Stavljanje slatkih pasa u uređaj za magnetsku rezonancu i posmatranje njihovih mozgova dok gledaju kućne filmove može zvučati kao zabavan provod samo za sebe. Kao bonus, može biti i edukativan.
Tim naučnika učinio je upravo to, koristeći mašinsko učenje za dekodiranje vizualne obrade koja se odvija u umovima para kučića. Otkrili su fascinantnu razliku između pseće i ljudske percepcije: psi su više vizualno prilagođeni radnjama, nego onome ko ili šta ih izvodi.
Ovo bi mogao biti važan dio slagalice pseće kognicije, budući da otkriva čemu pseći mozak daje prioritet kada je u pitanju vid.
"Iako se naš rad temelji na samo dva psa, on nudi dokaz koncepta da ove metode djeluju na pse", kaže neuronaučnica Erin Phillips, tada sa Univerziteta Emory, sada na Princetonu.
"Nadam se da će ovaj rad pomoći otvoriti put drugim istraživačima za primjenu ovih metoda na psima, kao i na drugim vrstama, tako da možemo dobiti više podataka i bolji uvid u to kako funkcioniraju umovi različitih životinja."
Istraživanje je, kako je istaknuo Phillips, provedeno na dva psa, Daisy i Bhubo. Tim je snimio tri 30-minutna videa, koristeći gimbal i selfie štap, sa sadržajem specifičnim za pse. To uključuje pse koji trče uokolo i ljude koji komuniciraju s psima, dajući im kućne ljubimce ili poslastice. Ostale aktivnosti uključivale su vozila koja su prolazila, ljude koji su međusobno komunicirali, jelena koji je prelazio stazu, mačku u kući i pse koji su hodali na uzici.
Daisy i Bhubo prikazani su ti filmovi u tri sesije od po 30 minuta, ukupno 90 minuta, dok su se nesputano opuštali u fMRI aparatu. Ovo izvanredno postignuće postignuto je korištenjem tehnika treniranja koje je osmislio psiholog Gregory Berns, koji je prije deset godina prvi uspio snimiti magnetsku rezonancu potpuno budnog, nesputanog psa.
Tako su istraživači također mogli skenirati mozgove Daisy i Bhuboa dok su sjedili, budni, oprezni i udobno, u mašini, gledajući kućne filmove snimljene samo za njih. Zvuči prilično lijepo, zapravo.
“Nisu čak ni trebale poslastice”, kaže Phillips. "Bilo je zabavno jer je to ozbiljna nauka i u nju je uloženo puno vremena i truda, ali svelo se na to da su ti psi gledali videozapise drugih pasa i ljudi koji se ponašaju nekako blesavo."
Videopodaci su segmentirani prema vremenskim oznakama kako bi se identificirali klasifikatori kao što su objekti (kao što su psi, ljudi, vozila ili druge životinje) ili radnje (kao što su njuškanje, jedenje ili igranje). Ove informacije, kao i moždana aktivnost dvaju pasa, unesene su u neuronsku mrežu nazvanu Ivis koja je dizajnirana za mapiranje moždane aktivnosti na te klasifikatore.
Dvoje ljudi također je gledalo video zapise dok su bili podvrgnuti magnetskoj rezonanci; taj je podatak dobio i Ivis.
AI je uspio preslikati podatke ljudskog mozga u klasifikatore s 99 posto točnosti, i za klasifikatore objekata i za radnje. Kod pasa je Ivis bio malo slabiji. Uopće nije funkcioniralo za klasifikatore objekata. Međutim, za radnje, AI je mapirao vizuelnu aktivnost mozga s rasponom tačnosti između 75 i 88 posto.
"Mi ljudi smo vrlo orijentirani na objekte", kaže Berns. "U engleskom jeziku ima 10 puta više imenica nego glagola jer imamo posebnu opsjednutost imenovanjem predmeta. Čini se da su psi manje zabrinuti za to koga ili šta vide, a više za samu radnju."
Psi, dodao je, imaju značajne razlike u načinu na koji percipiraju svijet u odnosu na ljude. Oni razlikuju samo nijanse onoga što bismo vidjeli kao plave i žute dijelove spektra, ali imaju veću gustoću receptora za vid osjetljivih na pokret.
To bi moglo biti zato što psi moraju biti svjesniji prijetnji u svojoj okolini od ljudi; ili bi to moglo imati veze s oslanjanjem na druga osjetila; ili možda oboje. Ljudi su vrlo vizualno orijentirani, ali kod pasa je njihov njuh najsnažniji, s mnogo većim udjelom njihovog mozga posvećenom obradi olfaktornih informacija.
Preslikavanje moždane aktivnosti na olfaktorni unos mogao bi biti zahtjevniji eksperiment za osmišljavanje, ali bi mogao biti i prosvjetljujući. Kao što bi se moglo provesti daljnja, detaljnija istraživanja percepcije vida pasa, a potencijalno i drugih životinja u budućnosti.
"Pokazali smo da možemo pratiti aktivnost u mozgu psa dok gleda video i, barem u ograničenoj mjeri, rekonstruirati ono što gleda", kaže Berns. "Činjenica da smo u stanju to učiniti je izvanredna."
Istraživanje je objavljeno u časopisu Journal of Visualized Experiments.
