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Sep. 26 2017

狗有感情--我們是如何知道的?

狗受訓後可在進行核磁共振時乖乖不動。

 
 

我們的寵物愛我們嗎?還是只愛我們給的零食?為了查明真相,埃默里大學神經科學家格雷戈里.伯恩斯訓練狗進入核磁共振掃描儀。並在狗對不同刺激做出反應時,設法勘測狗的腦部,而他的新書《狗狗物語》(What It’s Like to Be a Dog)裡描述令人驚訝的研究結果。

COURTESY OF HACHETTE BOOK GROUP

《國家地理》以電話聯絡在亞特蘭大的伯恩斯時,他解釋了為什麼我們很難確認狗是否理解人類語言、或他希望從瀕臨絕種的動物腦部學到什麼,以及為什麼海獅熱愛跳舞。

僅僅是十年前,「狗與其他動物有感情」這種想法一定會受到嘲笑。請為我們說明你使用核磁共振的研究,以及你在研究中對於人類最好的朋友--狗的感情生活有什麼發現。

大約五年前,我有個瘋狂的想法,我想知道我是否能訓練自己的狗進入核磁共振儀,讓我看看牠在想什麼,以及牠是否會回應我對牠的感情。

卡莉(Callie)是一隻黑色的混種㹴犬,我在當地一間收容所領養牠。牠跟許多㹴犬一樣,除了活力充沛且非常好奇之外,沒有特別顯著的特徵。

我與當地一位訓狗師合作,詳細討論如何訓練一隻狗進入核磁共振。我們首先在我家建了一台核磁共振儀模擬器,讓牠習慣機器發出的強烈噪音。我錄下核磁共振發出的聲音,然後在家裡播放。我跟牠玩遊戲時以低音量播放,接著逐漸提高至與實際情況相同的音量。這個過程花了大約二至三個月,主要在不斷嘗試與犯錯中摸索進行,但過程比我原本想像的更容易。

我們從簡單的部分開始,像是教牠手勢,有一個手勢代表牠會得到零食,另一個代表沒有零食。我們教會牠之後,就能觀察牠腦部的獎勵路徑活動,代表這個技巧是有效的。

我們成功訓練了卡莉,這激勵我們聯絡亞特蘭大當地的養狗群體,告訴他們我們正在尋找參加這項計畫的志願者。

我們開始在每週日教授核磁共振課程。人們會帶自己的狗來上課,我們則會讓他們把核磁共振儀實體模型帶回家練習。我們在一年內組成一個將近20隻狗的團隊。

因為有這麼多受試者,我們開始用核磁共振掃描儀進行更有趣、更複雜的事,例如探索牠們的嗅覺系統如何運作、牠們如何用嗅覺辨識他人與家人。

科學家很難接受「動物有感情」的想法,但大多數養狗的人都可以馬上理解。出現這種分歧是因為我們有語言,能用語言描述這些感情。我們有語言來描述愛情、恐懼、悲傷、罪惡感等感受。我們為了引出正向情緒而做的所有事情顯示,狗腦具有與人腦相對應的部位。

↑↑↑↑↑ 如何在自然災難中拯救你的寵物 灣岸獸醫診所(Gulf Coast Veterinary Specialists)獸醫布萊恩.比爾(Brian Beale)說明在自然災害中保護寵物安全的訣竅。颶風哈維重創休斯頓後,比爾醫師協助開設一間營救走失寵物的收容所。

你認為狗與人的重要腦部區域「尾狀核」具有非常相似的構造及功能。請說明你的想法。

尾狀核是所有腦部常見的構造,在哺乳類尤其如此,而我們知道哺乳類的多巴胺受器分布最密集。我們以前認為多巴胺是一種愉悅感的神經傳導物質,但它的功能其實更複雜。

當個體處於預期狀態--有事發生而個體必須決定如何處理這項資訊時--尾狀核會活化。資訊屬於正面範疇時,例如你看見某樣東西、你想要獲得那樣東西、可能是想吃掉它,尾狀核的活化程度就會特別強烈。

我們發現狗出現這種狀態時,可以解讀為牠們正經歷某種對於牠們很重要的事物,以及某種牠們喜歡的事物。這跟人腦在同樣情境下出現的狀態非常相似。

狗腦與人腦顯然是不同的,其中一個極大的差異是腦部尺寸。狗腦的尺寸不大,大型犬的腦部最多不超過檸檬大小。狗的腦內構造跟人不同,所以牠們無法做出某些我們能做的事。

或許兩者差異最大的區域是語言區。你不需要用核磁共振也能知道狗無法對我們說話,至少不是用語言來說。我們目前研究的問題很有意思,其中一項是努力研究牠們對人類語言的實際理解狀況。

我們能以口語指令來教牠們各種把戲與任務,但我們不清楚狗是否了解語言是象徵其他事物的替代字符,或者狗只是以更直接的方式處理人類語言,後者的可能性更大。牠們可能只是把聲音與特定動作連結起來,並不會深入了解抽象的語義。

其他研究曾記錄數隻狗能了解1,000個單字,但我們的計畫中沒有任何一隻狗能接近那種程度。我們在計畫中教了牠們兩種新玩具的名字--光是這件事就花好多時間了!〔大笑〕

我們這些寵物飼主感興趣的是:我們的動物對我們是別有企圖的愛還是真愛呢?請為我們說明迷宮實驗。

這跟取得食物亦或只給稱讚有關。我們思考促使人類喜歡他人的理由時,能夠想到的理由都很類似;但在思考狗喜歡人的理由時,我們總會問這個重要問題:牠們是不是在裝可愛,試著唬弄我們呢?

