Вместо фотографий знакомых и незнакомых мы показывали картинки ничем не примечательных человеческих лиц, собачьи морды, предметы повседневного быта, пейзажи и бессмысленные изображения. Область распознавания лиц должна откликаться на соответствующие картинки, и только на них, не реагируя на остальные. Эксперимент по-прежнему получался непростым, поскольку вместо настоящего объекта собакам предъявлялось двумерное изображение, и сканирование в результате прошли не все собаки.
Тем не менее результат оказался бесспорным: участок височной доли собачьего мозга выдавал характерную реакцию на лица. Чтобы убедиться, мы протестировали эту область и на статичных изображениях, и на коротких видеороликах. Результаты остались прежними, и мы назвали выявленный участок «собачьей областью распознавания лиц»[98]. Год спустя наше открытие подтвердила еще одна исследовательская группа[99].
Вопрос о распознавании лиц имеет самое непосредственное отношение к коммуникации. Что представлено в собачьем мозге? У собак определенно заложен нейрональный механизм распознавания лиц, а теперь все больше исследователей обнаруживают у них и способность считывать эмоции. Лица и эмоции – это одна из областей пересечения семантических карт человека и собаки. Судя по всему, эти категории важны и для нас, и для них.
Как выясняется, лица имеют значение не только для собак и приматов. Для овец тоже[100]. И для коз[101]. И, что самое поразительное, для некоторых видов птиц[102]. В замечательной статье, опубликованной в 2012 году, исследователи описывают эксперимент с двенадцатью воронами, пойманными под Сиэтлом. В момент поимки на ловцах были одинаковые маски, в неволе же за воронами ухаживали люди в разных масках. Так продолжалось месяц. Затем воронам вводили радиоизотопную метку и показывали им человека либо в маске ловца, либо в маске смотрителя. Радиоизотопы на какое-то время скапливались в тех частях мозга, которые активизировались во время нахождения рядом с этим человеком. Затем воронам вводили легкий наркоз и проводили позитронно-эмиссионную томографию мозга, выявлявшую области недавней активности. Маска ловца вызывала активность в миндалине и некоторых участках ствола, то есть это лицо было связано у птицы со страхом и необходимостью спасаться. Маска смотрителя активировала область, аналогичную хвостатому ядру, которое у собак связано с положительными эмоциями, мотивацией и желанием приблизиться.
Наличие у этих животных способности распознавать лица не так уж удивительно. Судя по всему, она имеется у многих общественных видов. Коровы по-разному реагируют на изображения знакомых и незнакомых соплеменниц[103], слоны, как и дельфины, узнают себя в зеркале[104]. Вот у кошек пока не очень понятно, различают они лица или нет. Может, им просто все равно[105].
Эксперимент с предметной отнесенностью слов затянулся на гораздо более долгий срок, чем мы рассчитывали. И только когда мы предельно упростили задания, собаки начали демонстрировать что-то выходящее за рамки случайного тыка. Два слова, два предмета, но даже на такую малость у нас ушло полгода. Хозяева тренировали собак дома, и каждые две недели мы отслеживали их успехи, давая каждый раз по десять попыток. Два объекта помещались у стены, и собака должна была выбрать названный хозяином. Когда у собаки получалось правильно указать восемь из десяти, мы переходили к томографии.
Келли отбор не прошла.
Я был слишком занят разработкой эксперимента, и на то, чтобы дрессировать собственную собаку, выводя ее на требуемый уровень, не оставалось ни времени, ни сил. Но обкатка, проведенная с ее участием, помогла облегчить задачу остальным испытуемым.
Даже у тех собак, которые достигли 80-процентной планки, трудно было определить, что именно они понимают. В ходе тестирования у каждой выработались собственные «заскоки»: кто-то упорно выбирал одну и ту же сторону, хотя мы каждый раз меняли предметы местами, другие выбирали один и тот же предмет. Причем предпочтения варьировались от тренировки к тренировке. Тем не менее нужно было переходить к сканированию, дальнейшее промедление грозило бунтом: хозяевам уже надоело отрабатывать это задание, и черепаший темп эксперимента снижал общую мотивацию. Поэтому мы назначили дату сканирования для первой группы испытуемых.
Поскольку я не мог предсказать, как пройдет этот этап эксперимента, важно было разработать его с учетом нескольких возможных исходов. Основная задача состояла в том, чтобы с помощью фМРТ посмотреть, как испытуемые обрабатывают те два слова, которым их научили. Задача не из легких. Даже если собаки понимают разницу между словами, на снимках мозга она может быть выражена недостаточно четко. Она и у человека не всегда выражена, а в нашем случае, в отличие от экспериментов Галланта, все осложнялось тем, что слова были семантически схожими – оба обозначали предметы. Возможно, резкое различие между предметами по какому-то параметру – материалу или размерам – позволило бы выявить разницу в тех участках мозга, которые эти параметры обрабатывают. Но рассчитывать на это не стоило.
