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东华君 脑人言 2019-07-05

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HAPPY  NEW  YEAR

撰文:东华君

责任编辑:刘京

美术编辑:胡美岩

编辑:茄子


原文刊载于《知识就是力量》2018年1月刊。这是一篇专门为庆贺狗年写的科普文。如需下载原文,请于本公众号主页回复“读心术专家驾到!”即可。


经过上万年驯化,狗狗成为了我们众多亲密伙伴中的一员。它们或呆萌可爱,或乖巧听话,或忠心耿耿,它们的一举一动、一笑一颦都牵动着我们的心。不同于猫,在人们的印象中,狗狗似乎更善解人意一些。当看到主人心情低落时,狗狗会贴心地靠到主人身边给予安慰;当主人兴高采烈地对狗狗讲自己开心的事时,它们也会摇头摆尾、活蹦乱跳……

不少人相信狗狗能明白我们的情绪,能听懂我们说的话,甚至能通达人性。那么,你家的狗狗是不是真的明白主人的喜怒哀乐、懂得主人的心呢?还是,这一切,都只是地球人的自作多情?

一、狗狗能理解人的情绪


与人类不同,不同品种狗狗的大脑容量差异显著。平均而言,换算成同等体重,狗狗们的大脑容量大概只有人类的1/3。虽然差异显著,并且与高级智能相关的前额叶皮层占整个大脑皮层的比例要远小于人类,但是,狗狗的大脑对脑内外不同刺激的响应形式却与人类的大脑非常相似。也就是说,狗狗们的大脑和我们的大脑按照同样的规则在运行,只不过配置要低一点罢了。

为了研究狗狗们能否读懂人类的面部表情和情绪,研究人员给它们展示了人类不同情绪条件下的表情(图①)。若能分辨开心或愤怒的表情,便会给予食物奖励。刚开始,研究人员先让狗狗从触控式荧幕分辨整张人脸的喜怒表情;然后尝试只给上半边或下半边脸,再让它们分辨。由于人类表情变化会流露于整张脸上,如果它们真的能够透过表情读懂人的情绪的话,应该能从不同部位,如皱纹、嘴和眼的形态,分辨那是开心还是愤怒的表情。

①科学的方法帮助人们了解狗狗是否能明白人类的情绪

结果显示,狗狗其实都能很好地辨别出人类开心和愤怒的表情。狗狗的这种表现,说明它们在被驯化过程中已经具有了一种特殊的能力:理解人类的情绪暗示。这对宠物犬的生存是至关重要的,有利于它们被人类接受,并且融合到人类的社会和文化体系中来。

与人类相比,狗狗们也具备类似的可以产生情绪的大脑结构。它们在经历不同的情绪变化时,脑内也发生了类似的化学反应。所以,这似乎可以解释它们为什么会理解和具备与我们类似的情绪。但是,需要强调的是,狗狗们在情绪方面的能力要远弱于人类。有一项研究表明,它们解读人类表情方面的能力,其实与一个六个月至两岁的幼童相仿。并且,与人类的幼童类似,一只狗只能理解和表达一些相对基础的情感:喜悦、恐惧、愤怒、满足、痛苦,甚至爱。然而,狗狗们没有,也不会发展出更复杂的情感,如内疚、骄傲、蔑视和羞耻等等。

②你能看出狗狗现在的表情是什么吗?

二、狗狗能识别人的语言


狗会根据人类的语言指令做出摇尾巴、坐下、打滚等动作。这使得很多人认为他们的小宠物也听得懂他们说的话。同时,很多研究表明,狗能根据人类的动作、注视或者其他的非语言线索做出反应,这就使我们难以确定它们是否能够真的理解人类语言的含义。

通过脑成像技术,研究人员比较了人类和狗狗对人声、狗声和环境音的反应。结果显示,狗狗听到这些声音时所激活的脑区与人类的非常相似。这表明,与人类相似,狗狗的大脑中也有专门的脑部结构处理这些声音信息。而令人惊喜的是,就像人一样,狗狗也能感觉到声音中的情感。带有情感的声音,例如笑声或哭声,会在狗狗脑中引起与人类相似的反应。

还有人直接研究狗狗们是否听得懂人类的语言,他们通过不同语调(赞许/毫无感情)对狗狗们说出了赞许或者中性词汇(图③),然后观察狗狗们脑成像的结果。结果显示,无论声音是何种语调,和对狗狗无意义的中性词语相比,表示称赞的词汇让狗狗的某些脑区活动更为活跃,这提示它们也许在试图“分辨”词语的不同;而当训练师变换语气时,无论词语是赞许还是中性词,狗狗们的另一脑区也表现得更为兴奋,这也许是它们试图处理人类语调的标志。这一研究说明,在它们理解人类话语的过程中,语气和语言的内容似乎扮演着同等重要的角色。

