Почему собака хорошо понимает, что мы говорим

Мозг у людей и четвероногих друзей обрабатывает слова одинаково. Однако принцип, лежащий в основе этого, старше, чем язык

Когда человек слышит комплимент, сначала на интонацию сказанного и его эмоциональное содержание реагируют более примитивные подкорковые области мозга. Только потом в игру вступает гораздо более молодая слуховая кора в коре головного мозга, которая расшифровывает усвоенное значение слов.

В 2016 году ученые обнаружили, что и мозг собак обрабатывает по отдельности интонацию и значение слов, адресованных им. Однако у собак за это отвечает правое полушарие, а у людей - левое. Но одно до сих пор остается загадкой: выполняет ли мозг собак те же этапы обработки, что и человеческий, например, когда они слышат похвалу?

«Это важный вопрос, потому что собаки в основном лишены дара речи, но они правильно реагируют на наши слова».
Аттила Андикс, нейробиолог из будапештского Университета Этвеша Лоранда , соавтор как предыдущего исследования, так и нынешнего, вышедшего в Scientific Reports

Действительно, четвероногие друзья обрабатывают язык так же, как люди. Магнитно-резонансная томография продемонстрировала, что мозг собак не только извлекает информацию из того, что мы говорим и как мы это говорим, но и использует ту же систему обработки речи, что и мозг людей.

Собаки распознают значение таких команд, как «Сидеть!», Но понимают при этом основной тон голоса и связанное с ним значение слов, которых они даже не знают. Например, когда собак хвалят высоким голосом, они понимают, что им говорят что-то хорошее. Однако ранее было мало что известно о том, что происходит в мозге собаки во время обработки речи.

Исследователи проанализировали активность мозга собак функциональной МРТ, когда те слышали знакомые хвалебные и совсем незнакомые слова, выраженные либо нейтрально, либо положительно. «Изучение сходства и отличий при обработке речи мозгом собак и людей может быть очень полезным для понимания шагов, которые привели к созданию языка в процессе эволюции».
Анна Габор, руководитель исследования

«Человеческий мозг обрабатывает язык иерархически: сначала интонации на более низких уровнях, затем значения слов на более высоких уровнях. На этот раз мы использовали особую технику, чтобы выяснить, существуют ли эти иерархии при обработке речи собак. Мы измерили, как активность мозга собаки снижается в ответ на повторяющиеся стимулы. Мы повторяли во время сканирования мозга иногда слова, иногда интонации. При определенных повторениях более сильное снижение активности соответствующей области мозга показывает ее вовлеченность».
Анна Габор

Результаты показывают, что мозг собаки фактически обрабатывает язык иерархически, точно так же, как мозг человека: интонация оценивалась в основном в подкорковых, а знакомые слова - в корковых областях мозга. Исследователи обнаружили также, что собаки старшего возраста различают меньше слов, чем их младшие собратья.

«Хотя обработка человеческого языка уникальна во многих отношениях, это исследование обнаружило поразительное сходство между нами и существом, лишенным дара речи. Сходство, однако, не означает, что эта иерархическая модель обработки возникла в процессе развития языка. Установленная иерархия могла вместо этого по обработке интонаций и значений слов отражать более общий принцип, не связанный с языком».
Аттила Андикс

Источник информации: derstandard.at

Как животные реагируют на эпидемии?

Люди - не единственные существа, во время эпидемии применяющие социальное дистанцирование. Многие виды животных изменяют свое поведение, чтобы защитить себя или своих сородичей от инфекции или паразитов. Команда Андреа Таунсенд из нью-йоркского колледжа Гамильтон выяснила, какие меры для этого принимают животные.

Оказалось, их реакция на эпидемию сильно отличается в зависимости от вида, болезни и условий окружающей среды. Изоляция социальных животных от группы почти всегда приводит к их смерти. «И то, что такое дистанцирование достаточно распространено, показывает, что его преимущества иногда перевешивают недостатки», - считают исследователи.

Например, когда рабочие медоносные пчелы заражены паразитическим грибком Nosema, они редко возвращаются в улей. Умирая, насекомые снижают риск заражения своих сородичей. С биологической точки зрения такое самоотверженное поведение целесообразно, поскольку все пчелы в улье - сестры и их гены все равно передаются.

