• „Legjobb barát” ide vagy oda, valójában a tudománynak elég kevés fogalma van a kutyák agyának működéséről.
• A helyzet mostanában sokat javult: az MTA-ELTE Összehasonlító Etológia Kutatócsoportja a világon először hasonlította össze az ember és a kutya agyának működését.
• A felfedezés bejárta a világsajtót,a Guardian például 2014 12 legfontosabb tudományos történése közé választotta.
• A kutatásban résztvevő agykutatóval, Andics Attilával beszélgettünk.

A kutyák agyműködésének elemzése fMRI-vizsgálattal egyáltalán nem új gondolat. A tanszéken már tíz évvel ezelőtt felmerült, de eltartott egy darabig, amíg sikerült megteremteni a feltételeit. Andics Attila korábban az emberi agy kutatásával és a hangfeldolgozás jelenségével foglalkozott, őt erre a konkrét projektre hívták át az MTA-ELTE Összehasonlító Etológia Kutatócsoportjába.

Ez volt a világon az első alkalom, hogy az emberi agy működését egy nem főemlős agyának működésével vetették össze. Főemlősök agyműködését vizsgáló kísérletekből zajlott már több is korábban, de azokkal rendre több komoly probléma is akadt. Egyrészt, hogy a rézusz majmok vagy a makákók nem nagyon bírják ki, hogy hosszú perceken át nyugodtak maradjanak. Ezért ezeket az állatokat a vizsgálatok során vagy lekötözik, vagy le is szedálják.

„Ezért is szeretünk kutyákkal dolgozni, mert nyugodt a lelkiismeretünk. Látjuk, hogy a kutyák jól érzik magukat ebben a helyzetben, önként vesznek részt ebben, és bármikor kiszállhatnak. Ahogy időnként meg is teszik, amikor úgy tűnik, hogy éppen nincs kedvük az egészhez"

– mondja Andics, aki szerint éppen az lett a versenyelőnyük a világ többi laboratóriumával szemben, ahol szintén próbálkoznak kutyákon végzett fMRI-vizsgálatokkal, hogy kidolgoztak egy tréningmódszert, aminek köszönhetően a kutyák lelkesen ugranak bele a feladatba.

Miért jó ez a kutyának?

A tréning célja, hogy szinte mozdulatlan hason fekvésre bírják a kutyákat. A tréningnek két fontos eleme van.

Az egyik a pozitív megerősítésre épít, a másik pedig egy modell-rivális tréningtechnika.

A pozitív megerősítéses szakaszban lépésről lépésre haladnak a kutyákkal: amikor a kutya a vizsgálóasztalon felajánl egy olyan viselkedést, ami a hasalás felé vezetett, akkor megdicsérik, bátorítják. Ezzel pedig elérik, hogy a kutya maga kínálja fel a viselkedést. Ez az a módszer, amivel a legtöbb laborban dolgoznak. De ez még kevés a tartós eredményhez. Itt jön be a modell-rivális tréning: mindig két kutya van egyszerre a laborban, és miközben az egyikük a vizsgálóasztalon fekszik, és a megfelelő viselkedésért bátorítást, dicséretet kap, a másik kutya mindezt végignézi.

„És ő azt tanulja meg ebből az egészből, hogy iszonyú buli ott lenni a vizsgálóasztalon, és az a boldogság helye, ott kell lenni.”

Andics elmesélte azt is, hogy pár alkalom után a kutyák már tolongtak, hogy ők lehessenek a következők az asztalon. Ez a mai napig nagyon szórakoztató látvány: akad kutya, aki pár hónap után tért vissza a kísérletbe, és ahogy kinyitották az ajtót, berobogott és már hasalt is fel az ágyra, mintha jobb dolgot el se tudna magának képzelni.

A kutatásban részt vevő 11 állat amúgy családi kutya. Többségük ugyan vett részt valamiféle engedelmességi tréningen korábban, de nem ez volt a fő szempont, hanem hogy a kutatás megkezdése előtt át kellett esniük egy gyakorlási folyamaton. Az pedig Andics szerint adta magát, hogy éppen kutyákat sikerül erre a típusú nyugalomra rávenni.

„Sok jel mutat arra, hogy egy hasonló tréningrendszer nem működne olyan jól más állatokkal. Nem véletlen, hogy mi nem macskákkal, lovakkal, rénszarvasokkal vagy más fajokkal kísérletezünk"

– mondja a kutató, aki szerint a másik fontos szempont, amiért egy ember és egy kutya agyi működésének összehasonlítása sikeresebb lehet, mint egy ember-főemlős összehasonlítás, mert mi közös világon osztozunk a kutyákkal. Azaz ugyanott élünk, ismerjük egymást, ugyanazok a hangok ismerősek és relevánsak a számunkra, míg egy ember és egy makakó esetében ez már egyáltalán nem igaz.