③狗狗大脑对不同语调、不同含义的人类词汇有不同的反应模式

但是,平心而论,这些研究也只能证明狗狗有分辨人类特定的声音信息的能力,包括对声音频率、语调的识别以及具备很强的记忆声音片段的能力。这些研究并不能表明狗狗能听得懂人类的语言,它们可以认出熟悉的口令一类的声音,但并不能证明它们可以像我们想象的一样理解其中的含义。这其实是很容易理解的,因为在过去悠远的进化长河之中,人类的词汇对它们而言毫无意义。

④人与狗的交流

三、狗狗或许还能揣摩人的想法


我们都知道,除了上面所说的肉眼可见的表情和亲耳可闻的人声外,狗狗在读取我们给出的肢体暗示方面的能力也非常出色。它们可以通过我们的手势或者注视的方向知晓它们感兴趣的东西的位置。但是,如果这些线索是不可见的,它们还能够准确读取我们的想法吗?

这其实是一种非常高级的能力,我们称之为心智理论(Theory of mind),是指个体理解自己与他人的心理状态,包括情绪意图、期望、思考和信念等,并借此信息预测和解释他人行为的一种能力。这种能力是我们人类在四五岁之前就能发展起来的,但动物们是否也具备则一直存在争议。之前的研究也只是在黑猩猩和渡鸦身上发现了它们能理解同类的意图,并相应修正自己的行为。

⑤狗狗能理解人们具备与它们不同的视角,并凭此判断其传达的信息是否有价值

最近的一项研究表明,狗狗们或许也具备这种换位思考的能力。这个实验包括3个人,藏食者,负责将食物藏到某一个食物容器中;知情者,看到了藏匿食物的过程,总会正确地指示食物所在;猜测者,没有看到藏匿食物的过程,总会错误地指示食物所在。

刚开始,会有一个挡板挡在他们与狗狗之间,这能防止狗狗看到食物藏匿的位置(图⑤)。随后,知情者和猜测者在藏食者的左右两侧跪着,朝同一侧稍微向下看。这保证了两者之中只有知情者能看到随后藏匿食物的过程。接着,挡板会被移除,猜测者和知情者会分别指向不同的容器。最后,主人会放开狗狗,让它根据自己所观察到的线索判断食物到底藏在哪里。

结果显示,狗狗能够认识到观察者是否知道食物的所在,并且可以运用这些知识来判断她们给出的线索正确与否,进而找到自己看不到的食物。这种换位思考的能力是社会智力的重要组成部分,有助于狗狗应对人类的环境。当然,这也暗示,它们或许也能进一步理解我们的心理状态,并通过这些信息来预测主人们的意图。

⑦喊狗出去遛弯时,狗狗可能是这么想的

总而言之,目前的研究表明,狗狗作为比较高等的哺乳动物,具备发达的大脑。它们具备理解情绪和表达情绪的能力,能够和人类进行一定的情绪交流。虽然不一定能听得懂,但至少它们能分辨一部分人类的语音,特别是带有强烈情感色彩的口令。而且,狗狗们不但可以理解主人的肢体语言,比如主人拿出狗绳打开门的时候,狗狗就明白要干嘛了(图⑦),它们也许还能读懂人类的内心想法,会揣摩人类的意图。

参考文献:


1. Müller, C.A., et al., Dogs can discriminate emotional expressions of human faces.Current Biology, 2015. 25(5): p. 601-605.

2. Téglás, E., et al., Dogs' gaze following is tuned to human communicative signals.Current Biology, 2012. 22(3): p. 209-212.

3. Andics, A., et al., Voice-sensitive regions in the dog and human brain are revealed by comparative fMRI. Curr Biol, 2014. 24(5): p. 574-8.

4. Andics, A., et al., Neural mechanisms for lexical processing in dogs. Science, 2016. 353(6303): p. 1030-1032.

5. Erratum for the Report "Neural mechanisms for lexical processing in dogs" by A. Andics, A. Gabor, M. Gacsi, T. Farago, D. Szabo, A. Miklosi. Science, 2017. 356(6333).

6. Catala, A., et al., Dogs demonstrate perspective taking based on geometrical gaze following in a Guesser-Knower task. Anim Cogn, 2017. 20(4): p. 581-589.

 

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