Нещодавно дослідники вивчили, як людський мозок реагує на емоційні вирази облич як людей, так і собак, виявивши подібність у тому, як ці вирази обробляються. Опубліковане в журналі Social Cognitive and Affective Neuroscience дослідження показало, що моделі реагування мозку на емоційні людські та собачі обличчя наслідують порівнянну часову динаміку в певних галузях мозку. Цікаво, що учасники з вищим рівнем емпатії продемонстрували більш високу точність у розрізненні агресивних та щасливих собачих осіб, а також щасливих та нейтральних людських облич, що дозволяє припустити, що емпатія впливає на те, як ці вирази сприймаються та обробляються.
Люди та собаки поділяють тісний соціальний зв'язок протягом тисяч років, причому собаки часто інтегруються у домашні господарства та громадську діяльність людей. Враховуючи цей зв'язок, дослідники давно цікавляться, чи поширюються механізми, які люди використовують для інтерпретації емоційних виразів на собак.
Попередні дослідження показали, що людські та собачі обличчя активують області мозку, що перекриваються, але велика частина цієї роботи була зосереджена на повільних гемодинамічних процесах, а не на швидкій, мілісекундній динаміці нейронної активності. Поточне дослідження спрямоване на подолання цього розриву за допомогою передових методів візуалізації мозку для вивчення швидких нейронних реакцій на емоційні обличчя як людей, і собак.
"У нас були порівняльні, соціальні когнітивні та методологічні мотиви для цього дослідження", - сказала автор дослідження Мііамаарія Куджала, ад'юнкт-професор порівняльної когнітивної нейронауки в Університеті Ювяскюля. «У людей є складні нейронні механізми обробки для сприйняття облич, і ми хотіли вивчити, як обробка людським мозком виразів облич людей і собак відбувається у часі протягом першої половини секунди сприйняття. Крім того, оскільки емпатія впливає на суб'єктивне сприйняття проявів емоцій інших людей, ми запитали, чи може це вплинути на те, наскільки добре ми можемо передбачати індивідуальні реакції мозку за допомогою процедур машинного навчання».
Дослідники провели дослідження за участю 15 здорових дорослих учасників, середній вік яких становив 28 років, з нормальним чи скоригованим до нормального зором. Ці люди були правшами та мали різний рівень знайомства із собаками, хоча більшість із них мали обмежений досвід інтерпретації поведінки собак.
Учасникам було показано набір зображень, що зображують людські та собачі обличчя з агресивними, щасливими та нейтральними виразами. Крім того, як контроль були включені зображення об'єктів та перемішані візуальні образи. Візуальні стимули були ретельно підготовлені, щоб гарантувати, що відмінності у низькорівневих візуальних властивостях, таких як яскравість та контрастність, не впливали на результати. Для подальшої перевірки результатів використовувалися як кольорові, так і чорно-білі версії зображень.
Мозкова активність учасників реєструвалася за допомогою електроенцефалографії (ЕЕГ) та магнітоенцефалографії (МЕГ). Ці методи фіксують швидкі, мілісекундні зміни нейронної активності, що дозволяє дослідникам картувати реакції мозку з часом. Кожне зображення відображалося протягом 500 мілісекунд з короткими перервами між блоками зображень, щоб уникнути втоми. Записи ЕЕГ та МЕГ були доповнені структурною візуалізацією мозку для підвищення точності нейронних даних.
Щоб оцінити, як індивідуальні риси впливають на нейронні реакції, учасники заповнювали анкети, що вимірюють рівні емпатії, та оцінювали емоційну валентність (позитивну чи негативну) та збудження виразів обличчя, які вони бачили. Дослідники також використовували алгоритми машинного навчання для аналізу записаної мозкової активності, зосередившись на точності класифікації різних виразів обличчя та видів на основі нейронних патернів.
Результати показали, що людський мозок обробляє емоційні вирази людей і собак на диво схожим чином. Нейронна активність, зареєстрована протягом перших 500 мілісекунд після показу обличчя, показала послідовні закономірності обох видів. Найраніші реакції спостерігалися в потиличній корі, яка обробляє візуальну інформацію, за нею слідувала активність у скроневій та тім'яній корі. Ці області мозку пов'язані з інтерпретацією емоційних та соціальних сигналів. Примітно, що реакції на собачі обличчя були особливо виражені у скроневій корі, області, що з залученням уваги з емоційно важливими стимулами.
Аналіз машинного навчання показав, що нейронні реакції можуть надійно розрізняти людські та собачі обличчя, а також емоційні вирази усередині кожного виду. Точність класифікації була найвищою для агресивних виразів, які викликали сильніші та виразніші нейронні реакції порівняно зі щасливими або нейтральними обличчями. Це говорить про те, що загрозливі або негативні вирази привертають більше уваги та викликають активнішу мозкову активність, незалежно від виду.
Емпатія стала ключовим фактором, що впливає на ці нейронні патерни. Учасники з вищим рівнем емоційної емпатії показали кращу точність класифікації для певних виразів, наприклад, розрізнення агресивних та щасливих морд собак та щасливих та нейтральних людських облич. Це відкриття свідчить, що емпатичні люди найбільш налаштовані на емоційні сигнали, що дозволяє їх мозку приділяти більше уваги емоційно важливими стимулам. Ці результати також вказують на те, що емпатія може відігравати роль у тому, як люди інтерпретують та реагують на емоції у різних видів, підкреслюючи її ширшу значущість у соціальному пізнанні.
"Ми дійсно є різним у тому, як ми сприймаємо наше оточення", - сказала Куджала PsyPost. «Емпатичні люди мають підвищену увагу до емоційної інформації, що, ймовірно, виявилося в наших результатах — їх мозкові реакції також були чіткішими для алгоритму, що виявляє різницю між категоріями. Це може мати свої плюси й мінуси — якщо ви постійно напоготові, ви можете швидше реагувати на ситуації, що змінюються, але ви також можете швидше втомитися і вигоріти».
Хоча дослідження дає нові ідеї, воно не позбавлене обмежень. Розмір вибірки був відносно невеликим, лише 15 учасників, що може обмежити узагальнення результатів. Майбутні дослідження можуть включати більші, різноманітніші вибірки та вивчати, чи демонструють люди з великим досвідом роботи з собаками, такі як професійні тренери або ветеринари, різні патерни мозкової активності.
«У нас був досить невеликий розмір вибірки за сьогоднішніми мірками, але наші випробувані були досвідченими та знали, як "підкорятися" в нейрофізіологічних дослідженнях — як розслабитися, маючи голову, повну електродів, розуміючи, що відбувається, і як концентруватися на завданні» — сказала Куджала. Але результати може бути важко повторити в межах вибірки, яка є новачком, не розуміє, як їх рух впливає на дані, і може бути налякана дослідницькими процедурами, оскільки не пов'язаний з цим шум також може вплинути на успішність декодування відповідей мозку, маскуючи цей ефект. Додавання додаткових даних до прогнозів не завжди допомагає, якщо дані зашумлені».
Заглядаючи вперед, Куджала сказала, що вона «хоче зрозуміти взаємодію між емпатією, антропоморфізмом, теорією розуму і точною інтерпретацією нелюдського розуму. Машинне навчання також є цікавим інструментом, і я вважаю пізнавальним дослідити типи питань, на які ми можемо спробувати відповісти за його допомогою».