Карибский лобстер (Panulirus argus) тоже сохраняет определенную дистанцию. Обычно несколько таких крабов живут вместе в одной норе. Если же одно из ракообразных заражено вирусом PaV1, сородичи чувствуют его запах в моче - и избегают больного и пещерки, которую тот занимает. Точно так же мандрилы нюхают помет своих собратьев-обезьян, чтобы узнать, инфицированы ли они паразитами, а затем избегают зараженной территории.

Ученые выявили у животных еще одну «типично человеческую» реакцию на эпидемии: растущее недоверие к членам других групп. Например, если муравейник заражен грибком, социальный обмен между различными группами внутри него и между его частями уменьшается. Как объясняют биологи, социальное поведение муравьев становится более «модульным».

У человекообразных обезьян тесная сплоченность внутри групп и часто агрессивность к другим сородичам развивалась тоже как реакция на ифицирование паразитами. Меньший контакт приматов с потенциально зараженными группами снижает риск внесения паразита или возбудителя в их собственную.

Некоторые виды животных уходят от внешнего мира в семью. Мандриллы ухаживают за близкими родственниками, даже если те заражены простейшими, передающими болезни, а других сородичей с той же инфекцией избегают.

Но иногда социальное дистанцирование приносит животным больше вреда, чем пользы, или они в группе лучше защищены от инфекций, передающихся комарами и другими переносчиками. Например, заражение вирусом Западного Нила американских странствующих дроздов менее вероятно, если те держатся стаями. Это снижает риск укусов и инфицирования комарами отдельных птиц.

А волка, заболевшего заразной, но не смертельной клещевой чесоткой, не изгоняют из стаи. Если об ослабленном животном заботятся сородичи, у того гораздо больше шансов выжить. «Смертность инфицированного волка, окруженного пятью товарищами по стае, соответствует смертности неинфицированного волка», - сообщают ученые.

Но есть животные, у которых нет социального дистанцирования, поскольку вред от него с точки зрения воспроизводства был бы слишком велик. Хотя тасманийский дьявол во время своих схваток с соперниками постоянно инфицируется от сородичей заразной лицевой опухолью, без таких боев ему самку не найти.

У икры амфибий больше шансов выжить, когда кладки делаются в хорошую заводь большими сообществами - даже если это увеличивает риск заражения смертельным грибком земноводных (Chytridiomycosis). Если же откладывать икру по отдельности, то ее скорее всего съедят.

Источник: scinexx.de

Мини-пиги лучше решают проблемы, чем собаки

В эксперименте мини-пиги оказались более умелыми, настойчивыми и независимыми, чем собаки. Об этом сообщают ученые из команды Паулы Перес Фраги (Paula Pérez Fraga) из Будапештского университета ELTE в Animal Cognition. Исследователи проверили поведение миниатюрных свиней и собак примерно семимесячного возраста при решении задач разного уровня сложности.

Собаки с раннего возраста видят в людях помощников при решении проблем. Исследователи изучили, встречается ли это свойство у других домашних животных. Предыдущие работы показали, что в таком случае одинаково социализированные волки и кошки меньше общаются с людьми, чем собаки.

«Но, возможно, так происходит потому, что волки не одомашнены, а кошки недостаточно социальны». Поэтому мы разработали исследование, чтобы сравнить поведение собак и другого домашнего социального вида, свиньи».
Паула Перес Фрага

Мини-версия домашней свиньи - популярное животное-компаньон, занимающее такую ​​же «социальную нишу» в человеческих семьях, что и собака. В своих экспериментах ученые прибегали к так называемой «парадигме неразрешимых задач», в которой животные сначала сталкиваются с проблемой, которую они могут решить.

В этом случае им предложили контейнер с едой, который легко открыть. Однако после нескольких попыток исследователи его плотно закрыли, что для животных сделало проблему неразрешимой.

«Когда ящик вначале был без еды, свиньи и собаки одинаково обращались к людям. Отличия же появились, когда мы положили в коробку еду и открыть ее стало увлекательной задачей».
Линда Геренсер (Linda Gerencsér), научный сотрудник исследовательской группы

Когда дело дошло до решения задачи и получения награды, мини-пиги не просили помощи у человека. И не потому, что были быстрее, чем собаки. Возможно, свинки были просто более умелыми. Они пытались справиться в одиночку даже тогда, когда задача становилась неразрешимой. Собаки же просили у людей помощи больше, чем это ранее делали кошки и волки.

Это первое исследование, сравнивающее домашних собак и свиней в их умении решать проблемы.