Miért jó ez az embernek?

Most pedig, hogy elkészült az első olyan kutatás, ami egy főemlős és egy nem főemlős agyműködését hasonlítja össze, Andics szerint új utak nyíltak meg az összehasonlító idegtudomány előtt.

A magyar csapat párhuzamosan több kutatást is folytat. A februárban publikált eredmények előtt az volt a helyzet, hogy bár nagyon sok állítás volt ismert az emberi agy speciális feldolgozóképességeiről, és nagyon sok állítás van a kutya agyi mechanizmusairól is, de ezek mögül mindeddig hiányoztak a konkrét agyi vizsgálatok. Úgy gondoltunk meglehetősen sok mindent a kutyák agyműködéséről, hogy nem néztünk bele a kutyák agyába.

Az emberi aggyal kapcsolatos gyakori állítások között elég tipikus az, hogy az a tény, hogy az ember használja a nyelvet, egy különleges, csak az emberre jellemző képesség, és sok neurális mechanizmus van emögött, amikről azt szokás gondolni, hogy csak az embernél vannak meg. De egy ilyen állítást nagyon nehéz megtenni anélkül, hogy ellenőriznénk más fajoknál.

Andics szerint ha egy nagyon hasonló mechanizmust találnak a kutyában és az emberben is, akkor kiderülhet, hogy nem egy humánspecifikus funkcióról van szó, hanem valami olyasmiről, ami megvolt már más fajokban is, és meglehetett a két faj nagyon távoli közös ősében is.

És ebbe az irányba tettek most egy fontos felfedezést. Az embernél van egy olyan agyterület, a hallókéreg egy jelentős része, ami sokkal élénkebben reagál az emberi hangokra. Azaz az emberi hangok hallatán erősebb agyi válasz érkezik, mint bármilyen más hang hallatán. Ezeket fajtárshangokra érzékeny hangterületeknek nevezzük. És gyakori vélekedés, hogy ennek a területnek a megléte fontos előfeltétele volt annak, hogy a beszéd kialakulhasson.

A mostani kutatásban pedig azt találták, hogy a kutyáknál ugyanúgy van egy agyterület, ami érzékenyebben reagál a fajtársak hangjára. Az persze Andics szerint sem meglepő, hogy a kutyák is elsősorban a saját fajtársaik iránt érdeklődnek, hiszen ahhoz, hogy egy faj tájékozódhasson a saját társasági közegében, nagyon fontos, hogy a társai hangját hatékonyabban dolgozza fel.

„Ami viszont meglepő ebben az eredményben, az az, hogy az agyban ugyanazon a területen történik a fajtárshangokra történő specifikus érdeklődés, mint az embereknél. Ez arra utal, hogy ez egy olyan agyi funkció, ami valószínűleg jelen volt az ember és a kutya legutóbbi közös ősében, ami százmillió évvel ezelőtt élhetett a Földön.”

Ezek után elgondolkodtató, melyek lehetnek még azok a neurális mechanizmusok, amiket eddig a nyelvet támogató, humánspecifikus mechanizmusoknak gondoltunk, de nem azok.

Az ember és kutya közös őséről amúgy nagyon keveset tudni. A tudósok feltételezik, hogy a százmillió évvel ezelőtt élt ragadózóféle agya eléggé hasonlíthatott a mai kutyák agyához.

Számos kutyafajta agyát még nem vizsgálták, de azt tudni, hogy a kutya agya meglepően kicsi, és hogy meglepően kis különbségek vannak a kutyaagyak között. Ott vannak eltérések, ahol a fejforma más. A bokszer típusú kutyáknál, ahol benyomott az orr, ott az agynak egy része, a szaglókéreg, ami egyébként az agy elülső részében lenne, begörbül az agy felső régiói alá.

A kutyák agya méretre nagyjából akkora, mint egy tojás, ezt azonban az emberénél jóval vastagabb koponyacsont öleli körül. És alig tér el egy kistestű kutya agymérete egy nagytestűétől, a különbség csak az, hogy a nagytestű kutyáknak jóval vastagabb a koponyacsontjuk.

