觉得狗狗很懂你?因为它们理解语音的方式就和你一样 | Science 论文推荐

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狗狗能够成为人类最好的小伙伴并非没有原因。最近一项研究发现，犬类大脑在进行语音分析时，可以从语调和词汇两方面、在大脑的不同部分分别处理，然后整合得到最终的信息。奇妙的是，这种语音处理方式和人类大脑的语音处理方式极为相似。这一研究为语言进化提供了新的线索：人类之所以可以独特地驾驭词汇，不是因为特殊的神经功能，而是我们发明了怎样运用词汇。

来源 Eötvös Loránd 大学

翻译 雷文茜

审校 刘小鸥 谭坤

训练过的狗围绕fMRI扫描仪而坐。图片来源：phys.org

第一个有关犬类大脑如何处理语音信息的研究告诉我们：动物圈内我们最好的小伙伴不仅关心我们说了什么，还会在意我们是怎样说的。犬类就像人类一样，用大脑左半球处理词汇信息，右半球大脑处理语调信息，只有当词汇和语调信息都反应它受到了表扬，它的大脑奖励中枢才会被激活。这项研究发表于 Science（论文相关信息见文末）。

匈牙利研究组的这个发现暗示，处理词汇的神经机制的演化可能要比之前认为的时间更早，而且该机制并非人类大脑独有。研究表明如果在一个富含语音信息的环境里，例如家养犬所处的环境，词汇意义表示系统会在动物大脑中建立，即使是不会讲话的非灵长类哺乳动物也是如此。

 “我们很清楚在人类处理语音信息的时候，大脑有明确的分工。左半球主要负责词汇意义的处理，右半球则会处理语调信息。人类大脑不但可以分别分析人们说话的内容和方式，还会把这两方面的信息进行整合，得到一个统一的理解意义。我们的发现暗示，犬类也能够运用相似的大脑机制做到这些。”布达佩斯 Eötvös Loránd 大学 MTA-ELTE 比较动物行为学研究组、动物行为学系的首席研究员 Attila Andics 解释道。

训练过的狗可以并保持静止不动接受扫描，同时听训练员讲话。图片来源：phys.org

 “我们训练了13只狗，它们可以一动不动地躺在 fMR I大脑扫描仪中，fMRI 扫描是一种非侵入式、无害的检测方式，参与实验的狗甚至很享受参与其中。”论文的作者、动物行为学家 Márta Gácsi 说。她在研究中开发了训练狗的方法。论文另一位作者、博士研究生 AnnaGábor 对实验进一步作了解释:“我们在训练员对狗说话的时候记录它们的大脑活动。实验中狗会听到用夸赞语调与中性语调说出的赞美，以及用两种语调说出的对它们无意义的中性连接词。我们想要找出犬类大脑中负责区分有意义和无意义的词汇，以及夸赞和非夸赞语调的部分。”

大脑活动图像显示犬类倾向用左半脑处理有意义的词汇并过滤掉没有意义的词汇。左半脑的激活也有强弱之分，并且和语调没有关系。犬类会激活大脑右半部分辨别表示夸赞的语调。这个听觉部分在之前的研究中被发现与犬类处理来自同类和人类的非语音类情绪化声音有关，暗示声调处理机制不是仅针对语音的。

Andics 和同事们也注意到夸赞会激活犬类的奖励中枢。奖励中枢会对所有愉悦的刺激产生响应，例如食物、性行为、抚摸或者人类的美妙的音乐。更重要的是，奖励中枢只有在狗同时接收到赞美语调的夸赞时才会被激活。“实验发现，夸赞对于犬类来讲就是一种奖励，但是夸赞在词汇和语调都表达到位的情况下才会最有效。所以犬类不仅能够分辨人类说的内容和方式，还能够将二者进行整合，得到最终正确的信息。这和人类大脑处理语音信息的方式极为相似。”Andics 说。

这个研究是对犬类理解人类语音的方式进行探索的第一步，实验结果也可以帮助人类和犬类更有效地交流和合作。

研究结果对人类的发展也有重要启示，“我们的研究为语言进化中词汇的出现提供了新的线索。人类之所以可以独特地驾驭词汇，不是因为特殊的神经功能，而是我们发明了怎样运用词汇。”

原文链接：http://phys.org/news/2016-08-dog-brains.html

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论文信息

【题目】 Neural mechanisms for lexical processing in dogs

【作者】 A. Andics,1,2,3*A. Gábor,2 M. Gácsi,1 T. Faragó,1 D. Szabó,1,2Á. Miklósi1,2

【刊期】ScienceVol. 353, Issue6303, pp. 1030-1032

【日期】 Published 02 Sep 2016

【doi】 10.1126/science.aaf3777

【摘要】 During speech processing, human listeners can separately analyzelexical and intonational cues to arrive at a unified representation ofcommunicative content. The evolution of this capacity can be best investigatedby comparative studies. Using functional magnetic resonance imaging, weexplored whether and how dog brains segregate and integrate lexical and intonationalinformation. We found a left-hemisphere bias for processing meaningful words,independently of intonation; a right auditory brain region for distinguishingintonationally marked and unmarked words; and increased activity in primaryreward regions only when both lexical and intonational information wereconsistent with praise. Neural mechanisms to separately analyze and integrateword meaning and intonation in dogs suggest that this capacity can evolve inthe absence of language.

【链接】

http://science.sciencemag.org/content/353/6303/1030.full.pdf+html

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