук
Каблуков Александр Дмитриевич

Клинический случай лечения лимфомы у американского бульдога

Американский бульдог Риф поступил в клинику с жалобами на увеличение лимфоузлов. До этого попал в семью около года назад в тяжелом состоянии с носовым кровотечением, глубоким дерматитом и истощением.

В сторонней клинике у Рифа отмечали признаки новообразования носового хода, увеличение лимфоузлов и диффузные изменения в селезенке. Поставили диагноз венерическая саркома (данные изменения не характерны для венерической саркомы) и проводили периодически сеансы химиотерапии.

При осмотре на приеме отмечено увеличение подколенного и предлопаточного лимфоузла, по результатам биопсии диагностирован пограничный с лимфомой процесс. Позднее отмечено появление образования кожи на грудной клетке.

По результатам биопсии диагностирована лимфома и рекомендован сложный курс химиотерапии по схеме Wisconsin. Курс лечения Риф перенес хорошо, отмечено полное исчезновение симптомов болезни.

Желаем Рифу долгой и счастливой жизни.

Хирург-онколог: к.в.н. Каблуков А.Д.

Клинический случай лечения В-клеточной крупноклеточной лимфомы у кокер-спаниеля

Кокер-спаниель по кличке Анечка поступила в клинику с жалобами на вялость и отечность в области шеи. При осмотреконстатированы увеличенные подчелюстные и подколенные лимфоузлы, ультразвуковая диагностика выявила наличие увеличенных лимфоузлов в брюшной полости и изменения в селезенке. Рентгенограмма патологических изменений в грудной клетке не выявила.

Ане проведена биопсия пораженного лимфоузла, материал направлен на гистологическое и иммуногистохимическое исследование. По результатам анализов диагностирована B-клеточная крупноклеточная лимфома.

Для Ани разработана схема химиотерапии, которую она переносит хорошо. Отмечено уменьшение подчелюстных лимфатических узлов и полное исчезновение очагов поражения в других лимфатических узлах и в селезенке. Рекомендовано соблюдение курса химиотерапии.

Хирург-онколог: к.в.н. Каблуков А.Д.

Эволюция сделала сознание собак похожим на сознание младенцев

Способность понимать человеческие жесты редко встречается у животных. Их интерпретация довольно сложна для их мозга. К примеру, наши ближайшие родственники шимпанзе не понимают наших жестов. Согласно новому исследованию ученых из Университета Дьюка (Duke University), прирученный волк тоже не может нас понять, хоть и является ближайшим родственником собаки. Статья с таким выводом была опубликована 12 июля в журнале Current Biology.

Исследователи сравнили поведение 44 щенка собаки и 37 щенков волка в возрасте от 5 до 18 недель, чтобы убедиться: одомашнивание изменило не только внешний вид собак по сравнению с волками, но и их сознание.

В Научном центре дикой природы в Миннесоте (Wildlife Science Center) щенков волка сначала генетически протестировали: для корректности исследования нужно было исключить из эксперимента гибриды волка и собаки.

Затем волчьих щенков вырастили в тесном взаимодействии с людьми. Их кормили с рук. Они укладывались спать в кровати вместе со своими опекунами. Также волчата почти круглосуточно общались с людьми почти с момента рождения.

Щенки собаки, напротив, мало общались с людьми. После рождения они жили со своей матерью и братьями-сестрами.

Когда щенки волка и собаки немного подросли, ученые провели испытания их сообразительности.

Сначала им предложили найти еду в миске за прозрачной преградой, потом в закрытой миске – по запаху. И волчата, и собачата справились с этим одинаково хорошо.

После этого исследователи спрятали угощение в одной из двух закрытых мисок и давали щенкам подсказки жестами и другими сигналами. Например, между двумя мисками садился человек и показывал рукой на миску с едой или указывал на нее взглядом. Или рядом с миской с едой ученые клали небольшой деревянный кубик (такого сигнала щенки волка и собаки никогда раньше не видели).

Результаты поразили ученых. Щенки собаки в возрасте восьми недель понимали, как найти еду в миске, безо всякого предварительного обучения. Щенки волка не показали такой сообразительности, хотя все время общались с людьми и в теории могли научиться понимать жесты человека.

17 из 31 щенка собаки неизменно находили нужную миску. И ни один из 26 детенышей волка, выращенных людьми, не нашёл еду по сигналу человека.

Интересно, что многие щенки собак правильно поняли сигнал человека при первом же испытании. Они сразу сообразили, что означает этот сигнал.

Другие испытания показали, что щенки собак в 30 раз чаще, чем щенки волка, приближались к незнакомцу.

«Дело не в том, какой вид «умнее», – поясняет результаты эксперимента Ханна Саломонс (Hannah Salomons), аспирантка Университета Дьюка. – Так, щенки собаки и волка показали себя одинаково хорошо в тестах на память или контроль двигательных импульсов, когда они обходили прозрачные препятствия для получения еды».

Различия когнитивных способностей детенышей волка и собаки стали очевидны только, когда ученые стали тестировать щенков на умение понимать сигналы, исходящие от людей.

«Когда мы заходили в вольер со щенками собаки, они собирались вокруг, хотели вскарабкаться на нас и лизнуть нас в лицо. В такой же ситуации большинство щенков волка убегали от нас и прятались, – говорит Саломонс. – Когда щенкам предлагали корм в запечатанном контейнере, волчата, как правило, пытались решить проблему самостоятельно. А щенки собаки обращались к людям за помощью, глядя им в глаза».

Руководитель эксперимента Брайан Хэйр (Brian Hare) утверждает, что результаты исследования предлагают одно из самых убедительных доказательств гипотезы одомашнивания.

Считается, что в период между 12 000 и 40 000 лет назад, у собак и волков был общий предок. Как агрессивные хищники превратились в лучших друзей человека, до сих пор остается загадкой. Но одна из теорий состоит в том, что при первой встрече с людьми близко к ним подошли только самые дружелюбные волки.

Причем не для сотрудничества с людьми, а чтобы подкрепиться ими. Более «застенчивые» и «угрюмые» волки к людям не пошли и остались голодными. Ученые предполагают, что именно так дружелюбные волки выжили и передали потомству гены, которые сделали их менее опасными и агрессивными по отношению к людям.

Теория предполагает, что общение дружелюбных, но диких волков с людьми продолжалось на расстоянии, пока потомки этих первых волков не научились определять намерения людей и расшифровывать их жесты и социальные сигналы.

«Это исследование действительно подкрепляет доказательства того, что социальный гений собак является продуктом одомашнивания», – подчеркивает Хэйр.

По словам ученого, собаки рождены, чтобы стать животными-поводырями для человека.

Как и человеческие младенцы, щенки собак понимают жесты человека интуитивно и пытаются ему в свою очередь что-то сказать (как могут). Щенки волка этого не делают.

Собаки рождаются с этой врожденной способностью понимать, что мы общаемся с ними и пытаемся сотрудничать с ними, говорят ученые.

Ранее мы сообщали, что собаки с рождения готовы к общению с человеком и что они распознают отдельные слова человека. Еще мы рассказывали, что домашние собаки понимают человеческую мимику и улыбку.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим»

Мозг кошки: быстрее айфона, сложнее собаки

Фото: Sergey Vladimirov / CC

Мы уже писали о некоторых особенностях кошачьего интеллекта и о том, в чём кошатники умнее собачников. Давайте разберёмся, какие особенности строения мозга и работы памяти кошек отличают их от нас и от других животных!

1. Размер не имеет решающего значения.

Масса мозга у кошки составляет 0,9% от массы тела. Для сравнения, масса мозга у человека – это 2% от массы его тела, а у собак – в среднем 1,2% (правда, в отличие от кошек и людей, собаки бывают очень разного размера). Впрочем, размеры мозга не имеют прямого отношения к уровню интеллекта. Чаще всего они обусловлены чисто физиологическими ограничениями – например, размером головы. Если бы наши головы «росли» вслед за увеличением коры головного мозга, то в один «прекрасный» момент мы просто перестали бы рождаться естественным путём, поскольку размеры родового канала тоже ограничены. Наш мозг никогда не станет больше, чем сейчас, и то же самое можно сказать о мозге кошек или собак. Зато:

2. Структура мозга у кошки сложнее, чем у собаки.

Высшая нервная деятельность — это способность к мышлению и рациональному принятию решений. За высшую нервную деятельность отвечает кора головного мозга. У человека кора головного мозга состоит из более чем 10 миллиардов нервных клеток. В коре головного мозга у кошки — 300 миллионов нервных клеток, а у собаки – вот позор – всего-то 160 миллионов.

