Грегори Бернс - Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных

Келли отбор не прошла.

Я был слишком занят разработкой эксперимента, и на то, чтобы дрессировать собственную собаку, выводя ее на требуемый уровень, не оставалось ни времени, ни сил. Но обкатка, проведенная с ее участием, помогла облегчить задачу остальным испытуемым.

Даже у тех собак, которые достигли 80-процентной планки, трудно было определить, что именно они понимают. В ходе тестирования у каждой выработались собственные «заскоки»: кто-то упорно выбирал одну и ту же сторону, хотя мы каждый раз меняли предметы местами, другие выбирали один и тот же предмет. Причем предпочтения варьировались от тренировки к тренировке. Тем не менее нужно было переходить к сканированию, дальнейшее промедление грозило бунтом: хозяевам уже надоело отрабатывать это задание, и черепаший темп эксперимента снижал общую мотивацию. Поэтому мы назначили дату сканирования для первой группы испытуемых.

Поскольку я не мог предсказать, как пройдет этот этап эксперимента, важно было разработать его с учетом нескольких возможных исходов. Основная задача состояла в том, чтобы с помощью фМРТ посмотреть, как испытуемые обрабатывают те два слова, которым их научили. Задача не из легких. Даже если собаки понимают разницу между словами, на снимках мозга она может быть выражена недостаточно четко. Она и у человека не всегда выражена, а в нашем случае, в отличие от экспериментов Галланта, все осложнялось тем, что слова были семантически схожими – оба обозначали предметы. Возможно, резкое различие между предметами по какому-то параметру – материалу или размерам – позволило бы выявить разницу в тех участках мозга, которые эти параметры обрабатывают. Но рассчитывать на это не стоило.

Поэтому мы добавили контрольное условие, которое часто используется в человеческих языковых экспериментах, – бессмысленные слова. Мы взяли названия всех предметов, на которых хозяева тренировали своих собак, и обработали с помощью компьютерной программы, которая генерирует бессмыслицу, совпадающую со значащими словами по числу слогов и диграфов (диграфы в английском – это двухбуквенные сочетания типа sh или ng). В результате у нас получились такие наборы звуков, как «боббу», «пранг», «клофт» и «зельв». Теперь можно было сравнивать отклики не только на выученные собаками слова, но и на бессмысленные.

Собаки, разумеется, понятия не имели, какие слова существуют в английском языке на самом деле, а какие просто сгенерированы. Если мы увидим разницу в отклике мозга на реальные и бессмысленные слова, это будет означать, что животные по крайней мере отличают часто повторяемое от услышанного впервые.

И наконец, мы добавили еще одно контрольное условие. После каждого произнесенного слова собакам будут демонстрировать предмет. В большинстве случаев – именно названный, но примерно в трети попыток предмет будет незнакомым. Если собака понимает значение произнесенного слова, замена предмета ее удивит, и удивление будет заметно по активности мозга. Кроме того, после бессмысленных слов предмет всегда будет предъявляться незнакомый – для дополнительного контроля.

С этапом МРТ-сканирования большинство собак справились хорошо. Разве что бессмыслицу людям было интереснее произносить, чем собакам слушать. Нескольких собак знакомые слова приводили в возбуждение – вплоть до выскакивания из томографа на поиски названного предмета. Увы, несмотря на очевидное доказательство понимания слова, в этом случае мы лишались возможности получить данные нейровизуализации. Однако в основном собаки находили в себе силы удержаться на месте, обеспечив нам в итоге выборку из двенадцати сканов

Мы правильно сделали, что включили в тестирование бессмыслицу. Псевдослова десятилетиями использовались в исследованиях языка у человека, но там отклики на них зависят от заданий. В отличие от реальных слов, псевдослова не возбуждают задние языковые области височных долей, отвечающие, судя по всему, за анализ семантики. Поскольку семантическое значение у псевдослов отсутствует, анализа не происходит. Однако они вызывают более выраженную активность в верхней височной доле, чем реально существующие. Верхняя височная доля – первичная слуховая область, где обрабатываются самые общие аспекты слуховой информации, такие как громкость и тембр. Именно эта зона, как мы обнаружили, получает слуховые входы и у дельфинов. Повышенная активность в верхней височной доле при отклике на несуществующие слова объясняется их новизной. Незнакомое слово привлекает внимание и требует бóльших усилий для обработки [106] T. Raettig and S. A. Kotz, “Auditory Processing of Different Types of Pseudo-Words: An Event-Related fMRI Study,” NeuroImage 39 (2008): 1420–1428. .