https://frosthead.com

Hvad fMRI kan fortælle os om tankerne og tankerne om hunde

I de første par årtier af sin karriere studerede Emory neurovidenskabsmand Gregory Berns det menneskelige sind. Ved hjælp af fMRI-teknologi, der sporer blodstrømmen til forskellige områder af hjernen, søgte han at finde sammenhænge mellem folks indre mentale mønstre og deres virkelighedens adfærd, beslutninger og præferencer.

Relateret indhold

  • Din hund kan fortælle fra din stemme, hvis du er glad eller trist
  • Et nyt paradigme til dyreforskning: Lad dem deltage

Derefter, i 2011, påtog han sig et nyt objekt i neurovidenskabelig undersøgelse: Canis lupus familiaris, ellers kendt som den dominerede hund. I stedet for blot at studere hundeopførsel, som det er blevet gjort i årevis, begyndte han og hans kolleger at undersøge den indre arkitektur og mønstre for hundehjerner ved hjælp af de samme værktøjer, de er afhængige af for bedre at forstå menneskers hjerner.

”Jeg har altid været en hundeperson, og da min hund døde, en mops ved navn Newton, plantede den et frø i mit sind, ” siger Berns, der udgav en ny bog om sit nylige arbejde, How Dogs Love Us, i sidste uge . ”Det fik mig til at undre mig over, hvordan hunde ser deres forhold til os - hvis han havde elsket mig på samme måde, som jeg havde elsket ham.”

Bare at kigge inde i hjørnetænden udgør imidlertid en formidabel udfordring: At få en nøjagtig fMRI-læsning betyder, at emnet skal forblive næsten perfekt stille og bevæge sig mindre end en millimeter fra det ene øjeblik til det næste. Brug af anæstesi eller tilbageholdelse af hundene ville ødelægge eksperimenterne og frembringe et billede af en bevidstløs eller ængstelig hund i stedet for en behagelig, vågen.

For at løse problemet, rekrutterede Berns hunde fra lokalsamfundet - begyndende med en hund, han adopterede efter Newtown døde - og gradvist trænede dem til at klatre op en række trin ind i et bord, hvile hovedet på en pude inde i fMRI's indre tunnel sidder stille i 30 sekunder ad gangen, da maskinen udfører sit arbejde. For at håndtere enhedens støj (som kan overgå 95 decibel, svarende til lyden af ​​en jackhammer 50 meter væk), tapede de ørepropper til hundehovederne og pipetterede i omgivelsesstøj over højttalere, så i stedet for at maskinens lyd begynder pludseligt, det ankom gradvist over baggrundslyde.

En hund gennemgår træning og lærer at hvile sit hoved på en pude uden at bevæge sig, så forskere kan scanne hans hjerne. Foto af Helen Berns

I alt har de med succes trænet omkring et dusin hunde til frivilligt at deltage i deres studier. Forskningen er stadig i de indledende faser, men da Berns team begynder at ridse overfladen af ​​hjernehjernen, finder de noget overraskende - på flere måder spejler dens aktivitet den menneskelige hjerne i langt større grad end forventet .

Som en del af deres første artikel, der blev offentliggjort om arbejdet i 2012, uddannede de hunde til at genkende to forskellige håndsignaler: en, der betød, at dyret straks ville få et stykke hotdog, og et, der betød ingen hotdog. Da de antog, udløste det første signal forhøjet aktivitet i et område kaldet caudatkernen, som er rig på receptorer for dopamin (en neurotransmitter involveret i fornemmelsen). Hos mennesker - og hos hunde, antydede forskningen - er kaudataktivitet relateret til ønsket om at have noget, der forårsager glæde, og den tilfredshed, der er forbundet med at opnå det.

Efterfølgende arbejde afslørede mere uventede fund. Som en del af et andet eksperiment lod de hunde sidde i scanneren og udsatte dem for lugt af mennesker (fra enten deres ejere eller fremmede) og andre hunde (fra enten hunde, de boede med eller ukendte hunde). ”Vi ville forstå, hvordan hunde genkender andre mennesker og hunde i deres husholdninger, ” siger Berns. Igen så de øget aktivitet i caudatet, men kun som et resultat af en af ​​duftene. "I dette tilfælde ser belønningssystemet kun ud til at aktiveres som reaktion på duften af ​​et velkendt menneske, hvilket er ret forbløffende, " siger han.