A februári kutatásokból egyrészt kiderült, hogy mind az embernél, mind a kutyáknál van egy agyterület, ami sokkal érzékenyebben reagál a fajtárshangokra, mint a többi zajra és hangra. De akadt egy érdekes különbség is. Hogy míg az embernél a hallókéreg túlnyomó része érzékenyebben reagál az emberi hangokra,  mint másra, a kutyánál nem a teljes hallókéregre igaz ez. Van egy jelentős része a kutya hallókérgének, ami érzékenyebben reagál a kutyahangokra, de a hallókéreg további jelentős része erősebben reagál a városi hangokra. Azaz az emberi hallókéreg homogénebb, jobban fókuszál az emberi hangokra, a kutya esetében úgy tűnik ugyanolyan fontos, hogy ne csak a fajtárshangokra, hanem más típusú zajokra is tudjanak hatékonyan figyelni.

Ugyanúgy halljuk meg a jót

Fontos részlete volt még az eredményeknek mindaz, ami az érzelmek szerepéről derült ki. A kísérlet során mutattak pozitívabb és negatív érzelmeket kifejező emberi és kutyahangokat a kutyáknak, és találtak egy érdekes hasonlóságot: a kutyák és az emberek is ugyanazon az agyi területen, az elsődleges hallókéreghez közel dolgozzák fel az érzelmi töltetét a hangoknak.

És a pozitívabb érzelmű hangok ugyanazon az agyi területen váltanak ki nagyobb aktivitást a kutyáknál és az embereknél is, függetlenül attól, hogy a hang kutyáktól vagy emberektől származik.

„Ez azt jelenti, hogy az én agyamban hasonló jelenséget vált ki, ha egy kutya kezd el pozitívabb hangokat kiadni, mint ha egy ember. És úgy tűnik a kutya agyában is így működik ez.”

- mondja Andics. A kutatás arra a kérdésre koncentrál, hogy mi az, ami a nyelvi készségekből a kutyáknál is megvan. Azaz hogy mennyire érti a kutya az emberi beszédet, és melyek azok az idegi mechanizmusok, amelyek segítik a kutyát abban, hogy feldolgozza az emberek beszédét. 

A kutatás első szakaszában a kutyáknak bejátszott emberi hangok még nem beszédelemek voltak, hanem érzelmeket kifejező hangadások. Most viszont párhuzamosan több olyan kísérletet is végeznek, amiben nyelvi ingereket játszanak be a kutyáknak, és azt vizsgálják, hogy ezeket hogyan kezelik, különböztetik meg egymástól.

Ennek volt egyik eleme, hogy a kutyáknak a négyes számot játszották be, azaz a kutyák folyamatosan azt hallgatták, hogy

négy-négy-négy. (!)

A kísérletek elemzése jelenleg is zajlik, Andics reményei szerint hónapokon belül publikálhatják az eredményeket.

Régen izgatja az embereket az a kérdés, hogy mennyit értenek meg a kutyák egymás ugatásából. Ezt is érintik a kutatások. A tudomány számára is komoly kérdés, hogy mit tud kommunikálni egy kutya egy másik kutyával. Tudja-e arra használni a vokalizációs képességét, hogy ne csak egy belső állapotot, érzelmet fejezzen ki, szinte önkéntelenül, hanem hogy valóban kommunikációs szándékkal közöljön valamit? Erről még mindig nagyon kevés határozott állítás tehető.

Pont mint az ember

2014-ben publikálták egy izgalmas angliai kutatás eredményét, ami a magyar kutatás irányát is befolyásolhatja.  Victoria Ratcliffe és David Reby viselkedéses vizsgálatában a kutyák egy terem közepén ültek, és mindkét irányból hangszórókból ugyanazt a hangot játszották be nekik. A kérdés az volt, hogy vajon melyik irányba fogják elfordítani a fejüket. Ebből ugyanis Andics szerint sok következtetést lehet levonni. A kutatók azt feltételezték, hogy azért fordítja az egyik irányba a fejét az állat, mert az abból az irányból érkező hang valamiért érdekesebb vagy relevánsabb a fül számára, azaz onnan érkezik meg az információ előbb az agyba.

Ez pedig azért lehet érdekes, mert azt már tudjuk, hogy ha a jobb fülön keresztüli hallásra reagál a kutya egy elfordulással, akkor az átkereszteződések miatt az a hang nagyrészt az agy bal féltekében dolgozódott fel, és ugyanez igaz fordítva is. Andics szerint ebből lehet olyan következtetéseket levonni, hogy ha egy bizonyos típusú hangra mindig jobbra fordulok, akkor az valószínűleg olyan típusú hangról van szó, ami az agy bal félteket mozgatja meg jobban.

És azt találták, hogy az érzelemmentes hangfolyamok esetében a kutyák inkább jobbra fordulnak, érzelemmel teli, intonáció-dús hangsoroknál, pedig inkább balra.

