https://frosthead.com

Co fMRI może nam powiedzieć o myślach i umysłach psów

Przez kilka pierwszych dziesięcioleci swojej kariery neurobiolog Emory Gregory Berns badał ludzki umysł. Korzystając z technologii fMRI, która śledzi przepływ krwi do różnych obszarów mózgu, starał się znaleźć korelacje między wewnętrznymi wzorcami umysłowymi ludzi a ich rzeczywistymi zachowaniami, decyzjami i preferencjami.

powiązana zawartość

  • Twój pies może powiedzieć twoim głosem, czy jesteś szczęśliwy czy smutny
  • Nowy paradygmat badań na zwierzętach: pozwól im uczestniczyć

Następnie, w 2011 roku, przyjął nowy przedmiot badań neuronaukowych: Canis lupus familiaris, znany również jako pies udomowiony. Zamiast po prostu badać psie zachowanie, jak to robiono od lat, on i jego koledzy zaczęli badać wewnętrzną architekturę i wzorce mózgów psów, używając tych samych narzędzi, na których polegają, aby lepiej zrozumieć mózgi ludzi.

„Zawsze byłem psem, a kiedy mój pies umarł, mops o imieniu Newton, zasiał w moim umyśle ziarno”, mówi Berns, który opublikował w zeszłym tygodniu nową książkę o swojej niedawnej pracy „ Jak psy nas kochają”. . „Zastanawiałem się, jak psy postrzegają ich relacje z nami - czy on kochał mnie tak samo, jak ja go kochałem”.

Jednak samo zajrzenie do wnętrza psiego mózgu stanowiło ogromne wyzwanie: uzyskanie dokładnego odczytu fMRI oznacza, że ​​pacjent musi stać prawie idealnie nieruchomo, poruszając się z odległości mniejszej niż milimetr z chwili na chwilę. Użycie znieczulenia lub unieruchomienie psów zrujnowałoby eksperymenty, tworząc wizerunek nieprzytomnego lub niespokojnego psa zamiast wygodnego, czujnego.

Aby rozwiązać problem, Berns zwerbował psy z lokalnej społeczności - zaczynając od psa, którego adoptował po śmierci Newtown - i stopniowo szkolił je, by wspinały się po szeregu stopni na stół, oparły głowę na podkładce w wewnętrznym tunelu fMRI i siedzieć nieruchomo przez 30 sekund, gdy maszyna wykonuje swoją pracę. Aby poradzić sobie z hałasem urządzenia (który może przekroczyć 95 decybeli, co odpowiada dźwiękowi młota pneumatycznego oddalonego o 50 stóp), przykleili nauszniki do głów psów i skierowali hałas z otoczenia przez głośniki, więc zamiast nagle dźwięk maszyny zaczął się nagle, stopniowo dochodziło z hałasem w tle.

Pies przechodzi szkolenie, uczy się, jak oprzeć głowę na podkładce bez ruchu, aby naukowcy mogli skanować mózg. Zdjęcie Helen Berns

W sumie udało im się przeszkolić kilkanaście psów do dobrowolnego uczestnictwa w ich badaniach. Badania są wciąż w początkowej fazie, ale gdy zespół Bernsa zaczyna drapać powierzchnię psiego mózgu, odkrywają coś zaskakującego - pod wieloma względami jego aktywność odzwierciedla aktywność ludzkiego mózgu w znacznie większym stopniu, niż się spodziewano .

W ramach pierwszego artykułu opublikowanego na temat pracy w 2012 r. Przeszkolili psy, aby rozpoznawały dwa różne sygnały ręczne: jeden oznaczający, że zwierzę otrzyma kawałek hot dog, a drugi oznaczający brak hot doga. Zgodnie z hipotezą pierwszy sygnał wywołał podwyższoną aktywność w obszarze zwanym jądrem ogoniastym, bogatym w receptory dopaminy (neuroprzekaźnik zaangażowany w odczuwanie przyjemności). Badania wykazały, że u ludzi - i u psów - aktywność ogoniasta związana jest z chęcią posiadania czegoś, co powoduje przyjemność, oraz z satysfakcją związaną z jej uzyskaniem.

Kolejne prace ujawniły bardziej nieoczekiwane ustalenia. W ramach drugiego eksperymentu mieli psy siedzące w skanerze i wystawiali je na zapachy ludzi (od ich właścicieli lub nieznajomych) i innych psów (od psów, z którymi żyli lub psów nieznanych). „Chcieliśmy zrozumieć, w jaki sposób psy rozpoznają innych ludzi i psy w ich domach” - mówi Berns. Znów zauważyli zwiększoną aktywność w jądrze ogoniastym, ale tylko w wyniku jednego z zapachów. „W tym przypadku system nagród wydaje się aktywować tylko w odpowiedzi na zapach znajomego człowieka, co jest dość niesamowite”, mówi.

