Грегори Бернс - Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных

Идею эту мы почерпнули в революционной работе Джека Галланта, нейробиолога из Калифорнийского университета в Беркли. Галлант использовал фМРТ, чтобы расшифровать человеческий мозг. Изначально его интересовало, как мозг кодирует визуальные сцены. Ученые уже давно выяснили, что при обработке зрительной информации сперва распознаются самые «грубые» составляющие – контраст, границы, цвет, движение. В остальном было по-прежнему непонятно, как человеческий мозг преобразует зрительное изображение в представление о предмете.

Галлант пошел напролом. В течение нескольких часов он сканировал мозг испытуемого в процессе просмотра фильма, в котором вместе со своими студентами вручную разметил содержание каждого кадра. После этого они внесли полученные данные об активности каждого участка мозга в каждую секунду просмотра фильма в компьютерную программу. Такой огромный массив данных позволил программе обнаружить паттерны активности мозга, устойчиво проявлявшиеся при восприятии испытуемым неких изображений. Команде удалось даже воспроизвести увиденное испытуемым в тот или иной момент, основываясь исключительно на данных активности мозга [86] S. Nishimoto, A. T. Vu, T. Naselaris, Y. Benjamini, B. Yu, and J. L. Gallant, “Reconstructing Visual Experiences from Brain Activity Evoked by Natural Movies,” Current Biology 21 (2011): 1641–1646. .

Позже лаборатория Галланта провела схожий эксперимент с языком [87] A. G. Huth, W. A. de Heer, T. L. Griffiths, F. E. Theunissen, and J. L. Gallant, “Natural Speech Reveals the Semantic Maps That Tile Human Cerebral Cortex,” Nature 532 (2016): 453–458. . Вместо просмотра фильма испытуемые в процессе МРТ-сканирования несколько часов слушали подкасты. Затем исследователи проделали титанический труд – представили каждое из десяти тысяч слов в подкастах в виде семантической репрезентации (это, по сути, математическое представление смысла слова). После чего, вновь прибегнув к помощи компьютерной программы, определили, как распределяются в мозге значения слов. Это уже само по себе огромное достижение, но помимо него было сделано еще одно важное открытие – существование семантических кластеров в мозге. Слова, означающие действие, были привязаны к одному участку, количественные обозначения – к другому, социальные категории – к третьему и так далее. Нередко одно и то же слово отмечалось в разных кластерах в зависимости от значения, менявшегося вместе с контекстом.

Такого богатства семантической репрезентации у собак, конечно, не предполагалось, но хотя бы что-то у них обнаружить я рассчитывал. Мы планировали применить тот же подход, что и Галлант, только с меньшим количеством слов. Если точнее, с двумя.

Поначалу все собаки справлялись прекрасно: никому не составляло труда найти названную игрушку. Но стоило нам познакомить их со второй, и почти все начали путаться. Как и Келли, многие упорно стремились к первой, но, не получая за это ни лакомства, ни похвалы, принимались перебирать все подряд. Мы называли это «гадание за сосиску». Почему же у Чейзер все получалось виртуозно, а наши собаки терялись?

Может, Чейзер просто уникум. Все-таки она бордер-колли, а бордеры в таких заданиях признанные чемпионы. Тем более что и среди наших собак единственной, кому вроде бы удалось понять задачу, тоже была бордер-колли, Кейлин. Но нашим собакам не тысячу слов требовалось выучить, а всего два, поэтому мы никак не ожидали, что задача окажется для них непосильной.

Что-то где-то не клеилось. Собаки вполне успешно отыскивали называемый предмет среди дистракторов, но, когда в поле зрения находились оба называемых предмета, начиналась путаница. Возможно, собаки не могли понять связь между словом и предметом и в выборе руководствовались только знакомством с объектом. Когда этих знакомых объектов оказывалось два, собаки либо тыкали наугад, либо хватали тот, который выучили первым. А может, предметы недостаточно сильно отличались и собаки просто не видели разницы между плюшевыми игрушками. Чтобы минимизировать эту вероятность, вторую игрушку мы заменили на сделанную из другого материала или пищащую. Не особенно помогло. Кто-то из собак стал справляться лучше, кто-то – нет. В общем и целом дело шло туго.

Не исключено также, что собаки понимали разницу между словами, просто мы неправильно тестировали это понимание. Неправильный выбор ничем не грозил, животные прекрасно знали, что будет следующая попытка, поэтому, возможно, у них не было достаточного стимула стараться отыскать требуемое.

Или, может быть, мы ожидали от них человеческой логики. Очень показательны в этом смысле были ошибочные ходы Келли. Кроме того, что она в принципе предпочитала пенопластовому блоку плюшевого ежа, Келли, кажется, считала определяющей характеристикой блока угол. В ряде попыток она явно выискивала по комнате остроконечные предметы и в «гадательном» режиме нередко тыкала носом ограничитель двери или угол журнального столика. Что если в сознании Келли «синий» означало «остроконечный»?

Для нас, людей, само собой разумеется, что наименование относится ко всему предмету в целом. Но почему животные должны мыслить так же? Там, где человек воспринимает объект в целом, собака может сосредоточиваться на его отдельных свойствах. Доказательств набиралось мало, но все-таки несколько исследований подтверждали мое подозрение, что собаки связывают слова с обозначаемыми предметами принципиально иначе, чем мы.

В 2012 году психолог из английского Университета Линкольна Дэниел Миллс, на счету которого немало научных публикаций на тему когнитивных способностей у собак, описал процесс обобщения на основе усвоенных слов у одной из подопытных [88] E. Van der Zee, H. Zulch, and D. Mills, “Word Generalization by a Dog (Canis Familiaris): Is Shape Important?” PLoS ONE 7, no. 11 (2012): e49382. . Ею снова оказалась бордер-колли. Собаку обучили ассоциировать выдуманное слово «дэкс» с пушистой игрушкой в форме объемной подковы. Затем исследователи предъявляли собаке слегка отличающиеся предметы, чтобы выяснить, какие она сочтет наиболее похожими. Предметы отличались размерами, формой, материалом, но остальные черты сохраняли. Человек при выполнении такого задания обычно обобщает по форме – такая тенденция отмечается у детей уже с двух лет [89] B. Landau, L. B. Smith, and S. S. Jones, “The Importance of Shape in Early Lexical Learning,” Cognitive Development 3 (1988): 299–321. . Но у Миллса собака обобщала сперва по размеру, затем по материалу и никогда – по форме. Размер и форма – совокупные характеристики, поскольку определяются свойствами предмета в целом. А вот материал – это уже частность, распознаваемая только при ближайшем рассмотрении.

К неразрешенному пока вопросу о противопоставлении совокупных и частных характеристик добавлялся еще один: понимают ли собаки, что слова обозначают предмет? В большинстве языковых тестов фигурируют существительные, которые человек без труда опознает как наименование объектов. Это понимают даже двухлетние дети. Но что, если слово «еж» Келли воспринимала не как существительное, а как некую глагольно-объектную конструкцию – «найди ежа»? Разница вроде бы незначительная, но, чтобы наладить общение с животными, необходимо выяснить, как они расценивают слова – как обозначение действий или как обозначение предметов.