Vajon hogyan látják a kutyák a világot? A kutatók most először bepillantást nyertek az ebek képfeldolgozási mechanizmusába

Egy nemrég megjelent kutatásban néhány kutyás videót mutattak be az ebeknek, miközben MRI segítségével figyelték, hogyan működik a vizuális feldolgozásuk. Az eredmények érdekes meglátásokat tártak fel a kutyák és az emberek világszemlélete közötti különbségekről.

A tudósok dekódolták a kutya agyából származó vizuális képeket, így elsőként láthatják, hogyan rekonstruálja a kutyaelme a látottakat. A kutatók két éber eb fMRI adatait rögzítették, miközben három 30 perces, összesen 90 perces videófelvételt néztek. Ezután egy gépi tanulási algoritmust használtak a neurális adatok mintázatainak elemzésére. Az eredmények azt sugallják, hogy a kutyák jobban ráhangolódnak magukra a cselekvésekre, mint arra, hogy ki és mit csinál.

Rekonstruálhatják, mit látnak a kutyák

„Megmutattuk, hogy monitorozhatjuk a kutya agyának tevékenységét, miközben az videót néz, és legalább korlátozott mértékben rekonstruálhatjuk, amit lát” – mondja Gregory Berns, az Emory pszichológia professzora és a tanulmány egyik szerzője. „Az a tény, hogy képesek vagyunk erre, figyelemre méltó.”

A projektet a gépi tanulás és az emberi agyból származó vizuális ingerek dekódolására irányuló fMRI legújabb fejlesztései ihlették, új betekintést nyújtva az észlelés természetébe. Az embereken kívül a technikát csak néhány más fajnál, köztük pár főemlősnél alkalmazták.

„Noha munkánk mindössze két kutyán alapul, bizonyítja, hogy ezek a módszerek kutyákon is működnek” – mondja Erin Phillips, a tanulmány első szerzője. „Remélem, hogy ez a tanulmány segít más kutatók számára utat nyitni ahhoz, hogy ezeket a módszereket kutyákon és más fajokon is alkalmazhassák, így több adathoz juthatunk, és nagyobb betekintést nyerhetünk a különböző állatok elméjének működésébe.”

A technológia segítségével olvashatunk a kutyák agyában

Berns és munkatársai olyan kiképzési technikákat dolgoztak ki, amelyek segítségével a kutyák besétálhatnak egy fMRI-szkennerbe, és teljesen mozdulatlanul maradnak, miközben mérik az idegi aktivitásukat. Egy évtizeddel ezelőtt csapata közzétette az első fMRI agyképeket egy teljesen éber kutyáról. Ez megnyitotta az ajtót a Berns által The Dog Projectnek nevezett kísérlethez, amely a legrégebbi háziasított faj elméjét kutatja.

Laboratóriuma az évek során kutatásokat publikált arról, hogy a kutya agya hogyan dolgozza fel a látást, a szavakat, a szagokat és a jutalmakat, például a dicséretet vagy az ételjutalmat.

Eközben a gépi tanulási számítógépes algoritmusok mögött meghúzódó technológia folyamatosan javult. A technológia lehetővé tette a tudósok számára, hogy dekódoljanak bizonyos emberi agyi aktivitási mintákat. A technológia „olvas a gondolatokban” azáltal, hogy az agyadatmintákon belül észleli azokat a különböző tárgyakat vagy tevékenységeket, amelyeket az egyén videónézés közben lát.

„Elkezdtem azon töprengeni, hogy alkalmazhatunk-e hasonló technikákat kutyáknál.” – emlékszik vissza Berns.

Mozidélután kifejezetten kutyáknak

Az első kihívás az volt, hogy olyan videótartalmat hozzunk létre, amelyet egy kutya elég érdekesnek találhat ahhoz, hogy hosszabb ideig nézze. Az Emory kutatócsoportja egy félórás videót készített a legtöbb kutya életével kapcsolatos jelenetekből. A tevékenységek közé tartozott az ebek simogatása és az emberektől való finomságok fogadása. A kutyákkal készült jelenetek azt is megmutatták, hogy szaglásznak, játszanak, esznek vagy pórázon sétálnak. A tevékenységi jelenetek autókat, kerékpárokat vagy robogókat mutattak be az úton; egy sétáló macskát; ösvényen átvágó szarvasokat; ülő, ölelkező vagy csókolózó, gumicsontot vagy labdát kínáló, és étkező embereket ábrázoltak.

A videóadatokat időbélyegek alapján különféle osztályozókra szegmentálták, beleértve az objektumalapú osztályozókat (például kutya, autó, ember, macska) és cselekvésalapú osztályozókat (például szimatolás, játék vagy evés).

Az fMRI-vel végzett kísérletekre kiképzett kutyák közül csak kettőnek volt meg a fókusza és a temperamentuma, hogy tökéletesen nyugodtan feküdjenek, és megszakítás nélkül nézzék meg a 30 perces videót, amely három alkalommal összesen 90 percig tartott. Ez a két „szupersztár” kutya volt Daisy, egy keverék, aki részben boston terrier, és Bhubo, egy német boxer keverék.

Két ember is átesett ugyanazon a kísérleten, ugyanazt a 30 perces videót nézték, miközben fMRI-ben feküdtek. Az agyadatokat időbélyegek segítségével le lehetett képezni a videó-osztályozókra.

A vizsgálatok megmutatták, hogy a kutyák látása a cselekvésen alapuló osztályozókat részesíti előnyben, míg az emberek inkább a tárgyakra koncentráltak. Az eredmények azt mutatják, hogy a kutya szemszögéből a világ a mozgások köré összpontosul, míg mi, emberek szeretjük magukat a dolgokat nézni.