新たな証拠は、犬が人間と同様に心の中で物体を「描く」可能性があることを示唆している

犬が命令に従ったり、ボールを取ってきたりしているとき、犬の頭の中で実際に何が起こっているのかを知るのは難しい。犬は声の調子、言葉の音節、それに伴う手の動きやボディランゲージを理解して反応するのだろうか、それとも状況の文脈だけだろうか。行動研究はいくつかの手がかりを提供しているが、新たな研究は、私たちの大好きな毛むくじゃらの友達が言葉の背後にある意味を本当に理解しているというさらなる証拠をもたらしている。

3月22日にCurrent Biology誌に発表された研究によると、犬は異なる物体を表す言葉を区別でき、言葉と物体が一致しないと驚くことを示唆する神経活動パターンを示しているという。神経科学者と動物行動学者のチームは、犬の飼い主といくつかのお気に入りのおもちゃを使った実験中に、非侵襲性脳波（EEG）検査を使用して27匹の飼い犬の脳内の​​電気パルスを測定した。彼らは、人間の既知の信号に似た電気インパルスパターンを発見した。この発見は犬の頭脳の解明に光を当て、複雑な言語の起源に関する私たちの知識にも加わる。

「このような研究があるのは素晴らしいことです」とメリーランド大学で言語学を研究する神経科学者のエレン・ラウ氏は言う。ラウ氏は今回の研究には関わっていない。動物の脳を研究するのによく使われる侵襲的な技術ではなく、EEG を犬に適用することで、人間と人間以外の動物をより直接的に比較できるとラウ氏は説明する。「人間と動物に共通するものを理解したいなら、この種のデータをもっと集める必要があります」

犬に合わせた赤ちゃん向けの語彙テスト

動物の中でも、家庭で飼われている子犬は、人間の言語にどれだけ触れているかという点でユニークだ。「犬との言語体験について、多くの興味深い疑問を探ることができます。なぜなら、犬は私たちの家で暮らし、私たちに注意を向けてくれる数少ない動物だからです」と、ペンシルベニア大学で犬の認知を研究している神経科学者で、今回の研究には関わっていないアムリタ・マリカルジュン氏は言う。

研究者たちは、犬が言葉とそれに対応する物体の関係を理解できるかどうかを調べることにした。「犬が人間と同じように言葉を理解するかどうかに興味があった」と、ノルウェーのスタヴァンゲル大学の認知神経科学者で心理学者の共同筆頭著者、リラ・マジャリ氏は言う。優れた犬の中には、行動テストで語彙力を発揮できる犬もいるが、すべての犬が従順で有能、行儀が良いわけではない。研究者たちは、並外れた能力を示さない犬でも、言語感覚がある程度備わっているかどうかを知りたかったのだ。

人間には、言葉の意味を内的に参照する能力、つまり記憶から心の中で物体を「描く」能力がある。しかし、関連する音からそこにないものを想像する能力を他の動物が持っているかどうかは不明だ。この疑問を探るため、マジャリ氏と同僚は、乳児の研究で以前使われていた認知テストを改良した。この評価では、被験者に単語やフレーズを告げ、対応する物体を見せるか、説明に一致しない物体を見せるかして、EEG の測定値を比較する。

人間の場合、たとえまだ話せないほど幼い人でも、言語やその他の刺激に遭遇すると、EEG の読み取り値に N400 と呼ばれる目に見える効果が現れます。これは、刺激が提示されてから 400 ミリ秒ほどでピークに達する特徴的な信号で、物体や画像と言葉が一致しない場合に大きくなります。驚きが大きいほど、信号も大きくなります。多くの科学者は、この効果を、非言語的対象であっても、理解の証拠であり、言葉の定義に対する内的参照の証明であると解釈しています。

実験犬を友好的にするために、マジャリ氏と共同研究者は、犬の快適さ、声の潜在的な変動、結果に影響を与える可能性のある犬と飼い主の間のその他の動きやコミュニケーション信号を制御しながら、いくつかの慎重な調整を行った。