3. Кратковременная память у кошек лучше, чем у собак.

Экспериментально установлено: память о том, где «заныканы» вкусняшки, сохраняется у кошек в течение 16-ти часов. А собаки забывают это место уже через 5 минут.

Фото: Sergey Vladimirov / CC

4. С долговременной памятью всё сложнее…

Считается, что в долговременной памяти кошек хранится не так много информации. Установлено, что кошки могут помнить определенные места и определённых людей в течение многих лет, но, по большому счету, учёные до сих пор не знают, как работает долговременная память у кошек или собак. Однако, за долговременную память отвечает кора головного мозга, а у кошек она устроена почти в 2 раза сложнее, чем у собак (см. параграф №2). Вполне возможно, что и долговременная память кошек работает лучше.

5. Кошка учится, наблюдая за Вами.

Кошку не надо обучать тому, как открывать холодильник. Ей достаточно несколько раз увидеть, как вы это делаете – и она научится сама. Так уж у них устроено: котята учатся, наблюдая за мамой – как она охотится, ест, вылизывается… А потом пытаются повторять за ней – до тех пор, пока не научатся всё делать правильно.

Фото: hehaden / CC

6. С возрастом функции мозга у кошек снижаются.

У пожилых кошек может развиться болезнь, сходная с болезнью Альцгеймера. Синдром когнитивной дисфункцииу кошек связан со старением мозга и может привести к появлению таких симптомов, как депрессия, дезориентация в пространстве, неадекватное поведение. Всё как у людей, но, к счастью, не все люди и не все кошки подвержены этой болезни.

7. Кошка умнее, чем айфон.

С каждым новым поколением наши смартфоны и планшеты становятся всё мощнее и быстрее. Но до кошек им ещё очень далеко! Например, объём встроенной памяти айфона не превышает 64 гигабайт. А в долговременной памяти кошки может содержаться до 91000 гигабайт информации!
А с какой скоростью обрабатывают информацию компьютеры и кошки? Процессор айфона производит около 170 миллионов вычислительных операций в секунду. А мозг котика за это же время совершает 6 триллионов операций! 6 триллионов – это 6000000000000, или шесть миллионов миллионов.

Фото: ntouch.roberts / CC

Читайте также:
— 9 малоизвестных фактов о кошках
— Кошатники умнее собачников

наука

Сканирование мозга выявляет мысли собак

Выразительное лицо Фидо, включая его тоску по-щенячьим глазам, может заставить владельцев задуматься, что именно творится в голове этой собачки. Ученые решили выяснить это, используя сканирование мозга, чтобы исследовать умы наших друзей-собак.

Исследователи, которые подробно описали свои выводы 2 мая в журнале с открытым доступом PLoS ONE, были заинтересованы в понимании взаимоотношений человека и собаки с точки зрения четвероногих.

«Когда мы увидели эти первые изображения [мозга], они не были похожи ни на что другое», — сказал ведущий исследователь Грегори Бернс в видеоинтервью, размещенном в Интернете.«Насколько мне известно, никто никогда не делал снимков мозга собаки, не подвергавшейся седативному действию. Это была [] полностью проснувшаяся, необузданная собака, здесь у нас впервые есть изображение ее мозга», — добавил Бернс, который является директором Центра нейрополитики Университета Эмори.

Он добавил: «Теперь мы действительно можем начать понимать, о чем думают собаки. Мы надеемся, что это откроет совершенно новую дверь в познание собак, социальное познание других видов». [10 фактов о лающей собаке]

Сидеть… стоять… неподвижно
Бернс понял, что собак можно обучить сидеть спокойно в аппарате для сканирования мозга, услышав, что U.S. Navy dog ​​был членом команды SEAL, убившей Усаму бен Ладена. «Я понял, что если собак можно обучить прыгать с вертолетов и самолетов, мы, безусловно, можем научить их входить в фМРТ, чтобы увидеть, о чем они думают», — сказал Бернс.

Поэтому он и его коллеги обучили двух собак входить в функциональный магнитно-резонансный томограф (ФМРТ), который выглядит как трубка, и оставаться в нем неподвижно: Калли, двухлетняя злобная собака, или собака, охотящаяся на южных белок; и Маккензи, трехлетний бордер-колли.

В эксперименте собак обучали реагировать на сигналы рук: левая рука, указывающая вниз, сигнализировала, что собака получит лакомство, а другой жест (обе руки, направленные друг на друга горизонтально) означал «без угощения». Когда собаки увидели сигнал о приеме угощения, хвостатая часть мозга показала активность, область, связанная с вознаграждением у людей. Эта же область не набирала обороты, когда собаки видели сигнал об отказе от угощения. [Видео эксперимента с собакой]

«Эти результаты показывают, что собаки очень внимательно следят за сигналами человека», — сказал Бернс.«И эти сигналы могут иметь прямое отношение к системе вознаграждения собаки».

Зеркало человеческого разума
Исследователи считают, что полученные данные открывают дверь для дальнейших исследований когнитивных способностей собак, которые могут ответить на вопросы о глубокой связи людей с собаками, в том числе о том, как собаки представляют человеческие выражения лица в своем сознании и как они обрабатывают человеческий язык.

Исследователи отмечают, что с такой историей эволюции между человеком и лучшим другом человека исследования «могут стать уникальным зеркалом человеческого разума», — пишут они.

«Мозг собаки представляет собой нечто особенное в том, как люди и животные объединились. Возможно, собаки даже повлияли на эволюцию человека», — сказал Бернс.

Фактически, исследование, опубликованное в августовском выпуске журнала Current Anthropology за 2010 год, предполагает, что наша любовь к этим пушистым четвероногим существам может иметь глубокие корни в эволюции человека, даже определяя то, как наши предки развили язык и другие инструменты цивилизации.

собак обладают чувствами — вот как мы узнаем

Любят ли нас наши домашние животные или просто угощения, которые мы им даем? Чтобы выяснить это, Грегори Бернс, нейробиолог из Университета Эмори, обучил собак входить в МРТ-сканер.Ему удалось нанести на карту их мозг, когда он реагировал на различные раздражители, и описать удивительные результаты в своей новой книге « Каково это быть собакой» .

Когда National Geographic связался с Бернсом по телефону в его офисе в Атланте, он объяснил, почему трудно сказать, понимают ли собаки человеческий язык, чему он надеется научиться из мозга животных, которым угрожает исчезновение, и почему морские львы любят танцевать. [Узнайте, почему собаки бывают разных форм и размеров.]

Предоставлено Hachette Book Group

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Всего десять лет назад,

идея о том, что собаки и другие животные обладают чувствами , вызвала бы смех. Расскажите нам о своей работе с МРТ и о том, что они могут рассказать нам об эмоциональной жизни нашего лучшего друга.

Около пяти лет назад мне пришла в голову безумная идея посмотреть, могу ли я научить свою собаку делать МРТ, чтобы увидеть, о чем она думает, и отвечает ли она взаимностью на мои чувства к ней.

Калли — помесь черных терьеров, взятая из одного из местных приютов. У нее не было особо отличительных черт, кроме высокой энергии и любопытства, как у многих терьеров.

Я объединился с местным дрессировщиком собак и проработал детали того, как обучить собаку делать МРТ. Первое, что мы сделали, — это построили у меня дома симулятор МРТ и приучили ее к очень громким звукам, которые издают эти машины. Я записал звуки магнитов и проиграл их дома на малой громкости, пока играл с ней в игру, постепенно увеличивая громкость до реального уровня.На это ушло от 2 до 3 месяцев, работая в основном методом проб и ошибок. Но это оказалось проще, чем я думал.

Мы начали с простых вещей, например, научили ее жесту рукой, который означал, что она получит угощение, и другому, который означал, что угощения нет. Когда мы это сделали, мы смогли наблюдать активность в цепочках вознаграждения ее мозга, указывающую на то, что методика сработала.

Воодушевленные нашим успехом с Калли, мы сообщили собаководству Атланты, что ищем добровольцев для участия в этом проекте.

Мы начали проводить МРТ каждое воскресенье. Люди привозили своих собак, и мы давали им макеты МРТ, чтобы они забирали домой на практику. В течение года у нас была команда из 20 собак.

С таким количеством участников мы начали делать в сканере гораздо более интересные и сложные вещи, например спрашивать, как работает их система обоняния, как они узнают людей и их домочадцев по собственному запаху.

