Magyar kutatók bizonyították, hogy a kutyák az embercsecsemőkhöz hasonlóan különítik el a szavakat

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

A kutyák agya az emberéhez hasonlóan különíti el a szavakat a folyamatos beszédfolyamban – derül ki az ELTE Etológia Tanszék munkatársainak a Current Biology című folyóiratban pénteken megjelent tanulmányából

Éber állapotban végzett  elektroenkefalográfia (EEG) és funkcionális mágneses rezonanciavizsgálat (fMRI) segítségével most először sikerült kimutatni, hogy egy embertől különböző emlős faj is képes bonyolult statisztikai számításokat végezni a szóhatárok felismeréséhez.

A kutatók abból indultak ki, hogy az embercsecsemők már azelőtt megtanulják felismerni a szavakat a folyamatos beszédben, mielőtt jelentést társítanának hozzájuk. Egy-egy szó határainak beazonosításához a csecsemők bonyolult számításokat végeznek a szótagok előfordulási mintázatain: azokat a szótagokat, amik rendszeresen együtt szerepelnek, szavaknak tekintik, más szótagkapcsolatokat pedig nem. Az ELTE kutatóinak legújabb felfedezése valószínűsíti, hogy a kutyák is képesek felismerni ezeket az összetett mintázatokat a beszédben. 

Kutya az fMRI-benFotó: Grzegorz Eliasiewicz/ ELTE Etológia Tanszék

Szó- és szótaghatárok

Ahhoz, hogy egy beszédfolyamból szavakat lehessen elkülöníteni, nem elég azt észlelni, hogy milyen gyakran fordulnak elő egyes szótagok együtt, hanem azt is fel kell ismerni, hogy mi a valószínűsége annak, hogy két szótag együtt jelenik meg. Boros Marianna, a tanulmány egyik első szerzője szerint a nyelvet tanuló gyerekek agya ezeket a valószínűségeket veszi figyelembe, amikor szavakra bontja a folyamatos beszédet. 

Eddig nem lehetett pontosan tudni, hogy más emlősfajok képesek-e hasonlóan összetett számításokat végezni. A kutatók ezért döntöttek úgy, hogy a legrégebben háziasított kutyákon (Canis familiaris) vizsgálják meg a problémát, mert valószínűleg ők azok, akik az állatok közül a legtöbb emberi beszédet hallják.  

Magyari Lilla, a cikk másik első szerzője és a non-invazív, éber kutyákon végzett EEG-vizsgálatok módszertani alapjainak úttörője szerint a kutyák agyhullámai meglepően különböztek a gyakori szavak (azaz gyakori szótagkapcsolatok) és a ritka szavak hallatán. Az agyhullámok akkor is különböztek, amikor olyan szótagokat hasonlítottak össze, amelyek mindig együtt fordultak elő azokkal, amelyek csak esetenként, de mégis nagy gyakorisággal jelentek meg együtt. Úgy tűnik tehát, hogy a kutyák nemcsak azt veszik figyelembe, hogy milyen gyakran jelenik meg egy-egy szótagkapcsolat, hanem azt is, hogy a benne lévő szótagok milyen valószínűséggel követik egymást. Ezt az utóbbi, bonyolultabb számítást használják a csecsemők is a folyamatos szöveg szavakra bontására, és most először sikerült bizonyítani, hogy más emlősfaj is képes erre.

Éber EEG-vizsgálat az ELTE Etológia TanszékénFotó: Solti Ábel

A kutatók ezek után arra voltak kíváncsiak, hogy vajon a kutyák ezeket az összetett számításokat hasonló agyterületek bevonásával végzik-e, mint az emberek. Ehhez olyan, MRI-kísérletekre tréningezett családi kutyákat vizsgáltak, akik korábban megtanultak mozdulatlanul feküdni a szkennerben.

Agyterületi azonosságok

„Tudjuk, hogy az emberek esetében az általános szekvenciatanulást, valamint kifejezetten a nyelvfeldolgozást támogató specifikus agyterületek is részt vesznek a nyelvhez kapcsolódó statisztikai tanulásban. Kísérletünkben a kutyák esetében ugyancsak ezt a kettősséget mutattuk ki – magyarázza Boros. – Az általános és specifikus területek különböző agyi aktivitási mintázatot mutattak. Az általános szekvenciatanulásért felelős agyterületek, az ún. bazális ganglionok erősebben aktiválódtak az olyan beszédfolyamokra, amelyekben a szótagok sorrendje véletlenszerű volt – tehát a szótagok nem alkottak szavakat –, mint az olyan beszédfolyamokra amelyekben a szótagok szavakká álltak össze. A specifikusan hangfeldolgozásért felelős hallókérget viszont fordított mintázat jellemezte: itt azt láttuk, hogy az agyi aktivitás éppen hogy a strukturált beszédfolyam esetén növekedett a mérés során, a mindenféle sorrendiség nélküli beszédfolyam esetén nem. Azt gondoljuk, hogy ez az utóbbi aktivitásnövekedés tükrözi a szótanulás folyamatát a hallókéregben.”

Andics Attila, a kutatócsoport vezetője szerint most kezdik megérteni, hogy a nyelv elsajátításához szükséges bizonyos számítási és idegi folyamatok nem kizárólag az emberre jellemzők. Az azonban továbbra sem tudható, hogy minek a következtében alakultak ki a kutyáknál ezek az emberi szótanuláshoz hasonló agyi mechanizmusok, és hogy vajon az egyedfejlődés során jönnek létre a nyelvi ingerekben gazdag környezetnek köszönhetően, vagy egy velük született képességről van szó. Ha az utóbbi a helyzet, akkor is felmerül a kérdés, hogy a húszezer éve tartó háziasítás során alakult-e ki ez a képesség, vagy a kutyák és az emberek közös ősében is megvolt már. Az viszont már látható, hogy a kutyák, sőt a különböző kommunikációs készségekkel bíró kutyafajták vagy akár az emberekkel együtt élő más társállatok beszédfeldolgozásának vizsgálata által feltárhatók azok a folyamatok, amelyek az ember beszédészlelési képességének kialakulásához vezettek.

A kutatás videós összefoglalója:

Korábbi kapcsolódó cikkeink: