Psy rozpoznają wzorce w ludzkiej mowie nawet wtedy, gdy słyszą całkowicie wymyślone słowa i nikt nie robi między nimi przerw. Nowe badanie aktywności mózgu pokazało coś jeszcze bardziej zaskakującego: zwierzęta zwracają szczególną uwagę na spółgłoski, podobnie jak ludzie. Naukowcy nie twierdzą, że psy rozumieją w ten sposób język. Odkrycie pokazuje jednak, że ich mózg potrafi wychwycić strukturę ukrytą w ciągłym strumieniu mowy.
Pies słyszy więcej niż swoje imię i słowo „spacer”
Właściciele psów doskonale znają ten moment. Wystarczy wypowiedzieć imię zwierzęcia albo znajome słowo, takie jak „spacer”, a reakcja pojawia się niemal natychmiast. To jednak nie mówi jeszcze, co właściwie dzieje się w psim mózgu podczas słuchania mowy.
Znacznie ciekawsze pytanie brzmi: co się stanie, gdy pies usłyszy słowa, których nigdy wcześniej nie znał? I co więcej – gdy zostaną wypowiedziane bez wyraźnych przerw wskazujących, gdzie jedno się kończy, a drugie zaczyna?
Właśnie taki problem postawili przed psami naukowcy z Uniwersytetu Eötvösa Loránda na Węgrzech. Wyniki ich eksperymentu, opublikowanego w czasopiśmie „Science”, sugerują, że psi mózg potrafi odnajdywać regularności nawet w całkowicie nieznanym strumieniu dźwięków.
Psy rozpoznają wzorce w ludzkiej mowie bez znajomości słów
W badaniu uczestniczyło 20 dorosłych psów. Zwierzętom odtwarzano ciągłe nagrania złożone z wymyślonych, trzysylabowych słów. Nie miały one żadnego znaczenia i nie były oddzielane ciszą.
To ważne, ponieważ psy nie mogły po prostu wykorzystać pauzy jako informacji: „tutaj kończy się jedno słowo, a zaczyna następne”.
Badacze musieli więc sprawdzić, czy mózg zwierzęcia sam odnajdzie granice między powtarzającymi się fragmentami.
Podczas eksperymentu na głowach psów znajdowały się elektrody EEG rejestrujące aktywność elektryczną mózgu. Dzięki temu zwierzęta nie musiały wykonywać żadnego polecenia ani w żaden sposób „odpowiadać” badaczom. Ich reakcję można było odczytać bezpośrednio z aktywności mózgowej.
Spółgłoski okazały się ważniejsze od samogłosek
Eksperyment przygotowano tak, aby rozdzielić znaczenie spółgłosek i samogłosek.
W jednym nagraniu to powtarzające się układy spółgłosek pozwalały grupować sylaby w wymyślone słowa. W drugim tę samą funkcję pełniły samogłoski. Trzecie nagranie stanowiło wersję kontrolną – sylaby zostały przemieszane tak, aby nie tworzyły regularnego wzorca odpowiadającego słowom.
Na pierwszy rzut oka można byłoby oczekiwać, że wygrają samogłoski. Są silniejsze pod względem akustycznym i łatwiej je usłyszeć.
Psi mózg wybrał jednak coś innego.
Gdy regularność opierała się na spółgłoskach, aktywność mózgu psów zaczynała synchronizować się z rytmem trzysylabowych pseudowyrazów. Sugeruje to, że zwierzęta wychwytywały powtarzające się jednostki ukryte w ciągłym nagraniu.
Gdy strukturę wyznaczały samogłoski, reakcja na poziomie całych słów nie była natomiast wyraźnie silniejsza niż podczas słuchania przemieszanych sylab.
Dlaczego spółgłoski mogą być tak ważne?
To szczególnie ciekawe, ponieważ podobną preferencję wcześniej obserwowano u ludzi.
W wielu ludzkich językach spółgłoski mogą dostarczać istotnych informacji pomagających ustalić, z jakim słowem mamy do czynienia. Samogłoski są wprawdzie bardziej wyraziste akustycznie, ale większa głośność nie musi oznaczać większej przydatności dla mózgu próbującego rozszyfrować mowę.
Badacze chcieli więc sprawdzić, czy psy, które przez całe życie są otoczone ludzkim językiem, również nauczyły się wykorzystywać podobną wskazówkę.
Wyniki wskazują, że mogą to robić. Nie oznacza to jednak, że przetwarzają język dokładnie tak samo jak człowiek.
Psy i ludzie słuchają podobnie, ale nie identycznie
Zarówno u ludzi, jak i u psów mózg podążał za rytmem sylab. Pojawiła się jednak istotna różnica.
U ludzi zaobserwowano wyraźne śledzenie poszczególnych dźwięków mowy. U psów najmniejszą wyraźnie przetwarzaną jednostką wydawała się natomiast sylaba.
Można więc powiedzieć, że oba gatunki potrafią dostrzec pewne podobne regularności, ale ich mózgi nie analizują mowy w identyczny sposób.
Nie oznacza to również, że pies nie potrafi odróżnić pojedynczych dźwięków. Wcześniejsze badania tego zespołu wskazywały, że psy są do tego zdolne. Mogą jednak przykładać mniejszą wagę do niewielkich różnic dźwiękowych podczas przetwarzania znanych słów.
W nowym eksperymencie nie było jednak znanych komend, imion ani nazw przedmiotów. Wszystkie „słowa” zostały wymyślone.
To pozwoliło badaczom oddzielić rozpoznawanie wzorców od rozumienia znaczenia.
Psy nie nauczyły się znaczenia wymyślonych słów
To rozróżnienie jest kluczowe dla właściwej interpretacji wyników.
Badanie nie pokazuje, że psy nauczyły się nowych słów ani że rozumiały odtwarzane nagrania. Nie udowadnia również, że posługują się mechanizmami językowymi identycznymi z ludzkimi.
Pokazuje coś bardziej podstawowego: psi mózg potrafi wychwycić regularnie powtarzające się struktury w ciągłym strumieniu mowy, nawet gdy nie niosą one żadnego znaczenia.
Szczególnie interesujące jest to, że podczas tego procesu psy preferowały wzorce spółgłoskowe, mimo że samogłoski były bardziej wyraziste akustycznie.
Według autorów pracy podobnego efektu nie wykazano wcześniej u innych gatunków, nawet u naczelnych.
Czy psy nauczyły się tego od ludzi?
Odkrycie prowadzi do kolejnego pytania. Skąd właściwie wzięła się ta zdolność?
Jedna możliwość zakłada, że preferowanie spółgłosek wymaga wyspecjalizowanych mechanizmów językowych. Gdyby tak było, podobieństwo między człowiekiem i psem byłoby szczególnie zagadkowe.
Druga możliwość jest prostsza: długotrwały kontakt z ludzką mową może wystarczyć, aby mózg zwierzęcia nauczył się, które elementy dźwięku dostarczają najbardziej użytecznych informacji.
Jeśli właśnie tak jest, niektóre elementy przetwarzania mowy nie musiałyby wymagać mózgu specjalnie przystosowanego do języka.
Pies żyjący z człowiekiem słyszy przecież mowę praktycznie codziennie – rozmowy, polecenia, imiona, nazwy przedmiotów i powtarzające się zwroty. Przez lata daje to ogromną liczbę okazji do wychwytywania regularności.
Czy pierwsze tygodnie życia psa mają znaczenie?
Naukowcy spróbowali również sprawdzić, czy kontakt z ludzką mową musi zaczynać się bardzo wcześnie.
Spośród 20 badanych zwierząt 11 miało trafić do domów z dużą ilością ludzkiej mowy przed ukończeniem 12. tygodnia życia. Pozostałych dziewięć znalazło się w takich warunkach później.
W obu grupach pojawiała się tendencja do preferowania spółgłosek.
Próba była jednak niewielka, a informacje dotyczące najwcześniejszego okresu życia nie wszystkich zwierząt były kompletne. Nie można więc na tej podstawie dokładnie określić, kiedy rozwija się ta zdolność.
Wyniki sugerują natomiast, że bardzo intensywny kontakt z mową już w pierwszych tygodniach życia może nie być konieczny do jej pojawienia się.
Psy czy wilki? Kolejne badanie może dać ważną odpowiedź
Naukowcy widzą kilka sposobów na rozwinięcie eksperymentu. Jednym z nich jest przebadanie psów, których historia od pierwszych tygodni życia jest dokładnie znana.
Jeszcze ciekawsze mogłoby być porównanie psów z wilkami.
Takie badanie pomogłoby odpowiedzieć na pytanie, czy zdolność wychwytywania podobnych regularności istniała już u wspólnych przodków, czy rozwinęła się podczas tysięcy lat życia psów u boku człowieka.
Na razie odpowiedzi nie znamy. Nowy eksperyment pokazuje jednak, że relacja między psem a ludzką mową jest bardziej złożona niż zwykłe zapamiętywanie kilku komend.
Kiedy następnym razem pies zareaguje na słowo „spacer”, nie będzie zaskoczeniem, że wie, co zaraz nastąpi. Znacznie ciekawsze jest to, że nawet gdy słyszy całkowicie pozbawiony znaczenia ciąg nowych dźwięków, jego mózg potrafi szukać w nim porządku – i zwraca uwagę na wskazówki zaskakująco podobne do tych wykorzystywanych przez ludzi.
Badania opublikowano w czasopiśmie Science .