Hunde- und Menschengehirne verarbeiten Gesichter unterschiedlich

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Hunde- und Menschengehirne verarbeiten Gesichter unterschiedlich

Forscher der Abteilung für Ethologie an der Eötvös Loránd University, Ungarn, entdeckten verblüffende Ähnlichkeiten und Unterschiede in der Art und Weise, wie Hunde- und Menschengehirne visuelle Informationen über andere verarbeiten. Die Studie wurde am 5. Oktober 2020 in der Fachzeitschrift The Journal of Neuroscience veröffentlicht.

Gesichter sind für die visuelle Kommunikation beim Menschen von zentraler Bedeutung, da er über ein spezielles neuronales Netzwerk für die Verarbeitung von Gesichtern verfügt. Obwohl Hunde ebenfalls auf Gesichter achten, sich durch Blickkontakt und das Erkennen von Emotionen im Gesicht auszeichnen, sind sie auch auf zusätzliche Körpersignale angewiesen, um zu kommunizieren. Sind die Gehirne von Hunden auf die Verarbeitung von Gesichtern spezialisiert wie die Gehirne von Menschen?

Um Ähnlichkeiten und Unterschiede in der Reaktion von Hunde- und Menschengehirnen auf visuelle Informationen über andere Menschen zu erforschen, untersuchten Forscher zwanzig Hunde und dreißig Menschen in demselben funktionellen Magnetresonanztomographie-Experiment (fMRI). Hunde und Menschen sahen kurze Filme von Hunde- und Menschengesichtern und zum Vergleich von Hunde- und Menschenhinterköpfen. Bei dieser Studie handelt es sich um die erste direkt vergleichende, nicht-invasive visuelle Neuroimaging-Studie zwischen einer Nicht-Primaten- und einer Primatenart.

Die Studie wurde an mehreren Standorten durchgeführt: Forscher aus zwei der wenigen Labors weltweit, die in der Lage sind, die Gehirne von wachen, nicht angeleinten Hunden zu scannen (Abteilung für Ethologie, Fakultät für Naturwissenschaften, Eötvös Loránd Universität, Budapest, Ungarn und Institut für Neurobiologie, Nationale Autonome Universität von Mexiko, Querétaro, Mexiko), sammelten Hirnreaktionsdaten von mehr Hunden als in den meisten bisherigen fMRI-Studien an Hunden.

Im Hinblick auf Ähnlichkeiten wurden in der Studie sowohl bei Hunden als auch bei Menschen Hirnareale identifiziert, die unterschiedlich auf Videos reagierten, je nachdem, ob darin ein Individuum der eigenen Spezies gezeigt wurde. „Unsere Forschungsgruppe hat bereits früher eine ähnliche Übereinstimmung zwischen Hunde- und Menschengehirnen bei der Verarbeitung von Stimmen gezeigt. Wir sehen nun, dass die Spezies-Sensitivität ein wichtiges Organisationsprinzip im Säugetiergehirn für die Verarbeitung sozialer Reize ist, sowohl in der auditiven als auch in der visuellen Modalität“, erklärt Attila Andics, Hauptautor der Studie.

Bezüglich der Unterschiede fand die Studie bei Hunden keine Hirnareale, die kodieren, ob es sich bei dem betrachteten Bild um ein Gesicht oder einen Hinterkopf handelt – während dies beim Menschen ein entscheidender Unterschied ist. „Eine Präferenzanalyse der Hirnreaktionsmuster bestätigte, dass bei Hunden die Artgenossenpräferenz vor der Gesichtspräferenz und bei Menschen die Gesichtspräferenz vor der Artgenossenpräferenz steht. Dies ist ein wesentlicher Unterschied. Er zeigt, dass es bei Säugetieren erhebliche Unterschiede in der kortikalen Spezialisierung auf die Wahrnehmung von Gesichtern geben kann. Tatsächlich werfen diese Ergebnisse auch ein neues Licht auf frühere fMRT-Studien mit Hunden, die behaupteten, „Gesichtsareale“ gefunden zu haben: Wir glauben jetzt, dass die stärkere Aktivität bei Hundegesichtern in diesen Studien eher auf hundepräferierende als auf gesichtspräferierende Hirnareale hinweist, bemerkt Nóra Bunford, Mit-Erstautorin der Studie und Koordinatorin der Datenerhebung in Ungarn.

Die Forscher identifizierten auch Hirnregionen bei Hunden und Menschen, die als Reaktion auf die Videos ein ähnliches Aktivitätsmuster zeigten. „Diese so genannte repräsentative Ähnlichkeitsanalyse kann Gehirnaktivitätsmuster zwischen verschiedenen Spezies direkt vergleichen. Interessanterweise waren die Ähnlichkeiten zwischen den Aktivitätsmustern von Hund und Mensch bei der so genannten funktionellen Übereinstimmung (Vergleich der Aktivität für das Hundegesicht im Hundegehirn mit der Aktivität für das menschliche Gesicht im menschlichen Gehirn) stärker als bei der physischen Übereinstimmung (Vergleich der Aktivität für das Hundegesicht im Hundegehirn mit der Aktivität für das Hundegesicht im menschlichen Gehirn). Dies zeigt, dass wir hier eher die kategoriale Verarbeitung sozialer Informationen auf hoher Ebene als die visuelle Verarbeitung auf niedriger Ebene angezapft haben, und zwar sowohl bei Hunden als auch bei Menschen“, erklärt Raúl Hernández-Pérez, der andere Erstautor der Studie und Koordinator der Datenerhebung in Mexiko.

„Die Ähnlichkeiten in der Spezies-Empfindlichkeit und die Unterschiede in der Gesichts-Empfindlichkeit deuten sowohl auf funktionelle Analogien als auch auf Unterschiede in den Organisationsprinzipien der visuell-sozialen Verarbeitung bei Hunden und Menschen hin. Dies ist ein weiterer Beweis dafür, dass vergleichende Neuroimaging-Untersuchungen mit phylogenetisch weit entfernten Säugetierarten unser Verständnis darüber verbessern können, wie soziale Gehirnfunktionen organisiert sind und wie sie sich entwickelt haben“, fasst Andics zusammen.