Ученым трудно принять идею о том, что животные обладают чувствами.Большинство людей, живущих с собаками, понимают это интуитивно. Путаница возникает из-за того, что у нас есть язык и мы можем обозначить эти чувства. У нас есть слова для обозначения любви, страха, печали или вины. Все, что мы начали делать, чтобы вызвать положительные эмоции, показало, что у собак части мозга соответствуют человеческим.

Как спасти жизнь вашего питомца во время стихийного бедствия

Брайан Бил, ветеринар со специалистами по ветеринарии побережья Мексиканского залива, дает советы о том, как обезопасить своих питомцев в случае стихийного бедствия.После того, как ураган Харви обрушился на Хьюстон, доктор Бил помог открыть спасательный приют для потерянных домашних животных.

Вы предполагаете, что между собаками и людьми существует поразительное сходство как в структуре, так и в функциях ключевой области мозга:

хвостатого ядра . Распакуйте эту идею для нас.

Хвостатое ядро ​​- это структура, общая для всего мозга, особенно у млекопитающих, у которых, как мы знаем, самая высокая плотность дофаминовых рецепторов. Раньше дофамин считался нейромедиатором удовольствия, но он намного сложнее.

Хвостатое ядро ​​активно, когда человек находится в состоянии ожидания — что-то происходит, и он должен решить, что делать с этой информацией. Это особенно важно, когда эта информация находится в положительной сфере. Вы что-то видите, вы хотите приблизиться к этому, может быть, потребляете это.

Когда мы видим, что эта структура активна у собак, мы можем интерпретировать, что они испытывают что-то важное для них и что-то, что им нравится. Это полностью аналогично тому, что происходит в человеческом мозгу в тех же условиях.

Очевидно, мозг собаки отличается от человеческого. Одно большое отличие заключается в размере. Мозг собаки в лучшем случае размером с лимон, если это большая собака. Там нет той же недвижимости, поэтому они не могут делать то, что можем делать мы.

Вероятно, самая большая разница в языке. Вам не нужна МРТ, чтобы знать, что собаки не могут с нами разговаривать, по крайней мере, не словами. Один нерешенный вопрос, над которым мы сейчас работаем, — это выяснить, что они на самом деле понимают в нашей речи.

Мы можем научить их всяким трюкам и заданиям с помощью словесных команд. Но неясно, понимают ли собаки, что слова являются символическим заменителем других вещей или, что более вероятно, что собаки просто обрабатывают человеческую речь гораздо более прямым образом. Вероятно, они просто связывают звуки с конкретными действиями без глубокого понимания абстрактного, семантического качества.

Есть пара собак, у которых был зарегистрирован словарный запас в 1000 слов, но ни одна из собак в нашем проекте даже близко не подошла к этому.Мы сделали проект, в котором научили их названия двух новых игрушек — и это заняло целую вечность! [Смеется]

Что-то, что интригует нас, владельцев домашних животных, — это то, чувствуют ли наши животные «любовь шкафа» к нам — или настоящую любовь. Расскажите об эксперименте в лабиринте.

Это связано с получением еды. против просто похвалы. С людьми можно провести аналогии с тем, что побуждает нас любить другого человека. С собаками всегда возникает главный вопрос: они просто пытаются обмануть нас, ведя себя мило?

В эксперименте мы показали им объект, сигнализирующий, что они получат еду, затем еще один, сигнализирующий, что их владелец появится в поле зрения и скажет: «Хорошая девочка!» Была горстка собак, которые предпочитали похвалу еде.На другом конце спектра была еще пара собак. Для них все действительно было связано с едой! [Смеется] Но подавляющее большинство собак одинаково реагировали и на еду, и на похвалу.

Вы расширили свое исследование на других животных, особенно на морских львов. Расскажите о своих экспериментах с ритмом и синкопой.

Вскоре стало очевидно, что если собаки могут делать все это, то можно не сомневаться, что и многие другие животные могут делать то же самое. Итак, мы начали изучать мозг других животных, включая морских львов и дельфинов.

Эти эксперименты совершенно разные, потому что мы не можем обучить этих животных работать со сканером. Вместо этого мы полагались на получение образцов мозга умерших животных, а затем на анализ проводящих путей в их мозге и сравнение их с людьми и другими животными.

Одной из вещей, которые нас заинтересовали в морских львах, была их способность следовать ритмическим образцам — проще говоря, их способность танцевать . На этот счет существует несколько теорий. Во-первых, только животные с гибким голосовым аппаратом могут танцевать, потому что это связано с ритмом.

Морские львы не очень гибки в голосе. Они могут лаять и делать несколько вещей, как собаки. Но один морской лев в Калифорнии смог научиться следовать ритму. Не просто метроном, а настоящие музыкальные ритмы.

Это похоже на чечетку в том смысле, что, когда люди танцуют под музыку, существует прямая связь между звуками, которые мы слышим, и нашими двигательными системами. Музыка заставляет наши ноги и руки двигаться в этом ритме.

Считалось, что этой способности можно научиться с помощью языка, потому что язык сам по себе ритмичен.Но, увидев эту способность у таких животных, как морские львы, у которых нет языка, он показал, что это гораздо более фундаментальная черта животных — и, вероятно, она возникла задолго до появления человека.

Вы также исследовали вымершее сумчатое животное, известное как

тилацин, последний раз видели на Тасмании в 1930 году. Что вы сделали сканирование их мозга о поведении этого дальнего родственника современных собак?

Считается, что тилацин, также известный как тасманский тигр, вымер в 1936 году.Он был очень похож на собаку или волка, но на самом деле был плотоядным сумчатым, не связанным с псовыми, потому что сумчатые отделились от других млекопитающих более 100 миллионов лет назад.

Тот факт, что он выглядит как собака, является результатом того, что мы называем «конвергентной эволюцией». Это означает, что это животное, происходящее из другой линии, эволюционировало, чтобы выглядеть как собака, потому что его экологическая ниша такая же, как у дикой природы. собака.

Я хотел знать, похож ли его мозг на мозг собаки.Это трудная задача, потому что доступных образцов немного. Так что мне пришлось искать в мире целые мозги. В конце концов, мне удалось отсканировать два из них: один здесь, в США, а другой в Австралии. Мы обнаружили, что мозг сильно отличается от мозга собаки. Он ближе к другим сумчатым, таким как тасманский дьявол или кенгуру.

Проанализировав эти образцы, мы смогли восстановить относительный размер лобной доли, чтобы получить некоторое представление о том, какой способностью решать проблемы обладали эти животные и были ли они социальными или нет.Это показало, что он, вероятно, не был таким социальным, как собака. Фактически, это, вероятно, было довольно асоциальным, но все же изощренным средством решения проблем, основанным на связях в его лобной доле. Из них вообще не получились бы хорошие домашние животные! [Смеется]

Вы находитесь в процессе создания организации под названием

Brain Ark , которая будет содержать трехмерные реконструкции мозга видов мегафауны. В чем идея?

Идея состоит в том, чтобы создать цифровой архив мозга этих животных до того, как они исчезнут.Реконструируя их мозг, мы надеемся лучше понять, что делает тигра тигром, а медведя медведем и почему некоторые животные с большей вероятностью вымрут по мере изменения среды их обитания. Это позволит нам сосредоточить наше внимание на том, каких животных мы должны помочь спасти, прежде чем они уйдут, при условии, что людям это небезразлично.

Большинство ученых теперь согласны с тем, что мы, скорее всего, вступаем в следующее великое вымирание. Частично это связано с изменением климата, но это также результат разделения местообитаний, где обитают животных.Люди вторглись практически на все участки суши на планете, особенно там, где большая мегафауна — киты, слоны, львы или медведи — должна иметь возможность перемещаться, чтобы выжить. Но поскольку их среда обитания меняется из-за дорог, линий электропередач или других искусственных препятствий, они не могут мигрировать и вымирают.

Изучая их мозг, мы надеемся определить, почему одни виды более склонны к исчезновению, чем другие, и почему другие с большей вероятностью выживут.

Каков следующий этап вашего исследования мозга собак? И как ваша работа изменила вашу жизнь и отношение к животным?

Отличный вопрос! В рамках проекта с собаками мы делаем более глубокое погружение в то, как они учатся, изучая изменения в их нервных путях в сканере, когда они фактически учатся.Это будет большим преимуществом для жизни с собаками, их дрессировки и определения того, как помочь собакам с поведенческими проблемами.