For yderligere at undersøge, hvordan hundenes hjerneaktivitet korrelerer med handlingerne fra mennesker, de kender godt, satte de hundene i fMRI og fik deres ejere forlade rummet og gik derefter tilbage i. Dette udløste også aktivering i kaudatet.

Berns 'hund Callie i fMRI, der vises et af håndsignalerne. Billede via PLOS ONE

Berns fortolker disse resultater som indikationer på, at de mentale processer hos hunde på nogle måder måske ikke er så forskellige fra mennesker. De antyder, at han er tæt nok på, at vi med sikkerhed kan beskrive dem med ord, vi ikke ofte anvender til dyr: den mentale aktivitet repræsenterer følelser og måske endda udgør kærlighed. ”På et eller andet grundlæggende niveau tror vi, at hundene oplever følelser, som vi gør, ” siger Berns.

Han indrømmer, at ideen er kontroversiel. Men han påpeger, at forskningen antyder, at den menneskelige hjerne og hjernehjernen ikke er så radikalt forskellige, som vi måske havde forestillet os.

”Naturligvis er hundehjerner meget mindre, og de har ikke så meget cortex som vi gør, men nogle af kerneområderne omkring hjernestammen - de basale ganglier, som caudatkernen er en del af - ligner meget dem i mennesker, ”siger han. Hunde har muligvis ikke den hardware, der er nødvendig til komplekse tanker og ræsonnement på højere niveau, tankerne går, men de har de relevante strukturer for basale følelser.

Dette giver også mening fra et evolutionært perspektiv: Vi udviklede den stærkt foldede cortex, der er nødvendig til tænkning på højt niveau, efter at vi divergerede fra alle andre dyrearter, men områder som basalganglierne udviklede sig på forhånd, så det følger efter, at vores evne til at føle følelser produceret af disse områder eksisterede langt tilbage i vores evolutionære historie, i forfædre, som vi deler med mange andre pattedyr, inklusive hunde.

Hundelskere synes, at disse ideer er indlysende, men Berns 'arbejde har tiltrukket sig en hel del kritik. En af de største klager er imod hans brug af ord som følelser og kærlighed til hunde - deres tilknytning til os er simpelthen et resultat af konditionering, nogle siger, helt baseret på ønsket om mad snarere end de dybere følelsesmæssige forbindelser, vi føler for andre mennesker.

Men Berns håber at reagere med fremtidig fMRI-arbejde, som vil sammenligne hjerneaktivitet hos hunde, der fodres af automatiserede mekanismer, med dem fra hunde, der bliver fodret af mennesker. Han håber at vise, at hunde udvikler kvalitativt forskellige forhold til mennesker, hvilket understreger styrken af ​​disse tilknytninger.

Han tog sine ideer til, hvad nogle måske kalder som en ret ekstrem konklusion tidligere denne måned i New York Time, i en op-ed, som han har skrevet med en provokerende overskrift: Dogs Are People, Too. Hvis dyr virkelig er i stand til følelser, vi normalt betragter som karakteristiske som mennesker, hævdede han, skulle de ikke længere behandles som blotte genstande eller ejendom, men i stedet gives nogle af de rettigheder, vi forbinder med personlighed - nemlig en respekt for deres præferencer og trivsel, der ville føre til afskaffelse af ting som hvalpemøller og hundevæddeløb.

Der er åbenlyst en lang vej at gå - både hvad angår videnskabelig bevis og politisk ændring - inden hunde behandles som mennesker. Men Berns citerer en nylig afgørelse fra Højesteret, der påkaldte neurovidenskabelige beviser (specifikt konstateringen af, at den unge hjerne er mindre udviklet end en voksen voksent, og derfor ikke bør underkastes de samme straffe) som en indikation af, at vores love uundgåeligt vil følge videnskab. Det næste skridt er derfor, at han og hans kolleger fortsætter med at kigge ind i hundernes sind og finde ud af, hvor dybt de mentale ligheder virkelig går.

Hvad fMRI kan fortælle os om tankerne og tankerne om hunde