我們在實驗中給牠們看一個代表牠們會獲得食物的物體,再給牠們看另一個代表飼主會出來說:「乖女孩!」的物體。好幾隻狗都偏好稱讚而非食物;也有幾隻狗恰好相反,對於牠們而言,最重要的就是食物!〔大笑〕但大多數的狗對食物跟稱讚的反應次數是一樣多的。

你已經把研究延伸到其他動物,其中以海獅最為著名。請說明你對於節奏與切分音的實驗。

我們很快發現,如果狗可以做所有這些事,那其他許多動物也很有可能會做這些事,所以我們開始觀察海獅與海豚等其他動物的腦部。

這些實驗跟狗的實驗相當不同,因為我們無法訓練這些動物進入核磁共振儀。相反地,我們的實驗方法為取得死亡動物的腦部樣本,然後分析牠們腦部的路徑,與人腦、其他動物的腦部進行比較。

我們對海獅的一項特點很感興趣,就是牠們跟隨節奏模式的能力--更簡單地說,牠們「跳舞」的能力。目前有幾種理論解釋這項能力,其中一種理論是只有具備靈活發聲構造的動物才能跳舞,因為跳舞與節奏有關。

海獅的發聲構造並不是非常靈活。牠們可以吠叫,也可以做一些狗會做的事。但一頭在加州的海獅學會了跟隨節奏,並不只是像節拍器的節奏,而是真正的音樂節奏。

海獅的舞蹈類似踢踏舞,如同人類隨著音樂舞動時,我們聽到的聲音與我們的運動系統有非常直接的關聯,因為音樂帶著我們的手腳配合節奏舞動。

以前人們認為這種能力是經由語言學習的,因為語言本身就具有節奏感。但我們發現沒有語言的動物如海獅也有這種能力,顯示這是一種更基礎的動物特徵--動物可能在人類出現之前,就已經早早演化出這種能力了。

你也研究了一種稱為「袋狼」的絕種類犬有袋動物,袋狼在1930年於塔斯馬尼亞最後一次出現。袋狼只能說是現代狗的遠房親戚,你對牠們腦部進行掃描後有什麼關於袋狼行為的發現嗎?

袋狼又稱為塔斯馬尼亞虎,目前普遍相信已於1936年滅絕。牠長得很像狗或狼,但其實是一種與犬科無關的肉食性有袋類動物,因為有袋類動物在超過1億年前就與其他哺乳類分家了。

袋狼長得像狗是因為我們所謂的「趨同演化」,意思是因為這種來自不同譜系的動物擁有與野生犬類科相同的生態棲位,所以演化成類似狗的外觀。

我想知道牠的腦部是否也跟狗類似。因為沒有很多可用的樣本,所以這個實驗很具挑戰性,我必須在全世界尋找任何完好的袋狼腦部。最後,我可以掃描其中兩個袋狼腦部:一個在美國這裡,另一個在澳洲。我們發現袋狼腦部與狗腦部非常不一樣。袋狼腦部跟其牠有袋類如袋獾、袋鼠的腦部比較相近。

我們藉由分析這些樣本,能夠重建額葉的相對大小,稍微了解這些動物擁有何種解決問題的能力,以及牠們是否為社交型動物。分析結果顯示,袋狼可能不像狗那麼愛社交。事實上,袋狼可能相當沒有社交性,但依據額葉裡的連結來推論,袋狼可能仍然具有成熟的解決問題能力。牠們絕對不是好寵物!〔大笑〕

你正在建立一個稱為「大腦方舟」(Brain Ark)的組織,這個組織會擁有巨型動物群物種的腦部3D重建影像。為什麼想建立這個組織呢?

我想要在這些動物消失前創造一個動物腦部的數位資料庫。藉由重建牠們的腦部,我們希望能更了解老虎之所以為老虎、熊之所以為熊的原因,以及為什麼某些動物可能更容易因棲地改變而滅絕。這會讓我們專注在我們必須協助保留的動物,避免牠們絕種--假設人們會在乎這件事的話。

現在多數科學家同意,我們很有可能正在進入下一個大滅絕時代。氣候變遷是部分原因,但人類分割動物生活的棲地也是原因之一。人類已經逐步侵犯地球上將近所有的陸地,尤其是體型很大的巨型動物群(鯨魚、大象、獅子或熊)需要廣大棲地才能移動而存活下來,但隨著牠們的棲地因道路、電力線路或其他人造障礙而出現改變,牠們無法遷徙而逐漸走向滅絕。

藉由研究牠們的腦部,我們希望能了解某些物種為什麼比其他物種更容易滅絕--以及其他物種為什麼更容易倖存。

你下一階段的狗腦研究是什麼?還有你的研究工作如何改變你的生活及你對動物的態度?

問得很好!在這項狗的計畫裡,我們研究牠們真正在學習時,掃描儀中出現的神經路徑變化,進而深入探討牠們的學習方式。對於與狗同住、訓練狗、研究如何幫助有行為問題的狗而言,這項計畫有非常大的好處。

這項計畫怎麼改變我的生活?首先,我現在養更多狗了!〔大笑〕而且我能在大部分的工作時間裡與狗相處。

整體而言,這項計畫讓我更欣賞動物豐富的內在生活,並了解即使動物沒有語言來形容自己的感受,牠們仍然擁有跟我們非常相似的感受。我稱牠們為「非人之人」。

本採訪稿因長度與清晰度考量而經過編輯。

Simon Worrall策劃了 Book Talk。在推特 simonworrallauthor.com上關注他。

 

撰文:Simon Worrall

編譯:涂瑋瑛

延伸閱讀>>狗狗會看你的臉色 / 狗為什麼這麼友善?科學家終於有了答案!

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