Wanneer een hond een commando opvolgt of een bal haalt, is het moeilijk om te weten wat er werkelijk in de schedel van zijn hond gebeurt. Begrijpen en reageren honden op de toon van de stem, lettergrepen van woorden, begeleidende handbewegingen en lichaamstaal, of alleen op de context van de situatie? Gedragsstudies hebben enkele aanwijzingen opgeleverd, maar nieuw onderzoek levert verder bewijs dat onze favoriete harige vrienden dat ook echt doen Doen de betekenis van het woord begrijpen.
Honden vertonen een patroon van neurale activiteit dat erop lijkt te wijzen dat ze onderscheid kunnen maken tussen woorden voor verschillende objecten, en zijn zelfs verrast wanneer ze woorden en objecten zien die niet bij elkaar passen, volgens een onderzoek dat op 22 maart in het tijdschrift is gepubliceerd. Huidige biologie. Een team van neurowetenschappers en onderzoekers op het gebied van diergedrag gebruikte niet-invasieve elektro-encefalogram (EEG)-testen om elektrische impulsen in de hersenen van 27 honden te meten tijdens een experiment waarbij de eigenaren van de honden en een aantal favoriete speeltjes betrokken waren. Ze vonden een elektrisch impulspatroon vergelijkbaar met het bekende signaal bij mensen. De bevindingen werpen licht op hondenpoten en dragen ook bij aan onze kennis over de oorsprong van complexe taal.
“We waren geïnteresseerd in de vraag of honden woorden begrijpen zoals mensen dat doen.”
“Het is geweldig om dit soort onderzoeken te hebben”, zegt Ellen Lau, een neurowetenschapper die taalkunde studeert aan de Universiteit van Maryland en niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. Het toepassen van EEG op honden, in plaats van de meer invasieve technieken die vaak worden gebruikt om de hersenen van dieren te bestuderen, maakt directere vergelijkingen tussen mensen en niet-mensen mogelijk, legt ze uit. “Als we willen begrijpen wat mensen en dieren gemeen hebben, hebben we meer van dit soort gegevens nodig.”
Woordenschattest voor baby’s, aangepast voor honden
Onder de dieren zijn gezinspuppies uniek in de mate waarin ze worden blootgesteld aan menselijke taal. “Je kunt veel interessante vragen over taalervaring met honden onderzoeken, omdat ze enkele van de weinige dieren zijn die bij ons thuis leven en aandacht aan ons schenken”, zegt Amritha Mallikarjun, een neurowetenschapper die onderzoek doet naar de cognitie van honden aan de Universiteit van Pennsylvania. niet betrokken bij het nieuwe onderzoek.
In het onderzoek probeerden wetenschappers te testen of honden de relatie tussen woorden en de bijbehorende objecten begrijpen. “We waren geïnteresseerd in de vraag of honden woorden begrijpen zoals mensen dat doen”, zegt Lilla Magyari, hoofdauteur en cognitief neurowetenschapper en psycholoog aan de Universiteit van Stavanger in Noorwegen. Sommige uitmuntende honden kunnen hun woordenschat demonstreren door middel van gedragstesten, maar niet alle honden zijn even volhardend, capabel of braaf. De wetenschappers wilden weten of zelfs honden die geen buitengewone capaciteiten vertonen, nog steeds taalgevoel hebben.
Hoe groter de verrassing, hoe groter het signaal.
Mensen hebben interne referenties voor wat woorden betekenen, of het vermogen om vanuit hun geheugen een object in hun geestesoog te ‘voorbeelden’. Het is echter onduidelijk of andere dieren dit vermogen delen om zich iets voor te stellen dat er niet is door het bijbehorende geluid. Om deze vraag te onderzoeken, hebben Magyari en haar collega’s een cognitieve test aangepast die eerder werd gebruikt in onderzoeken bij zuigelingen. De beoordeling vergelijkt EEG-metingen van een proefpersoon die een woord of zin zei en vervolgens een passend object te zien kreeg of een object dat niet overeenkwam met de beschrijving.
Bij mensen, zelfs degenen die te jong zijn om te spreken, verschijnt een zichtbaar effect, de N400 genaamd, in EEG-metingen wanneer mensen taal en andere stimuli tegenkomen. Het is een karakteristiek signaal dat ongeveer 400 milliseconden na de stimuluspresentatie een piek bereikt en groter wordt wanneer objecten of afbeeldingen en woorden niet bij elkaar passen. Hoe groter de verrassing, hoe groter het signaal. Veel wetenschappers interpreteren het effect als bewijs van begrip en bewijs van een interne referentie voor woorddefinitie, zelfs bij non-verbale onderwerpen.
Om de testhondvriendelijk te maken, hebben Magyari en haar medeonderzoekers een aantal zorgvuldige aanpassingen doorgevoerd, waarbij ze rekening hielden met het comfort van de hond, mogelijke vocale variabiliteit en andere bewegingen of communicatiesignalen tussen honden en eigenaren die de resultaten zouden kunnen beïnvloeden.
“Ik vind deze studie prachtig”, zegt Lau, wijzend op het grondige en goed doordachte ontwerp. “Ik denk dat ze echt alles hebben gedaan wat je moet doen op het gebied van dierencognitie.”