Как это изменило мою жизнь? Для начала, теперь у меня в доме больше собак! [Смеется] И я провожу большую часть рабочего дня с собаками.

В целом, это дало мне большее представление о богатстве внутренней жизни животных и осознании того, что у них есть чувства, очень похожие на нас, хотя у них нет слов, чтобы их описать. Это то, что я называю «нечеловеческими существами».”

Это интервью было отредактировано для большей ясности.

Саймон Уорролл курирует Книжный разговор . Следуйте за ним на Twitter или на simonworrallauthor.com .

Мозг собаки «не запрограммирован», чтобы реагировать на человеческие лица | Neuroscience

Владельцы собак могут любить очаровательные щенячьи собачьи глаза и милые пушистые черты своего питомца, но оказывается, что собачий мозг так же возбуждает наш затылок, как и передний.

Ибо, несмотря на развитую мимику, которая затрагивает сердца владельцев, исследователи обнаружили, что в отличие от людей у ​​собак нет областей мозга, которые специально реагируют на лица.

«Удивительно, что собаки так хорошо умеют читать эмоции и идентифицировать себя по лицам, несмотря на то, что у них, кажется, нет мозга, предназначенного для того, чтобы сосредотачиваться на [них]», — сказала д-р Аттила Андикс, соавтор. исследования, проведенного Университетом Этвеша Лоранда, Венгрия.

В «Журнале нейробиологии» Андикс и его коллеги сообщают, как они сканировали мозг 20 семейных собак, включая лабрадоров и бордер-колли, и 30 людей, каждому из которых было показано шесть последовательностей из 48 видеороликов спереди или сзади человека. или голова собаки.

Команда обнаружила, что определенные области мозга собаки проявляют разную активность в зависимости от представленных видов, с большей реакцией на видео с собаками. Однако не было никакой разницы ни в одном регионе, когда собакам показывали человеческое или собачье лицо по сравнению с затылком.

Напротив, области человеческого мозга проявляли разную активность в зависимости от того, было ли показано лицо или затылок, причем лица, как правило, вызывали более сильную реакцию.

Небольшая подгруппа этих регионов также показала различия между видами, в целом показав более сильную реакцию на людей.

Андикс сказал, что дальнейший анализ показал, что мозг собаки в первую очередь сосредоточен на том, смотрит ли животное на собаку или человека, тогда как человеческий мозг в основном сосредоточен на том, есть ли лицо.

В то время как предыдущая работа предполагала, что у собак есть отдельные области мозга для обработки человеческих и собачьих лиц, Андикс сказал, что новые результаты предполагают, что эти исследования могут улавливать реакцию на другие различия в изображениях, такие как порода собаки.

Andics сказал, что новые результаты показывают, что собаки не сильно полагаются на лица, когда дело доходит до общения, но это не означает, что собаки полностью игнорируют их.Скорее, по его словам, мозг собаки не предназначен специально для того, чтобы фокусироваться на лицах, что может быть связано с тем, что животные принимают многие сигналы тела.

Профессор Софи Скотт, директор Института когнитивной нейробиологии Университетского колледжа Лондона, сказала, что известно, что разные сети в человеческом мозге обрабатывают разные аспекты информации на лицах. Но исследование показывает, что мозг собаки работает по-другому.

«Система морды собаки просто гласит:« это собака или человек », и на самом деле она не заботится о лицах», — сказала она, отметив, что результаты контрастируют с исследованиями, показывающими, что и собаки, и люди имеют определенные области мозга, участвующие в обработке. голоса.

Результаты, добавил Скотт, показывают, что собаки могут меньше полагаться на лица, чем на другую информацию. «Один из основных способов, с помощью которых собаки узнают, кто их друзья и как они поживают, — это их запах», — сказала она.

Но доктор Дэниел Дилкс, эксперт в области зрительной коры головного мозга человека из Университета Эмори, сказал, что исследование не убедительно доказывает, что у собак нет специфической для лица области мозга. «Обнаружение области [мозга] у собак [которая реагирует только на изображения собак] интригует, но только 50% протестированных собак показали такую ​​область», — добавил он.«Важно понять, почему половина собак имеет такую ​​кору, а другая половина — нет».

Фактов о мозге собаки | Думают ли собаки | Есть ли у собак чувства?

Хелен Энн Трэвис

Собаки — удивительные существа. Они могут проводить слепых по шумным улицам, возвращать заблудших овец в стадо и могут быть обучены всему — от получения мяча до обнаружения рака.

Но как именно работает мозг собаки? И как их мозг по сравнению с мозгом человека и других животных? Мы поговорили с ведущими ветеринарами страны, чтобы узнать больше.

Думают ли собаки?

«О, черт возьми, да», — говорит доктор Джилл Сакман, практикующий врач по поведенческой медицине и старший медицинский директор больниц BluePearl Veterinary Partners в Мичигане. Доктор Сакман имеет докторскую степень в области молекулярной и клеточной биологии. «Вероятно, у них уровень познания человека от трех до пяти лет».

Собаки могут сказать, что мы пытаемся им что-то показать, когда мы указываем на объект. Они могут оценить, есть ли в одной миске больше корма, чем в другой. Они реагируют на знакомые голоса и отлично определяют, друг или враг.

Многие владельцы собак говорят, что это собака, которая обучает их кормить и выпускать в одно и то же время каждый день.

Очевидно, что-то происходит в их пушистых головах. Они способны создавать ассоциации и реагировать на раздражители. Но о чем они думают и как интерпретируют информацию, все еще остается загадкой.

«Так же, как невозможно прочитать мысли другого человека, невозможно точно предположить, о чем думает собака», — говорит доктор Рэйчел Барак из Animal Acupuncture в Нью-Йорке.

Как выглядит мозг собаки?

У всех млекопитающих похожие структуры мозга, говорит доктор Дж. П. МакКью, сертифицированный ветеринарный невролог из Медицинского центра для животных Нью-Йорка. Полушария, доли и части мозга имеют одинаковые названия и одинаковые основные функции.

Но у собак части мозга, связанные с обонянием, показывают, что у них невероятно чувствительный нос. В большей степени, чем другие домашние животные, такие как кошки и хорьки.

«Они используют гораздо большую часть своего мозга для анализа запахов», — говорит Барак.«Также предполагается, что собаки ассоциируют запах с воспоминаниями, поэтому их можно научить нюхать бомбы и наркотики».

Чем мозг собаки отличается от мозга человека?

Не намного. По словам МакКью, помимо структурного сходства, МРТ-исследования показали, что одни и те же участки нашего мозга загораются, когда мы подвергаемся воздействию различных раздражителей.

Человек обрабатывает страх, воспоминания и пространственное восприятие так же, как его лучший друг. Ученые также предположили, что определенные когнитивные навыки сгруппированы вместе, как в человеческом мозге.(Например: если вы хорошо разбираетесь в математике, вы, вероятно, хорошо умеете решать задачи.)

«Мы обнаруживаем, что то же самое можно сказать и о собаках», — говорит Сакман. «Определенные наборы навыков сходятся воедино. Собака, которая быстро и точно выполняет одну задачу, способна быть быстрой и точной в другой задаче. Это заставило бы нас поверить, что наследственность интеллекта и познания в некоторой степени аналогична у собак, как и у людей ».

Как и люди, у пожилых собак есть склонность к развитию состояния, похожего на болезнь Альцгеймера.По словам доктора Сакмана, из-за сходства их мозга с нашим мозгом собак используют для оценки влияния питания и лекарств на процесс старения мозга.

Но мы не совсем похожи.

Мозг собаки меньше нашего по сравнению с общим размером тела. В нашем мозгу больше складок, что означает большую площадь поверхности. И наша префронтальная кора, где происходят процессы обработки и мысли более высокого уровня, более развита, чем у собак, — говорит МакКью.

Могут ли собаки понимать людей?

Одна из теорий, объясняющих, почему мозг собаки и человеческий мозг так похожи, заключается в том, что мы развивались вместе.

Собаки — самые старые домашние животные. Они взаимодействуют с людьми на протяжении тысячелетий и в результате научились понимать нас и общаться с нами лучше, чем любой другой вид. Их сильная наблюдательность позволяет им улавливать намёки на языке нашего тела, запахах и тонах наших голосов.

«Я думаю, что люди реагируют на такие сигналы на подсознательном уровне, но собаки реагируют на них на сознательном уровне», — говорит МакКью.

