Creierul câinilor și al oamenilor procesează diferit fețele

Cercetătorii de la departamentul de Etologie al Universității Eötvös Loránd, Ungaria, au descoperit asemănări și diferențe izbitoare în modul în care creierul câinilor și cel al oamenilor procesează informațiile vizuale despre ceilalți. Studiul a fost publicat în The Journal of Neuroscience pe 5 octombrie 2020.

Fațele sunt esențiale pentru comunicarea vizuală la oameni, care posedă o rețea neuronală dedicată pentru procesarea fețelor. Deși și câinii sunt atenți la fețe, excelează la contactul vizual și la citirea emoțiilor faciale, ei se bazează și pe semnale corporale suplimentare pentru a comunica. Creierul câinilor este specializat pentru procesarea fețelor la fel ca și creierul uman?

Pentru a explora asemănările și diferențele în răspunsul creierului câinilor și al oamenilor la informațiile vizuale despre ceilalți, cercetătorii au testat douăzeci de câini și treizeci de oameni în cadrul aceluiași experiment de imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI). Câinii și oamenii au vizionat filme scurte cu fețe de câine și de om și, pentru comparație, cu ceafă de câine și de om. În mod remarcabil, această cercetare este primul studiu de neuroimagistică vizuală neinvazivă, direct comparativă, între o specie non-primată și o specie de primate.

Studiul a fost implementat ca un efort multisite: cercetătorii au făcut echipă de la două dintre foarte puținele laboratoare din lume capabile să scaneze creierul câinilor treji, fără a fi ținuți în frâu (Departamentul de Etologie, Facultatea de Științe, Universitatea Eötvös Loránd, Budapesta, Ungaria și Institutul de Neurobiologie, Universitatea Națională Autonomă din Mexic, Querétaro, Mexic), pentru a colecta date de răspuns cerebral de la mai mulți câini decât s-a făcut în majoritatea studiilor fMRI pentru câini de până acum.

În ceea ce privește asemănările, studiul a identificat zone ale creierului atât la câini, cât și la oameni, care au răspuns în mod diferențiat la videoclipuri în funcție de faptul dacă acesta prezenta un individ din propria lor specie. „Anterior, grupul nostru de cercetare a arătat deja o corespondență similară între creierul câinilor și cel al oamenilor pentru procesarea vocii. Acum vedem că sensibilitatea față de specie este un principiu organizatoric important în creierul mamiferelor pentru procesarea stimulilor sociali, atât în modalitatea auditivă, cât și în cea vizuală”, explică Attila Andics, autorul principal al studiului.

În ceea ce privește diferențele, studiul nu a găsit la câini zone cerebrale care să codifice dacă imaginea vizionată este o față sau o ceafă – în timp ce la oameni aceasta este o distincție crucială. „O analiză de preferință a modelelor de răspuns cerebral a confirmat faptul că la câini, preferința conspecifică este primară față de cea a feței, iar la oameni, preferința feței este primară față de cea a conspecificului. Aceasta este o diferență esențială. Aceasta demonstrează că pot exista disimilitudini substanțiale în specializarea corticală pentru percepția fețelor între mamifere. De fapt, aceste descoperiri aruncă, de asemenea, o nouă lumină asupra studiilor anterioare fMRI pentru câini care pretindeau că au găsit „zone ale fețelor”: acum credem că activitatea mai puternică la fețele de câine în acele studii a indicat zone cerebrale care preferă câinii, mai degrabă decât cele care preferă fețele, notează Nóra Bunford, co-autorul primului autor al studiului și coordonator al colectării datelor în Ungaria.

Cercetătorii au identificat, de asemenea, regiuni ale creierului canin și uman care au prezentat un model similar de activitate ca răspuns la videoclipuri. „Această așa-numită analiză de similaritate reprezentațională poate compara direct modelele de activitate cerebrală între specii. În mod interesant, asemănările dintre modelele de activitate ale câinilor și ale oamenilor au fost mai puternice pentru ceea ce am numit potrivire funcțională (comparând activitatea pentru fața câinelui în creierul câinelui cu activitatea pentru fața omului în creierul uman), decât pentru potrivirea fizică (comparând activitatea pentru fața câinelui în creierul câinelui cu activitatea pentru fața câinelui în creierul uman). Acest lucru arată că aici este posibil să fi exploatat procesarea categorială de nivel înalt a informațiilor sociale, mai degrabă decât procesarea vizuală de nivel scăzut, atât la câini, cât și la oameni”, explică Raúl Hernández-Pérez, celălalt prim autor al studiului și coordonator al colectării datelor în Mexic.

„Împreună, asemănările în ceea ce privește sensibilitatea speciilor și disimilitudinile în ceea ce privește sensibilitatea fețelor sugerează atât analogii funcționale, cât și diferențe în principiile de organizare a procesării visuo-sociale la câini și oameni. Aceasta este o altă demonstrație că neuroimagistica comparativă cu specii de mamifere îndepărtate din punct de vedere filogenetic poate avansa înțelegerea noastră cu privire la modul în care sunt organizate funcțiile sociale ale creierului și la modul în care acestea au evoluat”, rezumă Andics.

.