Márpedig az az elkülönülés, hogy a szigorúan vett beszédészlelés inkább a bal agyféltekéhez kötődik, a nyelvi ingerek érzelmi feldolgozása pedig jobb féltekéhez, az emberek esetében egy jól dokumentált jelenség. Ezek a mostani eredmények pedig arra utalnak, hogy a kutyák esetében is megvan ez a megkülönböztetés. Persze egy viselkedési vizsgálat még nem tudja ezt igazolni, de Andics szerint nagyon izgalmas lesz megnézni ennek az agyi mechanizmusait.

Hamarosan erre sor is kerülhet, a magyar kutatók februári eredményeiből már kiderült, hogy az érzelmi feldolgozás inkább a jobboldali hallókéregben történik. Az pedig, hogy az érzelemmentes beszéd feldolgozása inkább a baloldalon történik, arról Andics reményei szerint hónapokon belül tudnak majd valami biztosat mondani.

Majdnem mint a gyerekek

Akad még egy ok, amiért a kutyák kiváló alanyai a hasonló kutatásoknak. Egészen máshogy viszonyulnak az emberekhez, mint a többi állat. Andics elmondása szerint a tanszéken is vannak olyan kísérletek, melyekben kézből nevelt farkasokkal hasonlították össze a kutyák viselkedését. És ezek is mind arra jutottak, hogy a kutyák abban a különleges helyzetben vannak, hogy kötődnek az emberhez. Valami olyasmi viselkedést mutatnak, mint amit az embercsecsemőknél lehet megfigyelni.

Egy nagyon szemléletes példa erre, hogy ha egy kutya megijed, akkor ha teheti, gazdája lábához rohan. Ilyet egyetlen másik állat nem tesz, a háziállatok sem. Még a macskák is elfutnak, ha megijednek. Ugyanígy, ha egy kisgyerek megijed, akkor odarohan a számára biztonságot nyújtó személyhez, jellemzően az anyjához.

„Az, hogy a kutya ilyen biztonságos pontként tekint az emberre, megalapozza azt az elméletet, hogy az emberi kötődéssel állítsuk párhuzamba azt, ahogy a kutyák ilyenkor viselkednek”

– mondja Andics. Nem ismerünk arra példát, hogy egy faj egy másik faj példányaihoz ennyire kötődne. Sőt, sok állat még a saját fajtársai felé sem mutat hasonló viselkedést. Persze ennek is evolúciós oka van, az, hogy egy élőlény az érzelmi biztonságot vágyja és keresse, igényel egy bizonyos fokú agyi összetettséget.

Andics szerint nem arról van szó, hogy egy kézből nevelt farkast nem lehet megnevelni arra, hogy kitől számíthat biztonságra, élelemre, és ezek a farkasok is ugyanúgy fogják kedvelni az embergazdájukat. És egy macska is ugyanúgy tudja fontosnak látni az ember személyét, sőt, vannak arra utaló jelek, hogy más háziállatfajok is meg tudják különböztetni a gazdájukat más emberektől.

„Ami a kutya esetében a különleges, hogy biztos pontként tekint az emberre, és hogy nagyon fontos számára, hogy az ember kedvében járjon. A tréning során is azt használjuk ki, hogy a kutya számára fontos, hogy a gazdája örüljön. Mert ha a gazdája örül, az neki jó. Ez megint egy egyszerű dolognak tűnik, de ez egyáltalán nem általános.”

A tudomány számára nagyon fontos kérdés, hogyan képes egy ennyire kis agy ennyire bonyolult működésre. Andics szerint lehet, hogy ezt a kérdést érdemes fordítva vizsgálni: valójában nem biztos, hogy olyan bonyolult dolgokra van szüksége egy kutyának ahhoz, hogy olyannak lássuk, amilyennek szoktuk. Sokszor mondunk olyanokat a kutyákról, hogy mennyire okosak, mennyire empatikusak, mennyire érzik, mire gondol a gazdájuk.

„De valójában az is elképzelhető, hogy csak néhány, sokkal egyszerűbb mechanizmus működik a kutyáknál, és ez is elég ahhoz, hogy egy nagyon szerethető, társként megélhető, elfogadható állat alakuljon ki. Számomra az egy nagy rejtély, hogy mi emberek azért látjuk-e ilyen bonyolultnak egy állat működését, mert az valójában olyan bonyolult, vagy pedig azért mert egészen egyszerű mechanizmusok építenek fel egy olyan valóságot, ami nagyon jól tud működni a mi világunkban.”