«Сходство, которое мы обнаружили между двумя видами, указывает на их аналогичную способность участвовать в коммуникативном взаимодействии с людьми. [...] Собаки по своей природе более зависимы и сотрудничают, особенно когда живут с людьми. Это объясняет их уникальный успех во взаимодействии с нами. [...] Тот факт, что свиньи пытались более настойчиво, чем собаки, открывать плотно закрытый ящик, может отражать их склонность решать проблемы более независимо».
Паула Перес Фрага

Источник информации и фото: derstandard.at

Семейная жизнь помогает птенцам стать умнее

Долгое детство дает нам больше времени для учебы и открытий, а главное - мы можем приобрести навыки, на освоение которых уходят годы. Но люди не единственные виды с длительным детством. Долго взрослеют слоны, некоторые летучие мыши, киты, дельфины и различные птицы - особенно врановые. Но делает ли продолжительное детство их умнее? Если да, то какую роль играют в этом родители?

Международная группа ученых из Германии, Швеции и Великобритании изучила эти вопросы и поделилась результатами своих полевых исследований сибирских соек и каледонских воронов. Опубликованы данные 127 врановых и нескольких тысяч видов певчих птиц. Исследование предлагает совершенно новый взгляд на развитие интеллекта при семейном воспитании.

Сибирские сойки

В Швеции были проведены полевые испытания, чтобы изучить у сибирских соек появление навыков, как идентифицировать опасных хищников и как найти скрытую пищу. Сойки живут семейными группами, которые могут включать в себя потомство пары, а также молодых птиц, которые родились в других группах. Эти птицы могут оставаться в семье до четырех лет и только потом высиживают своих птенцов. Они быстрее учатся узнавать хищников или находить скрытую пищу, так как более внимательно присматриваются к своими родителям, а те терпят их рядом. В результате молодые сойки живут дольше и создают собственные семьи.

Новокаледонские вороны

В Новой Каледонии ученые изучали воронов, выясняя, как их потомство учится делать инструменты для добычи пищи - жизненно важный навык этих птиц. Молодняку для этого нужен год, и все это время их кормят родители. Птенцы могут оставаться с родителями до трех лет, и их детство длится значительно дольше, чем у других ворон. Другие взрослые птицы к молодым тоже очень терпимы. Пока родители добывают инструментами пищу, они кормят птенцов, внимательно следят за ними и даже терпят кражу инструментов и физический контакт с молодыми птицами.

Долгое «детство» влияет на интеллект. Коллектив авторов считает, что в предыдущих исследованиях была упущена ключевая роль продолжительного детства в развитии когнитивных навыков. Именно это позволяет детям учиться и делать ошибки. Решающее значение для развития обучения имеет семейная жизнь, которая позволяет продлить периоды развития в безопасной среде с неограниченным доступом к учебе.

Семейная жизнь также помогает нести расходы на продление детства. Поскольку родителям трудно долго растить потомство, живущие семьями виды особенно часто обитают там, где достаточно пищи, а потому родители могут кормить молодняк дольше. Совместная жизнь нескольких поколений способствует тому, что молодые приобретают сложные навыки, добывают жизненно важные пищевые ресурсы и развивают больший мозг. Это увеличивает их шансы на выживание, позволяет распространяться и осваивать новые места обитания.

Используя филогенетические сравнительные методы, команда проанализировала отличия врановых от других певчих птиц. У врановых, как и у людей, мозг, по сравнению с размером тела, значительно больше. У них также есть более длительные периоды развития в гнезде и покинув его.

Люди, как и вороны, проводят свою юность, приобретая важные навыки, в окружении взрослых, которые их терпят и длительное время учат. Обучение на протяжении всей жизни создает гибкий тип интеллекта, который дает людям возможность адаптироваться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды.

И у птиц родители помогают потомству развивать интеллект. Птенцы, как и человеческие дети, не могут приобретать навыки в одиночестве. Им нужна семейная среда, позволяющая полностью развить потенциал своего мозга.

Источник информации и фото: shh.mpg.de

Павианы носят умерших детенышей по 10 дней

В Намибии ученые часто замечают, как павианы справляются с гибелью своего потомства. Что заставляет обезьян по нескольку дней не расставаться с умершими?

Медвежьи павианы - их еще называют "чакма"- (лат. Papio ursinus) живут на юге Африки большими группами, которые могут включать до 100 животных. Исследователи из команды Алексии Картер (Университет Монпелье) наблюдали, что эти обезьяны расстаются с умершими детенышами только через несколько дней.

Одни матери носили умершего ребенка, постоянно ухаживая за его шерстью, по десять дней, другие же - не больше часа. В среднем на "прощание" с детенышем они тратили три-четыре дня. Такое же поведение обнаружено и у других видов обезьян, таких как шимпанзе или макаки, причем длится оно иногда в 2-3 раза дольше.

Что у медвежьих павианов оказалось необычным, так это отношение предполагаемых отцов к умершим детям как к живым. В отсутствие матери они заботились об их шерсти и при угрозе защищали мертвое тело, хотя обычно они почти не принимали участия в воспитании малышей.

На сегодняшний день это наиболее полное исследование такого поведения и павианов в целом. Ученые наблюдали за животными более 13 лет и были свидетелями двенадцати случаев, когда матери заботились о своем умершем потомстве: у двоих из них ребенок умер при рождении, а у одной еще в утробе матери.

На вероятность такого поведения влияют возраст матери, причина смерти, а также климатические условия. У павианов, по сравнению с другими обезьянами, этот процесс сравнительно короток - возможно, так происходит из-за больших расстояний, которые те вынуждены преодолевать в поисках пищи.

Но этологам непонятно, почему животные это вообще делают. По-видимому, у них продолжается врожденная потребность ухода. Картер поясняет: «Мы не утверждаем, что животные не замечают, что их детеныш мертв. Но эволюция сделала связь между матерью и ребенком настолько сильной, что если она сформировалась, то ее трудно разорвать».

На самом деле матери понимают, что их малыши мертвы, поскольку относятся к их телам не так, как к больным детям: например, они тащат их по земле за руку или за ногу. Однако есть исследователи, интерпретирующие это как форму выражения горя, которое может помочь матери уменьшить боль от потери.

Вопрос, насколько такое поведение обезьян соответствует горю людей, остается спорным. Однако аналогичное обращение с мертвыми членами группы ученые уже наблюдали у многих совершенно разных видов животных.

Источник информации и фото: spektrum.de

Чувство статистической вероятности попугая кеа

Похоже, пернатые математические гении, попугаи кеа, понимают принцип различных статистических вероятностей. Эта способность позволяет нам лучше оценивать возможности и риски и действовать в соответствии с ними.

Развивается она у человека удивительно рано: дети уже в несколько месяцев реагируют с недоумением, если лотерейный автомат, заполненный цветными шариками, часто выдает более редкий и, следовательно, менее вероятный цвет. Человекообразные обезьяны тоже обладают таким чувством, однако у других животных ученые его раньше не замечали.

Чтобы выяснить, есть ли среди них  еще такие гении, Амалия Бастос (Amalia Bastos) из Оклендского университета и ее коллеги занялись изучением попугаев кеа (Nestor notabilis). Эти горные птицы родом из Новой Зеландии и давно известны своим любопытством и поразительным интеллектом. Они могут открывать молнии, использовать инструменты и даже узнавать свое собственное отражение.

Для выполнения теста ученые сначала давали шести кеа вкусное вознаграждение в обмен на черные палочки, а за оранжевые птицы ничего не получали. После того как попугаи поняли связь цвета и лакомства, им поставили два стакана, с разным количеством черных и оранжевых предметов. На глазах птиц экспериментатор вынул, зажав в кулак, из обоих сосудов по одной палочке. При этом кеа не видели их цвет. Затем попугаи должны были толчком клюва показать, из какой руки они хотят получить вещь. И те все время выбирали вынувшую что-то из контейнера, в основном заполненного черными предметами. Похоже, птицы понимали, при каком решении у них был наибольший шанс на награду.

На следующем этапе Бастос и ее коллеги проверили, включали ли кеа в свои расчеты дополнительную информацию. Для этого они установили в стаканах четко видимый барьер, который разделял их горизонтально. В результате экспериментатор мог что-то взять только из верхней части - и попугаи это тоже осознавали: принимая решение, они ориентировались на то, какой из доступных отсеков содержал больше черных палочек.

В третьем эксперименте ученые еще больше повысили сложность. Чтобы проверить, могут ли кеа включать социальную информацию в свои расчеты, птицам показали, что некоторым людям тоже очень нравятся чёрные предметы: те регулярно вытаскивали именно их, даже если в стакане было намного больше оранжевых. Во время теста попугаи могли выбрать руку этого экспериментатора или человека, который не проявил такого предпочтения. Оказалось, что птицы чаще тыкали клювом в кулак человека, который любил черные палочки. Судя по этому, они могут связывать вероятность с поведением определенных людей.