Одна из возможных историй звучит примерно так.Собаки последовали за нами в наши первые города и лагеря, чтобы воспользоваться едой, ожидающей их в наших ранних кучах мусора. Те, кто меньше боялся людей, были вознаграждены большим количеством еды. А тем, кто мог улавливать человеческие сигналы — например, указывать и просить оставаться и сидеть — давали даже больше.

Собаки вернули услугу, помогая первобытным людям в охоте и защищая их от других диких животных.

«Некоторые [статьи], которые я читал, говорят, что люди смогли развиваться и выживать благодаря нашему партнерству с собаками», — говорит Сакман.

Чувства у собак?

«Совершенно верно», — говорит МакКью. Собаки обрабатывают ощущения и эмоции так же, как и мы.

Исследования показали, что они способны чувствовать оптимизм, беспокойство, счастье, страх и депрессию. Они начинают ревновать, когда другая собака получает большую награду за такое же поведение, и их мозг реагирует на лекарства от собачьей тревоги, такие как прозак. Есть также свидетельства того, что собаки, пережившие травматические события, испытывают симптомы посттравматического стрессового расстройства, как и люди.

При наблюдении с помощью МРТ мозг собаки реагирует аналогично человеческому мозгу при воздействии эмоциональных стимулов, таких как звук плача ребенка.Они также испытывают боль, как и мы.

«Боль — это то, что мы переживаем эмоционально, а не просто укол в палец», — говорит МакКью.

Что моя собака пытается мне сказать?

Собаки, безусловно, понимают нас. Но пытаются ли они ответить? Ветеринары говорят да.

«У собак нет слов», — говорит Сакман. «Они общаются с помощью языка тела и издают звуки, которые дают нам обширную информацию о том, о чем они думают».

Собака, отвернувшаяся или облизывающая губы, говорит нам, что она нервничает, — говорит Сакман.Если мы, люди, отвечаем объятием, мы ведем себя как приматы. Приматы обнимаются; собаки нет. «Многим собакам это не нравится, — говорит Сакман.

Еще многое предстоит узнать о когнитивных способностях собак. Ученые постоянно разрабатывают новые способы изучения мозга собак. Но МРТ и исследовательские работы могут сказать нам не так много.

«Пока собаки не найдут способ поговорить с нами, мы многого не узнаем», — говорит Сакман.

ПРОЕКТ СОБАЧЬЕГО МОЗГА | evolvingbrainlab

ПРОЕКТ СОБАЧЬЕГО МОЗГА

Взаимодействие с общественностью

Проект «Собачий мозг» — это общественная образовательная программа, направленная на ознакомление общественности с познанием собак, нейроанатомией, эволюцией и использованием собак в терапии с использованием животных.Благодаря нашему постоянному сотрудничеству с Центральным кампусом государственных школ Де-Мойна мы предлагаем учащимся старших классов возможность участвовать в текущих исследованиях в области нейроанатомии собак, совместно создавая 3D-модели и цифровые атласы мозга собак, которые будут использоваться студентами и исследователями в области сравнительной анатомии. . Некоторые из наших старшеклассников впоследствии приняли участие в районной и государственной ярмарке науки, а также прошли стажировку в других конкурентоспособных исследовательских лабораториях.В рамках этой инициативы EBL также каждые два месяца проводит встречи Группы по изучению мозга собак (CBIG), которая объединяет партнеров сообщества и других исследователей, интересующихся мозгом собак и связью человека и животного. Ниже приведены несколько примеров текущей работы, выполняемой нашими старшеклассниками-исследователями.

3D Реконструкции мозга собаки

Эта модель показывает топографию поверхности, белое вещество и миндалину домашней собаки.Видео и моделирование были выполнены под руководством студента-исследователя Брайана Уимса при содействии студента Центрального кампуса Навина Натха. Подпишитесь на наш канал Youtube, чтобы получать обновления по мере публикации новых 3D-моделей> Больше видео

Ящик для инструментов Canid Brain ToolBox

Посетите наш экспериментальный инструмент для совместной работы, созданный с помощью MediaTech.

Мы предполагаем использовать этот инструмент для дополнения нашего совместного обучения со студентами из большого региона Де-Мойн.

* Выберите плакаты учащихся

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

нажмите для увеличения

MRI Canid Atlas

Атлас мозга домашней собаки, созданный с помощью старшеклассников, участвовавших в нашем исследовании. В настоящее время атлас обновляется. Пожалуйста, вернитесь в ближайшее время, чтобы увидеть полные атласы красной лисы (Vulpes vulpes), африканской дикой собаки (Lycaon pictus), лисицы фенека (Vulpes zerda), гривистого волка (Chrysocyon brachyurus), койота (Canis latrans) и евразийского волка (Canis lupus lupus). )

Ашраф и др., 2016

ISU Neuroscience Day и DMU Research Symposium 2016

нажмите для увеличения

Zak et al. Плакат 2016

DMU Research Symposium 2016

нажмите для увеличения

Hoisington и др. 2015

DMU Research Symposium 2015 .

нажмите для увеличения

Knauf et al 2016

ISU Neuroscience Day и DMU Research Symposium 2016

нажмите для увеличения

Rose et al 2016

ISU Neuroscience Day и DMU Research Syposium 2016

нажмите для увеличения Weaver

и др., 2017 г.

Симпозиум по исследованиям Университета Дрейка, 2017 г.

, нажмите для увеличения

Кнауф и др., 2017 г.

Симпозиум по исследованиям DMU, ​​2017 г.

Нажмите, чтобы увеличить для увеличения

Tenley et al 2017

DMU Research Symposium 2017

нажмите для увеличения

Miron-Ocampo 2018

DMU Research Symposium 2018

нажмите для увеличения

Преодоление разрыва между наукой и стартапом!

Опираясь на существующие партнерские отношения (государственные школы Де-Мойна, Центральный кампус и Kemin Industries), студенты программы Neuro-SMART разработали бизнес-модель, направленную на улучшение преподавания анатомии за счет разработки и продажи трехмерных печатных моделей мозга собаки.Студенты программы проходят обучение созданию 3D-печатных моделей, 3D-печати и ключевым бизнес-концепциям, которые помогают им продавать свою продукцию в классах по всей стране. Полученный доход поможет финансировать текущие расходы по проекту и инициировать сервисный проект, направленный на обучение других старшеклассников анатомии мозга и его здоровью. Ниже мы представляем некоторые предварительные изображения 3D-печатных моделей, сделанных во время пилотной фазы этого проекта, которые были представлены на исследовательском симпозиуме Университета Де-Мойн в 2018 году, где студент-исследователь Арасели Мирон-О’Кампо заняла первое место в категории исследований средней школы.

Прочтите статью о дозах DMU! Прочтите статью DMPS!

Следите за обновлениями нашего будущего студенческого бизнес-сайта с изображениями и ценами на 3D-печатные модели, доступные для покупки.

Псиальная поверхность псовых (Lycaon pictus)

Псовая поверхность белого вещества (Lycaon pictus)

Гиппокамп

(исходный размер)

Лимбические структуры и ствол мозга

(исходный размер)

Felid Pial Surface

(Пантера)

Гиппокамп, зрительный тракт и передняя спайка псовых

Псовый гиппокамп

(3-кратный исходный размер)

Класс NeuroSMART получает признание в адресе штата Губернатора Рейнольдса (15 января 2019 г.).В своем обращении губернатор Рейнольдс сказала: «Студенты Айовы получают потрясающий опыт обучения в реальном мире. Как и в Центральном кампусе в Де-Мойне, где на этой неделе старшеклассники начнут семестровую программу под названием NeuroSMART. Благодаря партнерству с Кемином и Университет Де-Мойна и при поддержке награды Совета STEM, эти студенты получат практический опыт в области нейробиологии и бизнеса. Сегодня в галерее у нас есть студенты из Центрального кампуса. Пожалуйста, будьте признательны.Мы рады видеть, что ждет вас в будущем ». Ниже приведены некоторые фотографии из нашего времени в Государственном доме. Подробнее

Касия Каин (DMPS) и Бренда Фонческа (Кемин)

Расшифровка собачьего разума

Cerebrum.2020 март-апрель; 2020: cer-04-20.

Опубликовано онлайн 2020 1 апреля.

Copyright 2020 The Dana Foundation Все права защищены

Abstract

Наш автор, заслуженный профессор нейроэкономики в Университете Эмори и соучредитель Dog Star Technologies — компании, использующей нейробиологию для улучшения партнерских отношений между собакой и человеком — провела сканирование мозга более чем 100 собакам.В его статье говорится о восприятии мира собаками, результатах социального познания, психическом здоровье собак и многом другом.

