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狗在与人类相似的大脑区域中处理数字量

   日期:2019-12-21     浏览:0    
核心提示:狗在与人类相似的大脑区域中处理数字量
 埃默里大学(Emory University)的一项研究发现,狗会利用其大脑的不同部位自发地处理基本数值,这些部位与人类对数字作出反应的神经区域密切相关。
 
  研究结果发表在《生物学快报》上,这表明一种常见的神经机制在哺乳动物进化过程中得到了深深的保护。
 
  “我们的工作不仅表明狗像人类一样使用大脑的相似部位来处理许多物体,还表明它们无需训练就可以做到”,埃默里心理学教授格雷戈里·伯恩斯说。 研究的高级作者。
 
  Emory心理学副教授斯特拉·洛伦科(Stella Lourenco)表示:“了解人类和跨物种的神经机制,使我们可以洞悉大脑如何随着时间演变以及它们现在如何运作。
 
  Lourenco补充说,这一见识有一天可能会导致诸如治疗脑部异常和改善人工智能系统等实际应用。
 
  劳伦科实验室的博士候选人劳伦·奥莱特(Lauren Aulet)是这项研究的主要作者。
 
  这项研究使用功能磁共振成像(fMRI)扫描了狗的大脑,因为它们看着屏幕上的闪烁点。 结果表明,狗的顶颞皮对点的差异有反应。 研究人员保持点的总面积恒定,表明产生响应的是点的数量而不是大小。
 
  近似数量系统支持快速估计场景中对象数量的能力,例如接近的掠食者数量或可以觅食的食物数量。 有证据表明,即使在婴儿期,人类也主要依靠顶叶皮层来实现这种能力。
 
  对数字信息的这种基本敏感性(称为数字能力)不依赖于象征性的思想或训练,并且似乎在整个动物界都很普遍。 但是,许多非人类研究涉及对受试者的强化训练。
 
  例如,以前的研究已经发现,猴子顶叶皮层中的某些神经元已被调整为值。 此类研究尚未阐明数字是否是非人类灵长类动物的自发系统,因为受试者已经经历了许多试验,并因选择更多的场景进行准备而受到奖励。
 
  对狗进行训练以区分不同数量的物体的行为研究也表明,狗对数字很敏感。
 
  埃默里(Emory)研究人员希望利用功能磁共振成像技术来进一步探索狗的数字感知的神经基础。
 
  伯恩斯(Berns)是“狗计划”(Dog Project)的创始人,该计划正在研究围绕人类最好和最古老的朋友的进化问题。 该项目是第一个训练犬只自愿进入fMRI扫描仪并在扫描过程中保持不动,不受约束或镇静作用的项目。
 
  Lourenco专注于人类的视觉感知,认知和发展。
 
  当前的功能磁共振成像实验涉及11种不同的狗。 这些狗没有接受过事先的数字培训。 进入功能磁共振成像后,他们被动地观察了数值变化的晶格。 当交替的点阵列之间的比率比率恒定时,在11只狗中有8只在顶颞皮层中显示出更大的活化。
 
  奥莱特说:``我们直接观察来源并观察狗的大脑,以直接了解当狗观察到不同数量的点时它们的神经元在做什么。''  “这使我们能够绕开以前的狗和其他物种。行为研究的弱点。”
 
  伯恩斯指出,人与狗之间有八千万年的进化历史。 他说:“我们的发现提供了一些最有力的证据,证明数字是一种共享的神经机制,至少可以追溯到这一点。”
 
  与狗和其他动物不同,人类可以根据基本数字执行更复杂的数学运算,主要使用前额叶皮层。  “能够进行微积分和代数运算的部分原因是因为我们拥有与其他动物共享的基本数值计算能力。”  “我很想学习我们如何发展这种更高的数学能力,以及这些技能如何随着时间的推移在个人中发展,从婴儿期的基本数字开始。”
 
  该研究的其他作者包括埃默里大学心理学研究生Veronica Chiu和Ashley Prichard,以及宠物综合疗法首席执行官Mark Spivak。  Spivak和Berns共同创立了Dog Star Technologies,以开发研究狗如何感知世界的技术。
 
  这项工作得到了美国国立卫生研究院,约翰·默克基金会和海军研究办公室的支持。
 
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