Поэтому мы добавили контрольное условие, которое часто используется в человеческих языковых экспериментах, – бессмысленные слова. Мы взяли названия всех предметов, на которых хозяева тренировали своих собак, и обработали с помощью компьютерной программы, которая генерирует бессмыслицу, совпадающую со значащими словами по числу слогов и диграфов (диграфы в английском – это двухбуквенные сочетания типа sh или ng). В результате у нас получились такие наборы звуков, как «боббу», «пранг», «клофт» и «зельв». Теперь можно было сравнивать отклики не только на выученные собаками слова, но и на бессмысленные.
Собаки, разумеется, понятия не имели, какие слова существуют в английском языке на самом деле, а какие просто сгенерированы. Если мы увидим разницу в отклике мозга на реальные и бессмысленные слова, это будет означать, что животные по крайней мере отличают часто повторяемое от услышанного впервые.
И наконец, мы добавили еще одно контрольное условие. После каждого произнесенного слова собакам будут демонстрировать предмет. В большинстве случаев – именно названный, но примерно в трети попыток предмет будет незнакомым. Если собака понимает значение произнесенного слова, замена предмета ее удивит, и удивление будет заметно по активности мозга. Кроме того, после бессмысленных слов предмет всегда будет предъявляться незнакомый – для дополнительного контроля.
С этапом МРТ-сканирования большинство собак справились хорошо. Разве что бессмыслицу людям было интереснее произносить, чем собакам слушать. Нескольких собак знакомые слова приводили в возбуждение – вплоть до выскакивания из томографа на поиски названного предмета. Увы, несмотря на очевидное доказательство понимания слова, в этом случае мы лишались возможности получить данные нейровизуализации. Однако в основном собаки находили в себе силы удержаться на месте, обеспечив нам в итоге выборку из двенадцати сканов
Мы правильно сделали, что включили в тестирование бессмыслицу. Псевдослова десятилетиями использовались в исследованиях языка у человека, но там отклики на них зависят от заданий. В отличие от реальных слов, псевдослова не возбуждают задние языковые области височных долей, отвечающие, судя по всему, за анализ семантики. Поскольку семантическое значение у псевдослов отсутствует, анализа не происходит. Однако они вызывают более выраженную активность в верхней височной доле, чем реально существующие. Верхняя височная доля – первичная слуховая область, где обрабатываются самые общие аспекты слуховой информации, такие как громкость и тембр. Именно эта зона, как мы обнаружили, получает слуховые входы и у дельфинов. Повышенная активность в верхней височной доле при отклике на несуществующие слова объясняется их новизной. Незнакомое слово привлекает внимание и требует бóльших усилий для обработки[106].
Ровно то же самое мы наблюдали и у собак. Бессмысленные слова провоцировали бóльшую активность в верхней части височных долей, чем знакомые. Это доказывает, что собаки могут отличить усвоенное слово от услышанного впервые.
Помимо этого, результаты подчеркнули фундаментальную разницу между собаками и людьми. Несмотря на наличие у собак зачаточной способности отличать значимые слова от бессмыслицы, эксперимент никак не подтвердил, что они воспринимают знакомые слова как обозначения предметов. Будь это так, мы наблюдали бы повышение активности в какой-нибудь зоне, связанной с узнаванием, – в другой части слуховой системы или в зрительной коре. Однако выученные слова, наоборот, вызывают меньшую активность. То есть знакомые слова – это уже нечто привычное и освоенное, а вот новые требуют повышенного внимания.
Новизна активизирует когнитивные процессы, имеющие первостепенное значение для выживания. Для животного новизна может подразумевать и новый источник пищи, и встречу с незнакомым хищником. Непривычные события требуют немедленной реакции, а также изменяют связи между нейронами – так животное обучается на своем опыте. У человека происходит то же самое, однако новизна, кроме того, приводит в действие системы обработки символических и семантических значений. Сталкиваясь с чем-то новым, мы невольно пытаемся его классифицировать. У собак же, судя по результатам нашего фМРТ, обработка лингвистической информации не заходит дальше распознавания новизны. По крайней мере, в ходе нашего эксперимента в собачьем мозге ничего похожего на процессы восприятия языка у человека не обнаружилось.