Мозг собак отличил настоящие слова от тарабарщины
Американские ученые выяснили, что собаки различают слова и псевдослова, причем активность мозга собак при обработке лексики противоположна активности мозга человека: височно-теменные доли собак показывают большую активность, когда животные слышат псевдослова, в то время как человеческие участки больше активны при обработке нормальной лексики. Для этого исследователи провели фМРТ-эксперимент с участием 12 собак, которые в течение полугода учились показывать на предмет, слыша его название. Статья опубликована во Frontiers in Neuroscience.
На самом базовом уровне способность к усвоению и производству языка выражается в умении отличать слова от псевдослов — набора минимальных различительных смысловых единиц, которые составляют «слова», фонетически и морфологически похожие на те, что есть в языке, но не имеющие при этом никакой семантики. Именно поэтому псевдослова часто используются в исследованиях восприятия языка: они позволяют разграничить языковую оболочку и лексическое наполнение слова, облегчая изучение последнего.
Собаки умеют понимать простые голосовые команды, из чего можно вынести предположение, что у них есть и способность к восприятию человеческого языка. Соответственно, они должны и уметь отличать слова от псевдослов, а эта способность должна отражаться на активности мозга в теменной и височных долях — точно так же, как у людей. Проверить эту способность решили психологи под руководством Эшли Причард (Ashley Prichard) из Университета Эмори. В их эксперименте приняли участие 12 собак, хозяева которых в течение нескольких месяцев до начала исследования учили их распознавать две игрушки по названиям: каждая собака училась указывать на определенную игрушку из двух после того, как ей ее назовут. Эксперимент проходил с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии: все животные до начала эксперимента уже принимали участие в исследованиях в сканере.
Во время основного эксперимента собака лежала в сканере, а ее хозяин стоял перед ней, зачитывая слово с экрана. Слово было либо настоящим и обозначало знакомый собаке предмет, либо было новым псевдословом (например, в исследовании использовались такие «слова», как «ropp» и «cloft»), которое соответствовало новому неизвестному объекту. После пяти повторений каждого слова хозяин показывал собаке названный предмет и позволял животному с ним поиграть. Активность мозга во время эксперимента регистрировали, используя псевдослова как контрольное условие.
Анализ активности мозга собак во время распознавания слов указал на повышенную активность в височно-теменной доле при обработке псевдослов. Это означает, что собаки могут отличить уже известные слова от неизвестных псевдослов. Любопытно, что у людей ситуация обратная, и настоящие слова вызывают бóльшую активность этих зон. Обратный паттерн, характерный для собак, может указывать на то, что они — в отличие от людей — не сразу же понимают, что псевдослова значения не имеют, а пытаются их обработать и запомнить.
Стоит так же отметить, что в основном эксперименте приняли участие только 11 собак: у мастифа Зулы было меньше опыта в фМРТ-исследованиях, и сканера она испугалась, хоть и с успехом прошла все тесты на распознавание.
Исследования собаками в МРТ проводят довольно часто: к примеру, два года назад ученым удалось выяснить, что они умеют различать смысл слова и интонацию, с которой оно сказано. А вот активность мозга других животных с помощью фМРТ изучают реже и эти эксперименты порой выглядят непривычно — например, в мае этого года ученые положили в сканер пять крокодилов и включили им Баха.
Елизавета Ивтушок
Это левая и правая вентромедиальная префронтальная кора
Исследователи из Великобритании, Германии, Ирландии, Китая, США и Франции пришли к выводу, что инициация курения табака у подростков связана с дефицитом серого вещества в вентромедиальной префронтальной коре левого полушария мозга, а закрепление пристрастия к нему — с аналогичным явлением в правом полушарии. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Communications. Употребление никотина, особенно в форме табакокурения, представляет собой самую распространенную форму зависимого (аддиктивного) поведения и ведущую причину смертности взрослых в мире. По оценкам, к 2030 году с ним будет связано более восьми миллионов смертей ежегодно. Курение табака в детстве связано с психическими заболеваниями и ухудшением когнитивных функций, что может быть связано с его влиянием на развитие мозга. Большая часть постоянных курильщиков приобретает зависимость от никотина в возрасте до 18 лет, и именно ее преодолеть сложнее всего. Таким образом, недоформированная зависимость у подростков может служить потенциальной мишенью для эффективной терапии, но для этого необходимо понимать биологические механизмы начала курения и закрепления пристрастия к табаку. Тревор Роббинс (Trevor Robbins) и Цзяньфэн Фэн (Jianfeng Feng), аффилированные с Университетом Фудань, Кембриджским и Уорикским университетами, и их коллеги включили в работу 807 участников (55 процентов женского пола) проспективного мультицентрового лонгитюдного исследования здоровых подростков IMAGEN из Великобритании, Германии, Ирландии и Франции. В возрасте 14, 19 и 23 лет их опрашивали на предмет табакокурения (хотя бы раз пробовавших относили к курильщикам) и выполняли им МРТ мозга с повоксельным картированием. Также они заполняли опросники по темпераменту и характеру (TCI-R) и личностной склонности к употреблению веществ (SURPS), а также проходили ряд тестов на физическое, психическое и когнитивное развитие. 181 участник пробовал курить табак до 14 лет, из них 87 — однажды или дважды. 166 из этих 181 продолжали курить к 19 годам, причем с возрастающей частотой. К этому возрасту попробовали табак еще 366 добровольцев, остальные 260 вошли в контрольную группу. Лишь 11 и 58 участников соответственно курили в возрасте 14 и 19 лет ежедневно. Тем не менее, 134 из 181 и 280 из 366 в этих возрастах сообщили о курении в течение 30 дней, предшествовавших опросу. Данные по 23-летнему возрасту использовали для валидации. Выяснилось, что объем серого вещества в левой вентромедиальной префронтальной коре (вмПФК) в 14-летнем возрасте значимо ниже у тех, кто попробовал табак и в 14, и в 19 лет. И у тех, и у других наблюдалось ускоренное снижение объема серого вещества в правой вмПФК, причем те, кто начал курить между 14 и 19 годами, по этому объему в 14 лет не отличались от некурящих. В 23 года ускоренная потеря серого вещества в правой ВМПФК присутствовала у тех, кто продолжал курить, то есть она начиналась после знакомства с табаком и, вероятно, связана с его влиянием. При этом снижение объема левой вмПФК было связано с поиском новизны, несобранностью и склонностью нарушать правила (по TCI-R), а правой вмПФК — с поиском острых ощущений (по SURPS). Проведя дополнительный лонгитюдный анализ и менделевскую рандомизацию, авторы работы заключили, что снижение объема левой вмПФК может быть наследственным фактором снижения когнитивных функций и, как следствие, поведенческой расторможенности, повышающей риск начала табакокурения в младшем возрасте. В ходе формирования зависимости уменьшается объем правой вмПФК, что снижает контроль восприятия и управления желаниями под влиянием гедонической мотивации. Подобная концепция помогает понять нейробиологические и поведенческие механизмы инициации и поддержания аддиктивного поведения у подростков, а значить, помочь в разработке мер его профилактики и лечения, считают исследователи. Ранее злоупотребление табаком и алкоголем, как и другие формы рискованного поведения у подростков связывали с внешним локусом контроля (стремлением человека искать объяснения происходящему с собой в окружающей среде) и даже обычным недосыпом. Также было показано, что химический анализ волос и конфиденциальный опрос выявляют примерно одинаковую долю подростков, употребляющих алкоголь, никотин и другие психоактивные вещества. Однако результаты этих методов практически не совпадают, так что, если их суммировать, эта доля почти удвоится.