A kutyák agya az emberéhez hasonlóan különíti el a szavakat a folyamatos beszédfolyamban -- derül ki az ELTE Etológia Tanszék munkatársainak a Current Biology című folyóiratban megjelent friss tanulmányából. Éber EEG és fMRI segítségével kutatóknak most először sikerült kimutatni, hogy egy embertől különböző emlős faj is képes bonyolult statisztikai számításokat végezni a szóhatárok felismeréséhez.

A csecsemők már azelőtt megtanulják felismerni a szavakat a folyamatos beszédben, mielőtt jelentést társítanának hozzájuk. Egy-egy szó határainak beazonosítására a csecsemők bonyolult számításokat végeznek a szótagok előfordulási mintázatain: azokat a szótagokat, amik rendszeresen együtt szerepelnek, szavaknak tekintik, más szótagkapcsolatokat pedig nem. Az ELTE kutatóinak legújabb felfedezése valószínűsíti, hogy a kutyák is képesek felismerni ezeket az összetett mintázatokat a beszédben.

"A beszéd feldolgozása rendkívül összetett számításokat igényel. Ahhoz, hogy egy beszédfolyamból ki tudjuk nyerni a szavakat, nem elég azt észlelni, hogy milyen gyakran fordulnak elő egyes szótagok együtt, hanem azt is fel kell ismernünk, hogy mi a valószínűsége annak, hogy két szótag együtt jelenik meg. Például a piros labda szavak szótagjai ugyan gyakran fordulnak elő együtt, de piros lehet nem csak a labda, hanem a virág is. Tehát a szavakat alkotó szótagok (pi-ros, lab-da) nagyobb valószínűséggel követik egymást, mint a szóhatáron lévő szótagok (ros-lab). A nyelvet tanuló gyerekek agya ezeket a valószínűségeket veszi figyelembe, amikor szavakra bontja a folyamatos beszédet" -- magyarázza Boros Marianna, a cikk egyik első szerzője. "Eddig nem tudtuk, hogy más emlősök képesek-e hasonlóan összetett számításokat végezni a szóhatárok beazonosítására. Azért döntöttünk úgy, hogy kutyákon vizsgáljuk meg ezt a kérdést, mert ők a legrégebben háziasított állatfaj, és valószínűleg ők azok, akik a legtöbb emberi beszédet hallják. Ennek ellenére keveset tudunk a nyelv iránti érzékenységük agyi folyamatairól."

"Először EEG-vel mértük meg családban élő kutyák agyi aktivitását" -- mondja Magyari Lilla, a cikk másik első szerzője és a non-invazív, éber kutyákon végzett EEG-vizsgálatok módszertani alapjainak úttörője. "Érdekes módon a kutyák agyhullámai különböztek a gyakori szavak, azaz gyakori szótagkapcsolatok, és ritka szavak hallatán. Még inkább meglepődtünk, hogy az agyhullámok akkor is különböztek, amikor az olyan szótagokat hasonlítottuk össze, amelyek mindig együtt fordultak elő azokkal, amelyek csak esetenként, de mégis nagy gyakorisággal jelentek meg együtt. Úgy tűnik tehát, hogy a kutyák nem csak azt veszik figyelembe, hogy milyen gyakran jelenik meg egy-egy szótagkapcsolat, hanem azt is, hogy a benne lévő szótagok milyen valószínűséggel követik egymást. Ezt az utóbbi, bonyolultabb számítást használják a csecsemők is a folyamatos szöveg szavakra bontására, és most először sikerült bizonyítani, hogy más emlős faj is képes erre."

kutya, kutyákForrás: Photononstop via AFP

A kutatók ezek után arra voltak kíváncsiak, hogy vajon a kutyák ezeket az összetett számításokat hasonló agyterületek bevonásával végzik-e, mint az emberek. Ehhez MRI kísérletekre tréningezett családi kutyákat vizsgáltak, akik korábban megtanultak mozdulatlanul feküdni a szkennerben.

"Tudjuk, hogy az emberek esetében az általános szekvenciatanulást, valamint kifejezetten a nyelvfeldolgozást támogató specifikus agyterületek is részt vesznek a nyelvhez kapcsolódó statisztikai tanulásban. Kísérletünkben a kutyák esetében ugyancsak ezt a kettősséget mutattuk ki" -- magyarázza Boros. "Az általános és specifikus területek különböző agyi aktivitási mintázatot mutattak. Az általános szekvenciatanulásért felelős agyterületek, az ún. bazális ganglionok erősebben aktiválódtak az olyan beszédfolyamokra, amelyekben a szótagok sorrendje véletlenszerű volt - tehát a szótagok nem alkottak szavakat -, mint az olyan beszédfolyamokra amelyekben a szótagok szavakká álltak össze. A specifikusan hangfeldolgozásért felelős hallókérget viszont fordított mintázat jellemezte: itt azt láttuk, hogy az agyi aktivitás éppen hogy a strukturált beszédfolyam esetén növekedett a mérés során, a mindenféle sorrendiség nélküli beszédfolyam esetén nem. Azt gondoljuk, hogy ez az utóbbi aktivitásnövekedés tükrözi a szótanulás folyamatát a hallókéregben."

Most kezdjük csak megérteni, hogy a nyelv elsajátításához szükséges bizonyos számítási és idegi folyamatok nem kizárólag az emberre jellemzőek" -- mondja Andics Attila, a kutatócsoport vezetője. " Azt azonban továbbra sem tudjuk, hogy minek a következtében alakultak ki a kutyák esetében ezek az emberi szótanuláshoz hasonló agyi mechanizmusok. Vajon az egyedfejlődés során jönnek létre a nyelvi ingerekben gazdag környezetnek köszönhetően, vagy egy velük született képességről van szó? Ha ez utóbbi a helyzet, akkor is felmerül a kérdés, hogy vajon a húszezer éves háziasítás során alakult-e ki ez a képesség, vagy a kutyák és az emberek közös ősében is megvolt már?

Azt látjuk, hogy a kutyák, sőt a különböző kommunikációs készségekkel bíró kutyafajták vagy akár az emberekkel együtt élő más társállatok beszédfeldolgozásának vizsgálata által feltárhatók azok a folyamatok, amelyek az ember beszédészlelési képességének kialakulásához vezettek."

A kutatás, amely az Eötvös Loránd Tudományegyetem, a Magyar Tudományos Akadémia és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal, az Innovációs és Technológiai Minisztérium és az Európai Kutatási Tanács támogatásával készült, és a Current Biology című tudományos folyóiratban jelenik meg "Neural processes underlying statistical learning for speech segmentation in dogs" címmel (szerzők: Boros Marianna, Magyari Lilla, Török Dávid, Bozsik Anett, Deme Andrea és Andics Attila).