Eddie是参与这项研究的其中一只狗，它在fMRI扫描仪中摆放了两个实验中使用的玩具，“猴子”和“小猪”。图片来源：埃默里大学的Gregory Berns
当一些狗听到他们的主人说“松鼠”时，他们振作起来，变得焦躁不安。他们甚至可能会跑到一个窗口看看它。但这个词对狗意味着什么呢？这是否意味着，“注意，发生了什么？”
或者这只狗实际上是想象一只小而浓密的啮齿动物？
神经科学的前沿发表了一项首次使用脑成像的研究，探讨我们的犬类伴侣如何处理他们被教导与物体相关联的单词，由埃默里大学的科学家进行。结果表明，对于他们所教过的单词，狗至少具有基本的神经表达意义，将他们之前听过的单词与他们之前没有的单词区分开来。
“许多狗主人认为他们的狗知道某些词语的意思，但实际上并没有太多科学证据支持这一点，”博士Ashley Prichard说。埃默里心理学系的候选人和该研究的第一作者。“我们希望从狗身上获取数据 – 而不仅仅是所有者的报告。”
“我们知道，狗有能力至少处理人类语言的某些方面，因为他们可以学会遵循口头命令，”该研究的资深作者埃默里神经科学家格雷戈里伯恩斯补充道。“然而，之前的研究表明，狗可能依赖许多其他线索来遵循口头命令，例如注视，手势甚至是其主人的情绪表达。”
埃默里研究人员专注于围绕大脑机制的问题，这些机制是狗用来区分单词，甚至是什么构成一个单词给狗。
伯恩斯是狗项目的创始人，该项目正在研究围绕人类最好的和最老朋友的进化问题。该项目是第一个训练狗自愿进入功能性磁共振成像（fMRI）扫描仪并在扫描过程中保持不动，没有束缚或镇静的项目。狗项目的研究进一步加深了对狗对预期奖励的神经反应的理解，确定了犬脑中用于处理面部的特殊区域，证明了对人和狗气味的嗅觉反应，以及将前额叶功能与抑制性控制相关联。
对于目前的研究，12只不同品种的狗由它们的主人训练了几个月，根据物体的名称检索两个不同的物体。每只狗的一对物体由具有柔软质地的物体（例如填充动物）和另一种不同质地（例如橡胶）组成，以便于辨别。训练包括指导狗取出其中一个物体，然后用食物或赞美奖励它们。当一只狗表明它可以通过在呈现两个物体时始终抓取所有者要求的那个来区分两个物体时，训练被认为是完整的。
在一次实验中，受过训练的狗躺在fMRI扫描仪中，而狗的主人直接站在机器开口处的狗的前面，并按照设定的间隔说出狗的玩具的名称，然后向狗显示相应的玩具。
例如，Eddie，一个金毛猎犬 – 拉布拉多混合物，听到他的主人说“Piggy”或“Monkey”，然后他的主人举起了匹配的玩具。作为对照，主人然后说出诸如“bobbu”和“bodmick”之类的乱语，然后举起像帽子或玩偶这样的新奇物品。
结果显示，相对于训练过的单词，大脑的听觉区域对新的伪词的激活更大。
“我们希望看到狗在神经上区分他们所知道的单词和他们不知道的单词，”Prichard说。“令人惊讶的是，结果与人类研究的结果相反 – 人们通常表现出对已知单词的神经激活比新单词更强。”
研究人员推测，狗可能会对一个新词表现出更大的神经激活，因为他们感觉到他们的主人希望他们理解他们在说什么，他们正试图这样做。“狗最终想取悦他们的主人，也许还会得到赞美或食物，”伯恩斯说。
在实验中，有一半的狗表现出他们的颞叶皮质中新词的激活增加，研究人员认为这可能类似于处理词汇差异的人的角回。
然而，另一半的狗对其他大脑区域的新词表现出更高的活动，包括左颞叶皮层和杏仁核，尾状核和丘脑的其他部分。
这些差异可能与研究的局限性有关 – 狗的品种和大小的变化范围，以及他们认知能力的可能变化。研究人员承认，绘制犬脑认知过程的一个主要挑战是犬种大脑的形状和大小的多样性。
“狗可能具有不同的学习和理解人类语言的能力和动力，”伯恩斯说，“但他们似乎对他们所教授的单词的含义具有神经表征，而不仅仅是巴甫洛夫的低级反应。”
这个结论并不意味着口头语言是主人与狗交流的最有效方式。事实上，由Prichard和Berns领导并最近在科学报告中发表的其他研究表明，狗的神经奖励系统更倾向于视觉和气味线索而不是口头提示。
“当人们想要教他们的狗时，他们经常使用口头命令，因为这是我们人类更喜欢的，”Prichard说。“然而，从狗的角度来看，视觉命令可能更有效，帮助狗更快地学习这个技巧。”
进一步探索：
狗的困境：犬类喜欢赞美还是食物？
更多信息：
Ashley Prichard等人，Awake fMRI揭示了犬的新词检测脑区域，神经科学前沿（2018）。DOI：10.3389 /
fnins.2018.00737
期刊参考：
科学报告
神经科学的前沿
由…提供：
埃默里大学
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