A kutya- és az emberi agy másképp dolgozza fel az arcokat

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem Etológia Tanszékének kutatói feltűnő hasonlóságokat és különbségeket fedeztek fel abban, ahogy a kutya és az ember agya feldolgozza a másokról szóló vizuális információkat. A tanulmány a The Journal of Neuroscience című folyóiratban jelent meg 2020. október 5-én.

Az arcok központi szerepet játszanak a vizuális kommunikációban az embereknél, akik az arcok feldolgozására külön neurális hálózattal rendelkeznek. Bár a kutyák is figyelnek az arcokra, kiválóak a szemkontaktusban és az arc érzelmek leolvasásában, a kommunikációhoz további testi jelekre is támaszkodnak. A kutyák agya az emberi agyhoz hasonlóan az arcfeldolgozásra specializálódott?

A másokról szóló vizuális információkra adott kutya- és emberi agyi reakciók hasonlóságainak és különbségeinek feltárására a kutatók húsz kutyát és harminc embert vizsgáltak ugyanabban a funkcionális mágneses rezonancia képalkotó (fMRI) kísérletben. A kutyák és az emberek rövid filmeket néztek kutya- és emberarcokról, valamint – összehasonlításképpen – kutya- és emberhátterekről. Figyelemre méltó, hogy ez a kutatás az első közvetlenül összehasonlító, nem invazív vizuális idegrendszeri képalkotó vizsgálat egy nem főemlős és egy főemlős faj esetében.

A vizsgálat több helyszínen valósult meg: a kutatók a világ azon kevés laboratóriumai közül kettőből álltak össze, amelyek képesek éber, fékezetlen kutyák agyának szkennelésére (Eötvös Loránd Tudományegyetem, Etológiai Tanszék, Természettudományi Kar, Budapest, Magyarország és México Nemzeti Autonóm Egyetem, Neurobiológiai Intézet, Querétaro, Mexikó), hogy több kutyától gyűjtsenek agyválasz adatokat, mint az eddigi legtöbb kutyás fMRI vizsgálat során.

A hasonlóságokat tekintve a vizsgálat mind a kutyák, mind az emberek esetében azonosított olyan agyterületeket, amelyek eltérően reagáltak a videókra attól függően, hogy az a saját fajukhoz tartozó egyedet mutatott-e be. “Korábban kutatócsoportunk már mutatott hasonló megfelelést a kutya- és az emberi agy között a hangfeldolgozás tekintetében. Most azt látjuk, hogy a fajérzékenység fontos szervezőelv az emlősök agyában a szociális ingerek feldolgozásában, mind a hallási, mind a vizuális modalitásban” – magyarázza Andics Attila, a tanulmány vezető szerzője.

A különbségeket illetően a tanulmány nem talált olyan agyterületeket a kutyáknál, amelyek kódolják, hogy a nézett kép egy arcot vagy egy tarkót ábrázol-e – míg az embereknél ez döntő fontosságú megkülönböztetés. “Az agyi válaszminták preferenciaelemzése megerősítette, hogy a kutyáknál a konzpecifikus preferencia elsődleges az arc-preferenciával szemben, az embereknél pedig az arc-preferencia elsődleges a konzpecifikus preferenciával szemben. Ez lényeges különbség. Ez azt mutatja, hogy az emlősök között jelentős eltérések lehetnek az arc észlelésére irányuló agykérgi specializációban. Tulajdonképpen ezek az eredmények új megvilágításba helyezik a korábbi kutyás fMRI-vizsgálatokat is, amelyek azt állították, hogy “arcterületeket” találtak: most már úgy gondoljuk, hogy az ezekben a vizsgálatokban a kutyaarcok iránti erősebb aktivitás inkább kutya-preferáló, mint arc-preferáló agyterületekre utal – jegyzi meg Bunford Nóra, a tanulmány társ-első szerzője és a magyarországi adatgyűjtés koordinátora.

A kutatók olyan kutya- és emberi agyterületeket is azonosítottak, amelyek hasonló aktivitási mintázatot mutattak a videókra reagálva. “Ez az úgynevezett reprezentációs hasonlóságelemzés lehetővé teszi az agyi aktivitási minták közvetlen összehasonlítását a fajok között. Érdekes módon a kutya és az ember aktivitási mintázatai közötti hasonlóságok erősebbek voltak az általunk funkcionális megfeleltetésnek nevezett esetben (a kutyák agyában a kutyaarcra vonatkozó aktivitás összehasonlítása az emberi arcra vonatkozó aktivitással az emberi agyban), mint a fizikai megfeleltetés esetén (a kutyák agyában a kutyaarcra vonatkozó aktivitás összehasonlítása az emberi agyban a kutyaarcra vonatkozó aktivitással). Ez azt mutatja, hogy itt talán a szociális információk magas szintű kategorikus feldolgozását csapoltuk meg, nem pedig az alacsony szintű vizuális feldolgozást, mind a kutyák, mind az emberek esetében” – magyarázza Raúl Hernández-Pérez, a tanulmány másik első szerzője és a mexikói adatgyűjtés koordinátora.

“A faji érzékenység hasonlóságai és az arc-érzékenység különbözőségei együttesen mind funkcionális analógiákra, mind a vizuális-szociális feldolgozás szervező elveinek különbségeire utalnak a kutyák és az emberek esetében. Ez egy újabb bizonyíték arra, hogy a filogenetikailag távoli emlősfajokkal végzett összehasonlító neuroimaging elősegítheti a szociális agyi funkciók szerveződésének és fejlődésének megértését” – foglalja össze Andics.

gondozásában.