«Эти результаты удивительны, потому что они соответствуют данным экспериментов с детьми человечека и с шимпанзе. - Они показывают, что птицы определяют соотношение объектов для прогнозирования небезопасного события - и они могут включать в этот прогноз другие типы информации».
Амалия Бастос

Исследователи впервые продемонстрировали, что птицы способны делать статистические выводы, что доказывает: для этого не обязательно нужен большой и сложно структурированный орган мышления, как у людей и человекообразных обезьян. Понимание вероятности не является нашим уникальным преимуществом, так как эволюционное расхождение человека и кеа произошло 312 млн лет назад. По мнению ученых, это говорит о том, что основы этой сложной когнитивной способности приматов и птиц возникли в ходе эволюции дважды и независимо друг от друга. Знание этого может быть полезно для развития искусственного интеллекта.

«Если мы понимаем процессы, которые объединяют эти два мозга при решении таких задач, мы также можем создавать ИИ, которые принимают решения со здравым смыслом».
Александр Тейлор, коллега Амалии Бастос

Источник: scinexx.de

Каракатица - моллюск с изобретательным мозгом

Каракатицы являются одним из видов головоногих. С точки зрения эволюции, головоногие моллюски и позвоночные разошлись около 550 миллионов лет назад, но они поразительно схожи по организации своей нервной системы.

Когда каракатицы знают, что вечером им дадут их любимую еду, креветок, они в течение дня едят меньше крабов. Такое умение принимать решения на основе будущих ожиданий раскрывает сложные когнитивные способности.

«Было удивительно видеть, как быстро каракатицы адаптировались к своему пищевому поведению - всего за несколько дней они узнали, будут ли вечером креветки или нет. Это очень сложное поведение и оно возможно лишь потому, что у них изобретательный мозг".
Полин Биллард, аспирант факультета психологии Университета Кембриджа и Университета Кан-Нормандия, ведущий автор статьи

Поиск пищи каракатиц можно охарактеризовать как избирательный или приспособленческий. В эксперименте с европейскими лекарственныи каракатицами (Sepia officinalis) исследователи давали им каждый вечер по одной креветке. При этом каракатицы вели себя днем более избирательно и съедали заметно меньше крабов.

Но когда им по вечерам стали давать лакомство по принципу случайности, каракатицы приспосабливались и на обед съедали больше крабов. Это означало, что головоногие не могли предсказать, будут ли их любимые блюда на ужин ежедневно, и позаботились о том, чтобы у них было достаточно еды в начале дня. Когда условия изменились, каракатицы изменили и свою стратегию поиска пищи.

Sepia officinalis Фото: Pauline Billard

Исследователи увидели, что животные быстро переходят от одной стратегии приема пищи к другой, основываясь на своем опыте. Изучая и запоминая закономерности наличия пищи, каракатицы оптимизируют поиск пищи не только для того, чтобы обеспечить себя едой. Они должны быть уверены, что будут есть больше любимых продуктов.

У каракатиц широкий ассортимент пищи. В него входят, в зависимости от того, что доступно, крабы, рыба и кальмары. Несмотря на такую ​​разнообразную диету, они демонстрируют сильные пищевые предпочтения. Чтобы проверить это, исследователи тестировали на протяжении пяти дней двадцать девять каракатиц. По пять раз в день ученые помещали на одинаковом расстоянии от них крабов и креветок и наблюдали, что каракатицы ели в перввую очередь. Все отдавали предпочтение креветкам .

Чтобы выжить, животные должны постоянно адаптироваться к изменениям окружающей среды. Каракатицы вылупляются из яиц с обширной центральной нервной системой, что позволяет им учиться с раннего возраста. Они способны помнить события, которые произошли в прошлом, и использовать эту информацию для корректировки своего поведения на будущее.

«Эта гибкая стратегия поиска пищи показывает, что каракатицы могут быстро адаптироваться к изменениям в окружающей среде, используя предыдущий опыт. Это открытие может дать ценную информацию об эволюционном происхождении такой сложной когнитивной способности».
Никола Клейтон, руководитель исследования, профессор факультета психологии, Кембриджский университет

Источник: phys.org