Aby zbadać, w jaki sposób aktywność mózgu psów koreluje z działaniami ludzi, których dobrze znają, umieścili psy w fMRI i kazali swoim właścicielom opuścić pokój, a następnie wrócili do środka. To również uruchomiło aktywację w jądrze ogoniastym.

Pies Bernsa Callie w fMRI, pokazano jeden z sygnałów ręki. Zdjęcie przez PLOS ONE

Berns interpretuje te wyniki jako wskazanie, że pod pewnymi względami procesy umysłowe psów mogą nie różnić się tak bardzo od procesów ludzkich. Są wystarczająco blisko, sugeruje, że możemy je bezpiecznie opisać słowami, których często nie stosujemy do zwierząt: aktywność umysłowa reprezentuje emocje, a może nawet stanowi miłość. „Na pewnym podstawowym poziomie uważamy, że psy doświadczają emocji tak jak my” - mówi Berns.

Przyznaje, że pomysł jest kontrowersyjny. Jednak, jak zauważa, badania wskazują, że mózg ludzki i psi nie różnią się tak radykalnie, jak moglibyśmy to sobie wyobrazić.

„Oczywiście, mózgi psów są znacznie mniejsze i nie mają tak dużej kory jak my, ale niektóre kluczowe obszary wokół pnia mózgu - zwoje podstawy, do których należy jądro ogoniaste - wyglądają bardzo podobnie do tych w ludzie ”- mówi. Psy mogą nie mieć sprzętu niezbędnego do złożonych myśli i rozumowania wyższego poziomu, myślenie idzie, ale mają odpowiednie struktury dla podstawowych emocji.

Ma to również sens z punktu widzenia ewolucji: ewoluowaliśmy mocno złożoną korę niezbędną do myślenia na wysokim poziomie po tym, jak odeszliśmy od wszystkich innych gatunków zwierząt, ale obszary takie jak zwoje podstawy rozwinęły się wcześniej, więc wynika z tego, że nasza zdolność do odczuwania emocji wytwarzana przez obszary te istniały już w naszej historii ewolucji, u przodków, których dzielimy z wieloma innymi ssakami, w tym psami.

Umysł miłośników psów uważa te pomysły za oczywiste, ale prace Bernsa spotkały się z dużą krytyką. Jedną z największych skarg jest to, że nie używa słów takich jak emocje i miłość do psów - ich przywiązanie do nas jest po prostu wynikiem uwarunkowania, jak twierdzą niektórzy, całkowicie opartego na pragnieniu jedzenia, a nie na głębszych związkach emocjonalnych, które odczuwamy dla innych ludzie

Ale Berns ma nadzieję odpowiedzieć przyszłymi pracami fMRI, które porównają aktywność mózgu u psów karmionych za pomocą automatycznych mechanizmów z aktywnością psów karmionych przez ludzi. Ma nadzieję pokazać, że psy rozwijają jakościowo różne relacje z ludźmi, podkreślając siłę tych przywiązań.

Na początku tego miesiąca podjął swoje pomysły, które niektórzy mogą nazwać ekstremalnymi, w New York Time, w artykule, który napisał prowokacyjnie: Dogs Are People, Too. Argumentował, że jeśli zwierzęta naprawdę są zdolne do emocji, które zwykle uważamy za charakterystyczne dla ludzi, nie należy ich traktować jak zwykłych przedmiotów lub własności, ale zamiast tego należy im nadać niektóre prawa, które kojarzymy z osobowością - mianowicie szacunek dla ich preferencji i dobre samopoczucie, które doprowadziłoby do zniesienia takich rzeczy, jak młyny szczeniąt i wyścigi psów.

Jest oczywiście długa droga - zarówno pod względem dowodów naukowych, jak i zmian w polityce - zanim psy będą traktowane jak ludzie. Ale Berns powołuje się na niedawną decyzję Sądu Najwyższego, która przywołała dowody neurobiologiczne (w szczególności stwierdzenie, że mózg młodocianego jest mniej rozwinięty niż mózg dojrzałej osoby dorosłej, a zatem nie powinien podlegać takim samym karom) jako wskazówkę, że nasze prawa nieuchronnie będą zgodne z nauka. Następnym krokiem jest, aby on i jego koledzy nadal wpatrywali się w umysły psów i dowiadywali się, jak głęboko idą podobieństwa mentalne.

Co fMRI może nam powiedzieć o myślach i umysłach psów