「この研究は素晴らしいと思います」とラウ氏は、綿密でよく考えられた設計を指摘しながら言う。「動物の認知研究で必要なことは、すべて本当にやったと思います。」

犬はすべて健康なペットで、ソーシャルメディアを通じて募集され、飼い主がペットが少なくとも3つの物体語を理解しているという評価に基づいて選択された。研究室に慣れる期間の後、飼い主と犬は透明と不透明を素早く切り替えることができる電子窓で隔てられた。科学者は犬の頭の要所に電極を取り付けた。複数回の試行で、ペットには、窓から飼い主の顔を見せながら、5つの見慣れた物体（「フィド、見て、ボール」など）のいずれかに注意を向ける飼い主の声の録音が再生された。その後、不透明な空白の短い期間の後、窓には、前に再生されたフレーズと一致するもの、または不一致の物体の1つを掲げている飼い主が現れる。その間、脳波は犬の脳内で起こっている電子パルスを記録した。

実験を開始した27匹の犬のうち、18匹が最終分析に含まれた。9匹は、主に、きれいな脳波データが得られるほどじっと座っていられないという理由で除外された。しかし、身をくねらせる動物の課題を考慮しても、科学者たちは結果に明確なパターンを発見した。

聴覚刺激と提示された物体が一致しない場合、犬の脳波の読み取り値は常に 200 ～ 600 ミリ秒後に有意な信号ピークを示しました。これは、平均的な飼い犬でも一部の単語の意味を区別できることを示しています。飼い主の報告によると、最もよく知られている単語が一致しない物体と組み合わされたときに、犬の脳の反応が最も大きくなり、この発見をさらに裏付けています。

パルスのタイミングから、人間の N400 信号に類似している可能性が示唆されるが、この仮説を検証するには追跡調査が必要になると、ハンガリーのブダペストにある ELTE 大学の認知神経科学者で心理学者の共同筆頭著者であるマリアンナ ボロス氏は言う。マリカルジュン氏は「EEG は非常に繊細です」と指摘し、人間と犬の脳は非常に異なるため、研究で記録された脳波が何か独特なものである可能性があると説明する。それでも、ボロス氏は潜在的な関連性の調査を継続することに熱心だ。「私たちの研究は、このミスマッチ効果をテストする、人間以外の動物での最初の研究にすぎません。もっと多くの研究を行う必要があります」と彼女は言う。「何らかの進化の連続性があるかもしれないとわかるのはとてもエキサイティングです。」

言語の構成要素を組み立てる

この実験では、参加した犬にとって馴染みのある物体が使用されたため、犬が単語を物体のカテゴリ全体に一般化できることは示されていないと、オックスフォード大学とメリーランド大学の言語学教授コリン・フィリップスは言う。これは人間の言語のもうひとつの重要な側面である。また、研究における時間差が犬が心の中のイメージや記憶を参照していることの証明であるとは、彼は完全には確信していなかった。「犬は音を特定の対象と関連付けました」とフィリップスは言う。「これは印象的です…慎重に管理された研究です」と彼は付け加えるが、結局のところ、それほど驚くべきものではありません。「犬がこれを行うことができることは、ある意味すでにわかっています。」

言語は単なる名詞の認識よりも複雑であり、この研究は犬が人間と同じくらい言語学習能力が高いことを示唆するものではないとボロス氏とマジャリ氏は言う。むしろ、この研究は、人間の非常に複雑な言語システムに先立って哺乳類にどのような能力があったかを示唆していると両氏は指摘する。

マリカルジュン氏も、ペットを研究することで私たち自身についての洞察が得られることに同意している。このような研究を通じて、人間の認知に特有なものとそうでないものをよりよく学び、言語の発達を理解できるようになると彼女は言う。

そして同時に、犬や他の動物はそれぞれに特別な存在であるということを思い出させてくれる。「コミュニケーションにはさまざまな要素があります」とラウ氏は言う。「人間には他の動物と完全には共有されていない特別な種類のコミュニケーション システムがあるからといって、他の動物も非常に複雑なコミュニケーション能力を持っていないということではありません。」