29 3 月, 2024

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语言:该研究发现狗以与婴儿相似的方式识别单个单词

一项研究发现,狗能够使用与婴儿相似的计算和大脑区域来识别对它们说话的句子中的单个单词。

作为孩子,我们首先学会在对话流中发现新词,然后才真正了解每个词的含义。

为了弄清楚每个单词的结束位置和另一个单词的开始位置,孩子们使用复杂的计算来跟踪一起出现的音节——因此更有可能形成单词。

匈牙利厄特沃斯洛兰大学领导的专家使用脑成像技术的组合表明,狗也有类似的能力。

这是第一次在非人类哺乳动物中展示应用所谓的统计学习的能力。

结果出现在同一周,一项研究表明,狗在聆听时会倾斜头部,因为这有助于它们更轻松地听到和处理信息。

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一项研究发现,狗能够使用与人类儿童相同的计算和大脑区域来识别对它们说话的句子中的单个单词。

脑电图是如何工作的?

脑电图 (EEG) 是最初为临床使用而开发的大脑活动记录。

在测试过程中,小型传感器连接在头皮上,以接收脑细胞相互发送信息时产生的电信号。

在医学领域,脑电图通常由训练有素的专家执行,称为临床神经生理学家。

这些信号由机器记录并由医疗专业人员分析以确定它们是否异常。

脑电图可用于帮助诊断和监测影响大脑的多种疾病。

它可能有助于确定某些症状的原因,例如癫痫发作或记忆问题。

最近,科技公司已经使用这项技术来创建脑机接口,有时也被称为“思想阅读”设备。

这导致了许多未来派声音工具的创建和设计。

这些范围从可以从脑电波中解码单词的机器到头带设计,允许计算机用户使用思想的力量打开应用程序。

“模式跟踪并不是人类独有的——许多动物从周围世界的这种规律中学习,这被称为统计学习,”论文作者和 Eötvös Loránd 大学的伦理学家 Mariana Borus 解释说。

语音的特殊之处在于其有效处理需要复杂的数学运算。 要从连续语音中学习新单词,仅计算某些音节一起出现的次数是不够的。

计算这些段一起出现的可能性要高效得多。

这正是人类,即使是年仅 8 个月大的婴儿,如何解决看似艰巨的单词分割任务——他们计算关于一个音节跟随另一个音节的概率的复杂统计数据。

直到现在我们还不知道是否有其他哺乳动物也可以使用如此复杂的计算从语音中提取单词。 我们决定测试家犬的大脑从语音中进行统计学习的能力。

狗是最古老的驯养动物物种,可能也是我们最常交谈的类型。 然而,我们对其单词学习能力背后的神经过程知之甚少。

在这项研究中,研究人员使用脑电图 (EEG) 测量了狗的脑电活动。

扫描揭示了狗的脑电波在频繁和稀有词方面的关键差异。

该研究的作者 Lilla Magyari 解释说:“与罕见的单词相比,我们发现狗重复单词的脑电波存在差异。

但更令人惊讶的是,即使整体频率相同,我们也看到,与仅偶尔出现的音节相比,总是一起出现的音节的脑电波存在差异。

所以事实证明,狗不仅跟踪简单的统计数据(一个单词出现的次数),还跟踪复杂的统计数据(单词音节一起出现的概率)。

这在之前的其他非人类哺乳动物中从未见过。 这正是孩子们用来从连续语音中提取单词的那种复杂的统计数据。

接下来,研究人员使用功能磁共振成像来探索负责狗的这种复杂计算能力的大脑区域与人脑中的区域有多相似。

在这项研究中,研究人员使用脑电图 (EEG) 测量了狗的脑电活动。

在这项研究中,研究人员使用脑电图 (EEG) 测量了狗的脑电活动。

与脑电图扫描一样,测试是在清醒、合作和不受限制的动物身上进行的,尽管参与 fMRI 实验的狗之前已被训练在扫描期间保持静止不动。

我们知道,在人类中,与一般学习和语言相关的大脑区域参与了这个过程。 Burruss 博士解释说,我们在狗身上发现了同样的重复。

既是专家又是专门的大脑区域 [the basal ganglia and auditory cortex, respectively] 它似乎涉及从语音中进行统计学习,但两者的激活模式不同。

研究人员使用功能性 MRI 扫描来探索负责狗的这种复杂计算能力的大脑区域与人类大脑中的区域有多相似。

研究人员使用功能性 MRI 扫描来探索负责狗的这种复杂计算能力的大脑区域与人类大脑中的区域有多相似。

与脑电图扫描一样,测试是在清醒、合作和不受限制的动物身上进行的,尽管参与 fMRI 实验的狗以前曾被训练在扫描期间保持静止不动

与脑电图扫描一样,测试是在清醒、合作和不受限制的动物身上进行的,尽管参与 fMRI 实验的狗以前曾被训练在扫描期间保持静止不动

与结构化语音流(仅通过计算音节统计数据更容易识别单词)相比,一般大脑区域对随机语音流(其中无法使用音节统计来监测单词)的响应更稳健。

专门的大脑区域显示出不同的模式:在这里,我们看到系统的大脑活动随着时间的推移而增加,但随机语音流没有。

我们认为这种活动的增加是学习对听觉皮层的影响。

作为孩子,我们首先学会在对话流中发现新词,然后才真正了解每个词的实际含义。 为了弄清楚每个单词的结束位置和另一个单词的开始位置,孩子们使用复杂的计算来跟踪一起出现的音节——因此更有可能形成单词

作为孩子,我们首先学会在对话流中发现新词,然后才真正了解每个词的实际含义。 为了弄清楚每个单词的结束位置和另一个单词的开始位置,孩子们使用复杂的计算来跟踪一起出现的音节——因此更有可能形成单词

研究人员表示,总体而言,研究结果表明,已知对人类语言习得至关重要的神经过程可能并不是人类独有的。

该研究的作者 Attila Andiks 补充说:“但我们仍然不知道人类模拟狗学习单词的大脑机制是如何出现的。

它们是否反映了通过生活在语言丰富的环境中,或通过数千年的驯化而发展起来的技能,还是代表了古代哺乳动物的能力?

通过研究狗的语音处理,甚至是具有不同交流能力的更好的狗品种和生活在人类附近的其他物种,我们可以追溯人类语音感知学科的起源。

该研究的全部结果发表在该杂志上 当前生物学.

狗在大约 20,000 到 40,000 年前首次被驯化

对世界上已知最古老的狗遗骸进行的基因分析表明,大约 20,000 到 40,000 年前,生活在欧亚大陆的人类在一次事件中驯化了狗。

石溪大学进化学助理教授 Krishna Virama 博士告诉《每日邮报》:“狗的驯化是一个非常复杂的过程,涉及几代人,其中独特的犬类特征逐渐进化。

目前的假设是,狗的驯化可能起源于被动,世界上某个地方的一群狼生活在狩猎采集营地的郊区,以人造废物为食。

那些被驯服且攻击性较低的狼在这方面更成功,虽然人类最初没有从这个过程中获得任何好处,但随着时间的推移,它们形成了一种共生关系。 [mutually beneficial] 与这些动物的关系,最终演变成我们今天看到的狗。

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