Официальной переписи собак и кошек не существует, но в 2016 году Американская ветеринарная медицинская ассоциация подсчитала, что 59 процентов домашних хозяйств в США имели домашних животных. Хотя количество собак и кошек остается спорным, собаки продолжают набирать популярность: в 38 процентах домохозяйств есть хотя бы один. В семьях с детьми еще больше шансов завести собаку (55%).При всем уважении к кошкам, собаки проникли в человеческое общество, сформировав с нами глубокие эмоциональные связи и заставляя нас кормить и укрывать их. Во всем мире популяция собак приближается к одному миллиарду, большинство из которых находятся на свободном выгуле.

Хотя многие люди убеждены, что знают, о чем думает их собака, на самом деле мало что известно о том, что происходит в головах собак. Это может быть удивительно, потому что область экспериментальной психологии зародилась вместе с Павловым и его собаками, выделяющими слюну.Но поскольку собаки стали популярными в качестве домашних питомцев, во многих случаях достигнув статуса членов семьи, их использование в качестве объектов исследования вышло из моды. В значительной степени это было результатом Закона о защите животных от 1966 года, который установил стандарты обращения с животными в ходе исследований и положил конец практике кражи домашних животных для экспериментов.

Как же тогда странно, что эти существа, ближайшие родственники которых — волки, живут с нами и даже делят наши постели, но мы почти ничего не знаем о том, о чем они думают.Однако в последнее десятилетие ситуация начала меняться, и мы находимся в эпицентре возрождения когнитивной науки о собаках. По всему миру возникли исследовательские лаборатории, и собаки участвуют не как непроизвольные субъекты, а как партнеры в научных открытиях. Это новое исследование начинает проливать свет на то, что значит быть собакой, и на природу связи между собакой и человеком.

Собаки особенные

Когда ученые используют животных в исследованиях, они часто обращаются к видам, которые тесно связаны с людьми.«Близость» относительна, поскольку даже шимпанзе и бонобо отделились от гоминидов по крайней мере 5 миллионов лет назад. Обезьяны разошлись примерно 25 миллионов лет назад, и чтобы найти общего предка с собакой — а точнее с любым хищником — нужно вернуться на 97 миллионов лет назад.

Но это краткое изложение упускает из виду то самое, что делает собак особенными: их эволюция была изменена, чтобы сделать их более социально совместимыми с нами, чем любое другое животное. Фактически, они были первым домашним животным.Вопрос на миллион долларов — когда и где это произошло. Мы знаем, что собаки существовали во времена первых поселений людей в восточном Средиземноморье. В районе, известном как Плодородный полумесяц, их останки были найдены захороненными рядом с людьми, и они были датированы 11000 лет назад. Для сравнения, кошки появились только 8000 лет назад и, вероятно, не изменились в свой современный вид до 4000 лет спустя. Справедливо сказать, что на заре человеческой цивилизации были только собаки.

Мир, в котором жили эти древние собаки и люди, сильно отличался от нашего. Несмотря на то, что последний ледниковый период подходил к концу, климат был все еще холоднее, чем сейчас. Вероятно, это привело к более частому контакту волков (предков собаки) с людьми по мере отступления ледяных щитов. Одна из теорий состоит в том, что волки и люди помогали друг другу охотиться. Тем не менее, кажется все более вероятным, что все больше социальных волков начали слоняться по человеческим поселениям в поисках остатков. Нетрудно представить себе любопытного волка, вероятно, подростка, приближающегося к краю племени.Человек, может быть, ребенок, который не знает ничего лучшего, может оставить немного еды по периметру. И рождается дружба. В конце концов волкодавы, даже если они не охотились, могли действовать как часовые, предупреждая людей о злоумышленниках.

Эволюция сотрудничества — вот что позволило людям доминировать на планете, и на заре цивилизации мы расширили нашу способность сотрудничать друг с другом до другого вида: собак. Хотя нет никаких свидетельств окаменелостей о поведении, появляется все больше генетических свидетельств такого рода совместной эволюции.В 2017 году группа исследователей обнаружила корреляцию между социальностью у собак с вариантами нескольких генов, которые ранее были идентифицированы при синдроме Вильямса-Бёрена (WBS), редком генетическом заболевании у людей. Ключевая особенность WBS — гипер-социальность. Когда команда оценивала собак и волков в задачах, которые измеряли социальность, они обнаружили два собачьих гена в локусе WBS, которые связаны с этой гипер-социальностью у людей.

Эти результаты предполагают, что ключевым эволюционным событием, превратившим волков в собак, было усиление генов, связанных с социальностью.Если это правда, собаки могут быть ключом к тому, чтобы помочь людям достичь того, что часто может быть проблемой: стать более социальным, более щедрым, более любящим, более снисходительным.

Каково быть собакой

Так что же творится в голове собаки? Традиционный подход, впервые примененный Павловым, состоит в том, чтобы измерить поведение собаки в различных обстоятельствах и попытаться понять, почему они делают то, что делают. Но рассмотрим типичный пример: учить собаку приносить. Некоторые собаки, например ретриверы, могут делать это инстинктивно, а другие — нет.Это потому, что не исполняющие обязанности не понимают, о чем от них просят? Или они понимают, но предпочитают делать что-то другое? Слишком соблазнительно спроецировать человеческое объяснение на собаку, превратить ее в человека. Пример с доставкой также подчеркивает важный момент: собаки, как и люди, индивидуальны. Мы должны быть осторожны при обобщении результатов исследований собак, так как не существует такой вещи, как обычная собака. Также как нет обычного человека.

Из-за ограничений в интерпретации поведения мы с коллегами обратились к использованию изображений мозга, чтобы выяснить, о чем на самом деле думают собаки.Когда мы начинали десять лет назад, наш подход отличался от большинства исследований на животных. Вместо того чтобы относиться к собакам как к объектам исследования, мы относились к ним так, как если бы они были добровольными участниками, предоставляя им те же основные права, что и люди-добровольцы. Мы не использовали седативные препараты или ограничивающие средства. Вместо этого мы разработали программу обучения, которая учила собак входить в сканер функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ), помещать голову в специально разработанные упоры для подбородка и удобно лежать во время сканирования мозга (музыкальное видео).С тех пор мы подготовили более 100 собак для фМРТ. Многие из них участвовали в программе всю свою жизнь и настолько привыкли к сканеру, что их трудно заставить уйти!

Прежде чем углубляться в то, как работает мозг собаки, следует понять, если это очевидно, что у собак нет такого количества нейронной инфраструктуры, как у людей. Как правило, у более крупных животных мозг больше. Коэффициент энцефализации (EQ) учитывает взаимосвязь между размером мозга и размером тела, так что EQ = 1 означает, что средний размер мозга животного соответствует его массе тела.У людей исключительно большой EQ, около семи, в то время как собаки немного лучше, чем у среднего млекопитающего, с EQ 1,2. Однако на МРТ мозга собаки мы видим, что, хотя он меньше человеческого мозга, все те же основные структуры присутствуют. Это верно для больших областей, таких как кора головного мозга и мозжечок, а также для более мелких подкорковых структур, таких как ствол мозга, гиппокамп, миндалевидное тело и базальные ганглии, которые играют важную роль в движении, памяти и эмоциях.

У собак также есть большие обонятельные системы, составляющие около двух процентов от общей массы мозга (по сравнению с 0,03 процента у людей). Где собаки терпят неудачу, так это в коре головного мозга. Помимо меньшего размера, здесь меньше складок, что означает меньшую площадь поверхности и меньше нейронов. Лобная доля, которая у людей занимает переднюю треть мозга, у собак составляет ничтожные десять процентов.

Общность структур мозга характерна для всех млекопитающих. Хотя могут быть различия на микроскопическом уровне, мы все используем одно и то же базовое оборудование.Ученые и философы продолжают спорить о том, совпадает ли опыт собаки с человеческим, но общность структуры мозга предполагает определенную общность и в функциях. У собак есть гиппокамп, потому что они тоже должны что-то запоминать. У них миндалевидное тело, потому что они возбуждены, взволнованы и напуганы, как и мы. У них могут быть даже похожие психические проблемы (подробнее об этом позже).