De honden, allemaal gezonde huisdieren, werden via sociale media gerekruteerd en geselecteerd op basis van de inschatting van de eigenaar dat hun huisdier ten minste drie doelwoorden verstond. Na een gewenningsperiode in het laboratorium werden eigenaren en honden gescheiden door een elektronisch venster dat snel kon schakelen tussen transparant en ondoorzichtig. De wetenschappers bevestigden op belangrijke punten elektroden op de hoofden van de honden. Tijdens meerdere tests werden bij huisdieren opnames afgespeeld van de stemmen van hun eigenaren, waarbij hun aandacht werd gevestigd op een van de vijf bekende objecten (bijvoorbeeld ‘Fido, kijk, bal’), terwijl de gezichten van hun eigenaren door een raam werden getoond. Vervolgens, na een korte periode van ondoorzichtige leegte, onthulde het venster de eigenaar die een van de objecten vasthield – ofwel een overeenkomst met de eerder gespeelde zin, ofwel een mismatch. Ondertussen registreerde het EEG de elektronische impulsen die in hun hersenen plaatsvonden.
Van de 27 honden die aan het experiment begonnen, werden er 18 meegenomen in de uiteindelijke analyse. Negen werden uitgesloten, voornamelijk omdat ze niet genoeg stil wilden zitten om schone EEG-gegevens te leveren. Maar zelfs als we rekening hielden met de uitdagingen van de kronkelige dieren, vonden de wetenschappers nog steeds duidelijke patronen in hun resultaten.
Als er een mismatch was tussen de auditieve stimulus en het weergegeven object, vertoonden de EEG-metingen van de honden routinematig een significante signaalpiek tussen 200 en 600 milliseconden later, wat aangeeft dat zelfs gemiddelde huishonden de betekenis van sommige woorden kunnen onderscheiden. Honden hadden de grootste hersenreactie wanneer de meest bekende woorden werden gecombineerd met niet-overeenkomende objecten, gebaseerd op rapporten van de eigenaar en die de bevindingen verder ondersteunden.
Als er een mismatch was tussen de auditieve stimulus en het weergegeven object, vertoonden de EEG-metingen van de honden routinematig een significante signaalpiek tussen 200 en 600 milliseconden later, wat aangeeft dat zelfs gemiddelde huishonden de betekenis van sommige woorden kunnen onderscheiden.
De timing van de puls suggereert dat deze analoog kan zijn aan het menselijke N400-signaal, hoewel verder onderzoek nodig zou zijn om deze hypothese te bevestigen, zegt Marianna Boros, hoofdauteur van de studie en cognitief neurowetenschapper en psycholoog aan de ELTE Universiteit in Boedapest, Hongarije. . Mallikarjun merkt op dat “EEG erg kieskeurig is”, en het is mogelijk dat de hersengolf die in het onderzoek wordt gedocumenteerd iets unieks is, omdat de hersenen van mensen en honden zo verschillend zijn, legt ze uit. Toch wil Boros graag doorgaan met het onderzoeken van de mogelijke relatie. “Onze studie is pas de eerste bij niet-menselijke dieren waarin dit mismatch-effect wordt getest. We hebben nog veel te doen”, zegt ze. “Het is best spannend om te zien dat er sprake kan zijn van enige evolutionaire continuïteit.”
Het combineren van de bouwstenen van taal
Omdat bij het experiment gebruik werd gemaakt van voorwerpen die bekend waren bij de betrokken honden, laat het onderzoek niet zien dat hoektanden een woord kunnen generaliseren zodat het een hele categorie voorwerpen aanduidt – nog een belangrijk aspect van de menselijke taal, zegt Colin Phillips, hoogleraar taalkunde aan de Universiteit van Oxford. en de Universiteit van Maryland. Hij was er ook niet helemaal van overtuigd dat de vertraging in het onderzoek bewees dat de honden verwezen naar een mentaal beeld of herinnering. “Ze associeerden de geluiden met bepaalde objecten”, zegt Phillips. “Het is indrukwekkend… het is een zorgvuldig gecontroleerde studie”, voegt hij eraan toe – maar uiteindelijk niet verrassend. “We weten al dat honden dat kunnen.”
Taal is complexer dan alleen het herkennen van zelfstandige naamwoorden, en het onderzoek suggereert niet dat honden ook maar enigszins in staat zijn om taal te leren als mensen, zeggen Boros en Magyari. Ze geven eerder aan welke capaciteiten van zoogdieren mogelijk voorafgingen aan het uiterst complexe taalsysteem van de mens, merken ze op.
Mallikarjun is het ermee eens dat het bestuderen van onze huisdieren inzicht in onszelf kan verschaffen. Door dit soort onderzoek kunnen we beter leren wat wel en niet uniek is voor de menselijke cognitie, en meer inzicht krijgen in de taalontwikkeling, zegt ze.
En tegelijkertijd is het een goede herinnering dat honden en andere dieren op hun eigen manier bijzonder zijn. “Communicatie bestaat uit veel verschillende componenten”, zegt Lau. “Het feit dat mensen een speciaal soort uniek communicatiesysteem hebben dat niet volledig wordt gedeeld met enig ander dier, betekent niet dat andere dieren geen zeer complexe communicatieve vaardigheden hebben.”