Bagaimanakah anjing melihat dunia? Penyelidik manusia berusaha untuk menyahkod kognisi visual dalam otak anjing

Anjing dan manusia telah berkembang bersama sepanjang 15,000 tahun yang lalu. Pada masa kini, anjing sering hidup dalam persekitaran manusia sebagai haiwan peliharaan. Kadang-kadang anjing menonton video di rumah seperti yang dilakukan orang, dan nampaknya memahami.

Jadi, bagaimana rupa dunia di mata anjing?

Baru-baru ini, kajian dari Universiti Emory menyahkod imej visual daripada otak anjing, mendedahkan buat kali pertama bagaimana otak anjing itu membina semula perkara yang dilihatnya. Penyelidikan itu diterbitkan dalam Journal of Visualized Experiments.

Alamat kertas: https://www.jove.com/t/64442/through-dog-s-eyes-fmri-decoding-naturalistic-videos -from-dog

Para penyelidik merekodkan data saraf fMRI daripada dua ekor anjing yang terjaga dan tidak terkawal semasa mereka menonton video selama 30 minit pada tiga kali berasingan selama 90 minit. Mereka kemudian menggunakan algoritma pembelajaran mesin untuk menganalisis corak dalam data saraf.

Gregory Berns, seorang profesor psikologi di Universiti Emory dan salah seorang pengarang kertas itu, berkata: "Kami boleh memantau aktiviti otak anjing semasa ia menonton video dan membina semula sedikit sebanyak apa yang ia lakukan. sedang melihat . Sungguh mengagumkan bahawa kami dapat melakukan ini." Berns dan rakan sekerja mempelopori penggunaan teknologi pengimbasan fMRI pada anjing dan melatih anjing untuk kekal diam semasa mengukur aktiviti saraf. Sepuluh tahun yang lalu, pasukan itu menerbitkan imej otak fMRI pertama tentang anjing yang terjaga sepenuhnya, tidak terkawal, membuka pintu kepada apa yang disebut Berns sebagai "Projek Anjing."

Berns dan Callie, anjing pertama yang mengimbas aktiviti otaknya semasa terjaga sepenuhnya dan tidak terkawal.

Selama bertahun-tahun, makmal Berns telah menerbitkan pelbagai kajian tentang cara otak taring memproses penglihatan, bahasa, bau dan ganjaran (seperti menerima pujian atau makanan).

Pada masa yang sama, teknologi pembelajaran mesin terus maju, membolehkan saintis menyahkod beberapa corak aktiviti otak manusia. Berns kemudian mula tertanya-tanya sama ada teknologi serupa boleh digunakan untuk otak anjing.

Penyelidikan baharu ini berdasarkan pembelajaran mesin dan teknologi fMRI. fMRI ialah teknik pengimejan neuro yang menggunakan pengimejan resonans magnetik untuk mengukur perubahan dalam hemodinamik yang disebabkan oleh aktiviti neuron. Teknologi ini tidak invasif dan memainkan peranan penting dalam bidang penyetempatan fungsi otak. Selain manusia, teknologi ini hanya digunakan dalam segelintir spesies lain, termasuk beberapa primata.

Pengenalan Penyelidikan

Dua anjing telah digunakan dalam eksperimen itu membuktikan bahawa pembelajaran mesin, fMRI dan teknologi lain boleh digunakan secara amnya untuk analisis anjing Penyelidikan ini membantu orang lain memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang cara haiwan berbeza berfikir.

Proses percubaan adalah lebih kurang seperti berikut:

Peserta eksperimen: Bhubo, 4 tahun; Daisy, 11 tahun. Kedua-dua anjing sebelum ini telah mengambil bahagian dalam beberapa sesi latihan fMRI (Bhubo: 8 sesi, Daisy: 11 sesi), beberapa daripadanya melibatkan melihat rangsangan visual yang ditayangkan pada skrin. Kedua-dua anjing itu dipilih kerana mereka dapat tinggal di dalam pengimbas untuk jangka masa yang panjang tanpa bergerak tanpa dilihat oleh pemiliknya.

Rakaman video: Rakam video dari perspektif anjing untuk menangkap adegan harian dalam kehidupan anjing itu. Senario ini termasuk berjalan, memberi makan, bermain, berinteraksi dengan manusia, interaksi anjing dengan anjing, dsb. Video itu telah disunting kepada 256 adegan unik, setiap satu menggambarkan peristiwa seperti anjing berpelukan dengan manusia, anjing berlari atau berjalan-jalan. Setiap adegan diberikan nombor dan label unik berdasarkan kandungannya. Adegan itu kemudiannya disunting menjadi lima video kompilasi yang lebih besar, setiap satu lebih kurang 6 minit.

Reka bentuk eksperimen: Peserta mula-mula diimbas menggunakan MRI 3T semasa menonton video kompilasi yang ditayangkan pada skrin di belakang lubang MRI. Untuk anjing, melalui latihan terdahulu, letakkan kepala mereka dalam sandaran dagu yang dibuat khas untuk mencapai kedudukan kepala yang stabil, seperti gambar di bawah

Percubaan telah dibahagikan menjadi tiga tontonan, setiap kali menonton video selama 30 minit, selama 90 minit.

Semasa eksperimen, fMRI digunakan untuk mengimbas anjing pada masa yang sama, dan kemudian data dianalisis Rangkaian (SNN), telah mencapai kejayaan dalam menganalisis data biologi berdimensi tinggi. Selain itu, algoritma pembelajaran mesin seperti scikit-learn dan RFC juga digunakan dalam eksperimen.

Daisy sedang diimbas, telinganya telah dirakam untuk memasang penyumbat telinga untuk menghilangkan bunyi.

Kajian ini membandingkan cara otak manusia dan anjing berfungsi. Keputusan daripada dua subjek manusia menunjukkan bahawa model yang dibangunkan menggunakan rangkaian saraf memetakan data otak kepada pengelas berasaskan objek dan berdasarkan tindakan dengan ketepatan 99% model yang sama berprestasi baik apabila menyahkod corak otak anjing, manakala penyahkodan anjing klasifikasi tindakan, ketepatan mencapai 75% - 88%. Ini menggambarkan perbezaan ketara dalam cara otak manusia dan anjing berfungsi, seperti yang ditunjukkan di bawah dalam keputusan eksperimen untuk manusia (A) dan anjing (B). Dalam hal ini, Berns membuat kesimpulan: "Kita manusia sangat mengambil berat tentang apa yang kita lihat, tetapi anjing nampaknya kurang mengambil berat tentang siapa atau apa yang mereka lihat, dan lebih kepada tingkah laku tindakan."

Pembaca yang berminat boleh membaca teks asal kertas untuk mengetahui lebih banyak butiran penyelidikan.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah anjing melihat dunia? Penyelidik manusia berusaha untuk menyahkod kognisi visual dalam otak anjing. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!