Мы узнали много нового о восприятии мира собаками, но наиболее интересными являются области социального познания.Первый вопрос, который задают многие люди: «Любит ли меня моя собака?» Не вдаваясь в нюансы любви, вопрос затрагивает самую суть отношений между собакой и человеком, а именно: каковы мотивы собаки? Все дело в еде, или собаки могут испытывать положительные эмоции исключительно по социальным причинам? Чтобы ответить на этот вопрос, мы использовали фМРТ для измерения активности структуры, лежащей в основе системы вознаграждения мозга: хвостатого ядра.

Перед сканированием мы обучили собак простой ассоциации между игрушками и наградами (видео).Каждую игрушку держали перед собакой в ​​течение десяти секунд, а затем либо угощение, либо их владелец появлялся в поле зрения и хвалил их словами: «Хорошая собака!» Игрушка вызвала состояние ожидания, которое мы могли измерить по хвостатому отростку. Мы обнаружили, что 13 из 15 собак имели такую ​​же или большую активность в отношении похвалы, чем в отношении еды. Это любовь? Мы не знаем, но это показывает, что у большинства собак мозговые системы очень хорошо настроены на социальное вознаграждение, а некоторые даже больше реагируют на похвалу хозяина, чем на саму пищу.

Как формируются эти социальные связи? Люди, как и большинство приматов, рождаются готовыми к связи со своими родителями и другими членами своей социальной группы. Лица несут в себе огромное количество социальной информации, и в 1990-х годах нейробиологи обнаружили, что у приматов есть область их зрительных систем, предназначенная для обработки лиц, называемая веретенообразной областью лица. Чтобы узнать, есть ли у собак одинаковые области, мы показали собакам изображения и видео, пока они находились в МРТ-сканере. Мы показали лица (собаки и человека), предметы, сцены и зашифрованные изображения.И так же, как и у людей, мы обнаружили область зрительной системы собаки, которая сильно и специально активируется лицами. Мы назвали это «собачьей мордой». Подобно эксперименту с похвалой, это демонстрирует, что собаки имеют с нами больше общего, чем мы думали, и что у них есть основные инструменты для обработки человеческих лиц.

В то время как мы, люди, идентифицируем людей по внешнему виду, собаки могут полагаться на свое обоняние. В раннем исследовании с помощью фМРТ мы представили собакам в сканере пять запахов: их владельца, незнакомого человека, другую собаку в доме, незнакомую собаку и их собственный запах.Человеческие запахи были получены в результате протирки подмышек, а собачьи запахи — из области, которую собаки любят нюхать, — их ягодиц. Хотя мы ожидали найти наиболее сильную реакцию на запах других собак, на самом деле мы обнаружили, что запах хозяина вызывает наибольшую активацию системы вознаграждения в мозгу собаки. Это означает, что собаки не могут идентифицировать нас только по запаху, им, кажется, больше всего нравится запах своего человека (в той степени, в которой активация системы вознаграждения означает, что им что-то нравится).

Мозг собаки (слева) и мозг человека (справа).Изображения не в масштабе, поскольку мозг собаки составляет примерно одну десятую веса человеческого мозга. (Изображение мозга собаки любезно предоставлено Томасом Флетчером, Университет Миннесоты.)

Обработка слуха

Как насчет способности собак понимать человеческую речь? Здесь мы должны быть осторожны в том, что мы подразумеваем под «пониманием». Кажется, что собаки понимают основные команды, такие как «сесть» и, в разной степени, «приди», но это не означает, что они понимают слова так, как люди. Мы используем слова как символические заполнители.Мы также очень ориентированы на существительное. Существительных примерно в десять раз больше, чем глаголов, отчасти потому, что мы маркируем все. Однако собака может находить действия более заметными, чем имена. Люди знают, что слово «мяч» представляет собой целый класс объектов, и его точное значение происходит от того, как оно используется в предложении. Когда собака слышит слово «мяч», вызывает ли она в воображении образ, как это сделал бы человек? Может быть, «мяч» для собаки означает акт извлечения чего-либо, или, может быть, собаки улавливают важную информацию по тону наших голосов, когда мы произносим это слово.

В качестве первого шага к ответу на эти вопросы мы научили некоторых собак МРТ названия двух новых игрушек. Для этого владелец указывал на плюшевую игрушку и произносил ее имя, например, «обезьяна». Когда собака приближалась к ней, они получали угощение. Постепенно мы убрали острие. Когда собака узнавала название одной игрушки, мы вводили вторую. Узнав об этом, они должны были сделать правильный выбор по имени, когда оба присутствовали. Прежде чем они были сочтены готовыми к сканированию, собака должна была продемонстрировать свои знания, будучи на 80 процентов точной в выборе правильной игрушки по команде, как и знаменитая собака Чейзер, которая, как сообщается, знала названия 1000 игрушек.С собакой в ​​сканере хозяева произнесли названия игрушек. В качестве меры контроля они также говорили тарабарщину, которую собаки раньше не слышали. Когда этот тип эксперимента проводится на людях, настоящие слова активируют языковые области больше, чем поддельные слова, предположительно потому, что люди сразу же распознают тарабарщину и перестают пытаться извлечь из нее смысл. Но у собак мы обнаружили обратное. Тарабарщина вызывала большую активность в слуховых областях, чем настоящие слова. Эти области выходят за пределы того, что считается первичной слуховой корой, и поэтому мы думаем, что они представляют собой рудиментарные области обработки речи.

Это говорит нам о двух важных вещах. Во-первых, собаки могут различать слова, которые они слышали раньше, и те, которых они не слышали. Во-вторых, их реакция на новые слова отличается от реакции людей. Вместо того, чтобы сразу осознавать, что они не имеют значения, собаки обращают пристальное внимание на новые слова, возможно, чтобы выяснить, что пытается сказать их человек. Такой ответ может быть вызван их гиперсоциальностью и желанием доставить удовольствие. (Однако вы можете быть уверены, что собака научится игнорировать вас, если вы постоянно говорите тарабарщину).

А как насчет сложных эмоций, таких как вина? Хотя многие люди считают, что их собака знает, когда они сделали что-то не так, исследователи продолжают спорить, способны ли собаки испытывать такие эмоции, как стыд или чувство вины. К сожалению, мы не можем использовать фМРТ для поиска нейронной сигнатуры вины у собаки в значительной степени потому, что мы не нашли ее у людей. (Это может показаться удивительным, но было чертовски трудно найти надежные нейронные маркеры эмоционального состояния человека в целом.) Однако мы обнаружили свидетельства чего-то вроде зависти в мозгу собаки. В этом эксперименте собака должна была наблюдать, как ее хозяин кормит реалистичную статую собаки. В качестве контрольного условия хозяин помещал еду в ведро. Мы нашли доказательства активации миндалины, которая является нейронным маркером возбуждения, когда поддельную собаку кормили. Хотя это не совсем то же самое, что зависть, возбуждение может быть реакцией на зависть. Однако это не было универсальным. Только собаки, которые проявляли агрессивные черты по отношению к другим собакам, имели такую ​​реакцию миндалины.Опять же, это подчеркивает индивидуальность собак.

Дополнительный подход к декодированию эмоциональных состояний использует машинное обучение для анализа данных мозга, полученных, когда человек (или собака) смотрит видео с различным типом эмоционального содержания. Этот новый подход, основанный на ранних результатах декодирования содержимого визуальных образов мозга, предлагает карту эмоций в зрительной системе человека, включая такие состояния, как тревога, трепет, страх, отвращение, радость и обожание. Для методов машинного обучения требуется гораздо больше данных, чем предоставляют обычные эксперименты с фМРТ — обычно часы в сканере для каждого объекта.Это может показаться невозможным для собаки, но с каждым посещением сканера мы обнаружили, что собаки, получающие МРТ, все более и более чувствуют себя в окружающей среде. У нас есть несколько собак, которым нравится лежать и смотреть, какой контент мы для них создаем. Предварительные результаты показывают, что у некоторых собак можно расшифровать состояния мозга. Например, при изучении языка мы смогли расшифровать, какое слово было произнесено примерно с половиной мозга собак. Распространяя этот подход на более сложные стимулы, мы скоро сможем расшифровать эмоциональные состояния и узнать, что делает их такими гипер-социальными и привлекательными.

Собаки и психическое здоровье

Если собаки стали лучшими друзьями человека, возможно ли, что они также страдают некоторыми из тех же психических расстройств, что и люди? Растет количество свидетельств того, что ответ положительный, и это еще одна причина для более внимательного изучения того, что происходит в головах собак.

Психическое заболевание человека диагностируется в основном по симптомам. Согласно Диагностическому и статистическому руководству по психическим расстройствам Американской психиатрической ассоциации (DSM-5), депрессия характеризуется подавленным настроением, уменьшением удовольствия, замедленным мышлением, усталостью, чувством никчемности или вины и мыслями о смерти.Единственный объективно измеримый симптом — это изменение веса. Точно так же генерализованное тревожное расстройство связано с чрезмерным беспокойством и беспокойством, возбуждением, утомляемостью, снижением концентрации внимания, раздражительностью, мышечными болями и проблемами со сном.

Собаки, конечно, не могут говорить, поэтому они не могут сообщить, грустят они или тревожатся. Хотя нейровизуализация может скоро изменить ситуацию, в настоящее время нам приходится полагаться на поведение собак, чтобы делать выводы о том, что они чувствуют. Например, когда собаки напуганы, они ведут себя характерным образом, в том числе дрожат, прячутся в шкафах или под мебелью, грызут или царапают двери, чтобы убежать, ходить, лаять, ныть, а также испражняться или мочиться в доме.Когда они возникают в контексте того, что их оставили в покое, их часто называют «тревогой разлуки». Агрессия — еще одно часто неправильно понимаемое проявление эмоционального состояния у собак. То, что люди называют агрессией, может быть нормальной частью поведенческого репертуара собаки, который включает лай, рычание и кусание. Любая собака может укусить, и большинство из них сделает это, если ее достаточно спровоцировать. Однако при укусе собаки могут нанести серьезные травмы, особенно детям.

Интересно, что собаки с поведенческими проблемами часто улучшаются, когда их лечат человеческими лекарствами от депрессии и тревоги.Ингибиторы обратного захвата серотонина и норадреналина, такие как флуоксетин (прозак), являются одними из наиболее часто назначаемых препаратов в ветеринарной поведенческой медицине. Другие включают бензодиазепины, трициклические антидепрессанты, бета-адреноблокаторы и даже литий. Действительно, психофармакопея у собак почти такая же, как у людей. Тот факт, что эти лекарства работают у собак, говорит об общих биологических механизмах регуляции настроения. И, в отличие от людей, собаки не восприимчивы к эффектам плацебо (хотя их владельцы могут им подвергаться, ожидая улучшения поведения.)

Несмотря на их эмоциональные причуды, собаки используются в самых разных целях, чтобы помочь людям с ограниченными возможностями. Собак-поводырей обучают для выполнения определенных задач, которые человек не может выполнить сам, например, собирать предметы, открывать двери и оповещать о звуках. Психиатрическую служебную собаку можно обучить обнаруживать начало психических эпизодов или включать свет для человека с посттравматическим стрессовым расстройством. Напротив, собак эмоциональной поддержки не дрессируют для выполнения определенных задач, а используют для общения, облегчения одиночества и помощи в лечении депрессии и тревоги.

В то время как служебным собакам предоставляется определенная защита в соответствии с Законом об американцах с ограниченными возможностями, животные для эмоциональной поддержки — нет (хотя они могут подпадать под действие других законов, таких как Закон о справедливых жилищных условиях и Закон о доступе к авиаперевозчикам). Поскольку служебные собаки часто требуют серьезной дрессировки. , стоимость может быть непомерно высокой для многих — до 50 000 долларов. Большинство собак не приспособлены для такого рода работы, поэтому необходимо определить тех, которые подходят, и не тратить ресурсы на обучение тех, кто не будет хорошими служебными собаками.Здесь может сыграть роль визуализация мозга. В исследовании 50 собак-стажеров мы смогли с точностью 91% предсказать, закончит ли собака дрессировку служебных собак. В частности, мы обнаружили, что активация миндалины отрицательно коррелировала с успехом, предполагая, что собаки, склонные к возбуждению — либо потому, что они тревожатся, либо просто хотят поиграть, — не являются хорошими кандидатами в служебных собак.

Однако следует иметь в виду, что собаки — это не просто препараты для лечения различных заболеваний.Как и люди, собаки обладают широким спектром навыков и характеров. И хотя есть некоторые различия между породами в каких-либо чертах личности, похоже, что внутри породы существует столько же вариаций. Ключ к прочной связи между собакой и человеком — это матч между собакой и человеком, но это может быть так же трудно предсказать, как и матч между двумя людьми. Будущие исследования, как с визуализацией мозга, так и с другими физиологическими измерениями, могут вскоре пролить свет на собачью сторону уравнения.

Сноски

Грегори Бернс , M.D., доктор философии, заслуженный профессор нейроэкономики в Университете Эмори, где он руководит Центром нейрополитики и Центром образования и исследований в области нейробиологии. Он также является профессором кафедры психологии и одним из основателей Общества нейроэкономики. Он написал две книги о когнитивных способностях собак: What It’s Like to Be a Dog (Basic Books, 2017) и How Dogs Love Us (New Harvest, 2013), бестселлер New York Times .Бернс специализируется на использовании технологий визуализации мозга для понимания мотивации людей и собак и принятия решений. Он является соучредителем Dog Star Technologies, компании, использующей нейробиологию для улучшения партнерских отношений между собакой и человеком.

Сканирование мозга показывает поразительное сходство между собаками и людьми

Тем не менее, общие черты этих двух видов перевешивают различия и вызывают некоторые интересные вопросы. Интеллект и социальная осведомленность собак иногда приписывают примерно 15000 годам, которые они — Canis lupus familis , если быть точным — провели в компании людей, будучи эволюционно вознагражденными за социальную чувствительность.

Тем не менее, регионы, отмеченные в новом исследовании, имеют глубокие эволюционные корни. Хотя собаки предположительно могли развить их независимо от людей, гораздо более вероятно, что они были у этого давнего общего предка, сказал Андикс. Возможно, они даже уходят корнями в наше эволюционное наследие.

Анатомия мозга человека (вверху) и собаки с выделенными областями, связанными с обработкой голоса.

Изображение: Andics et al./Current Biology

Нейробиолог Яак Панксепп из Университета штата Вашингтон, изучающий нейробиологию эмоций у животных, сказал, что результатов «следует ожидать от того, что нам давно известно об общей эволюционной организации мозга млекопитающих.«Панксепп, который не принимал участия в исследовании, считает, что сложная обработка звука и эмоциональная чувствительность являются фундаментальной чертой млекопитающих. к тому времени, когда пути нашего вида сошлись 15000 лет назад. Конечно, волки, койоты и другие неприрученные представители рода собак довольно громкие и чувствительные к эмоциям; возможно, поэтому люди и собаки составили такую ​​хорошую команду.

Нейробиолог Грег Бернс из Университета Эмори, первый исследователь, изучавший собак с помощью фМРТ, назвал новые открытия «очень крутыми». По его словам, визуализация была сделана хорошо, и в результатах не было смешанных факторов, которые могут сделать сканирование мозга менее информативным, чем кажется на первый взгляд.

Бернс, однако, предупредил, что, хотя обработка эмоций, по всей видимости, сосредоточена там, где ее измерили исследователи, она также может происходить в других областях мозга, не исследованных в этом раунде сканирования.«Их исследование не совсем отвечает на этот вопрос, но это первый шаг», — сказал он. Новое исследование также не сравнивает то, как эти два вида испытывают эмоции, или степень, в которой это формируется другими когнитивными способностями.

Еще один открытый вопрос — что собаки слышат, когда люди говорят. В настоящем исследовании это не рассматривалось, но исследователи отметили более ранние наблюдения за общими паттернами вокализации человека и собак. Когда собаки сигнализируют о положительных эмоциях, их лай раздается короткими рывками, что очень похоже на человеческий смех; когда они расстроены, лай становится глубже и длиннее, немного напоминает стоны.«Есть эти акустические правила, которые передают эмоциональную информацию, и они кажутся общими для всех видов», — сказал Андикс.

Сравнивая различия и сходства в мозге человека и собаки, сказал Андикс, ученые могли бы узнать больше о том, что дает начало человеческому языку и нашему сложному познанию. Тем не менее, по той же причине мы можем обнаружить, что многое из того, что мы считаем сложным, построено на базовых умственных строительных блоках, которые есть у многих других животных.

«Это вопросы, которые очень интересны, и мы хотим изучить их дальше», — сказал он.Чтобы любители собак не беспокоились о том, что лучший друг человечества может пострадать в ходе научных исследований, Андикс подчеркнул, что в исследовании принимали участие только собаки, которые хотели войти внутрь сканера.