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Was das fMRI über die Gedanken und Gedanken von Hunden sagen kann

In den ersten Jahrzehnten seiner Karriere beschäftigte sich der Emory-Neurowissenschaftler Gregory Berns mit dem menschlichen Geist. Mithilfe der fMRT-Technologie, die den Blutfluss zu verschiedenen Bereichen des Gehirns verfolgt, suchte er nach Korrelationen zwischen den internen mentalen Mustern der Menschen und ihren realen Verhaltensweisen, Entscheidungen und Vorlieben.

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Dann, im Jahr 2011, nahm er ein neues Objekt der neurowissenschaftlichen Forschung auf: Canis lupus familiaris, auch als domestizierter Hund bekannt. Anstatt wie seit Jahren nur das Verhalten von Hunden zu untersuchen, begannen er und seine Kollegen, die innere Architektur und die Muster des Gehirns von Hunden zu untersuchen und dabei dieselben Werkzeuge zu verwenden, auf die sie sich verlassen, um das Gehirn von Menschen besser zu verstehen.

"Ich war schon immer eine Hundeperson, und als mein Hund starb, ein Mops namens Newton, hat er mir einen Samen in den Sinn gebracht", sagt Berns, der letzte Woche ein neues Buch über seine jüngste Arbeit " How Dogs Love Us" veröffentlichte . "Ich habe mich gefragt, wie Hunde ihre Beziehung zu uns sehen - wenn er mich so geliebt hätte, wie ich ihn geliebt hätte."

Der bloße Blick in das Gehirn eines Hundes war jedoch eine gewaltige Herausforderung: Um eine genaue fMRT-Messung zu erhalten, muss das Subjekt fast vollkommen ruhig bleiben und sich von einem Moment zum nächsten weniger als einen Millimeter bewegen. Anästhesie oder Zurückhaltung der Hunde würden die Experimente ruinieren und ein Bild eines bewusstlosen oder ängstlichen Hundes anstelle eines bequemen, aufmerksamen Hundes erzeugen.

Um das Problem zu lösen, rekrutierte Berns Hunde aus der örtlichen Gemeinde - beginnend mit einem Hund, den er nach dem Tod von Newtown adoptiert hatte - und trainierte sie nach und nach, eine Reihe von Stufen in einen Tisch hinaufzuklettern, den Kopf auf eine Unterlage im Innentunnel des fMRI zu legen und Sitzen Sie jeweils 30 Sekunden lang still, während die Maschine ihre Arbeit erledigt. Um dem Geräusch des Geräts (das 95 Dezibel überschreiten kann, was dem Geräusch eines Presslufthammers in einem Abstand von 50 Fuß entspricht) zu begegnen, haben sie Ohrenschützer an die Köpfe der Hunde geklebt und Umgebungsgeräusche über die Lautsprecher geleitet, sodass das Geräusch der Maschine nicht abrupt einsetzt. es kam allmählich über Hintergrundgeräusche.

Ein Hund wird trainiert und lernt, wie er seinen Kopf ohne Bewegung auf eine Unterlage legt, damit die Wissenschaftler sein Gehirn scannen können. Foto von Helen Berns

Insgesamt haben sie rund ein Dutzend Hunde erfolgreich ausgebildet, um freiwillig an ihren Studien teilzunehmen. Die Forschung befindet sich noch im Anfangsstadium, doch als Berns 'Team anfängt, die Oberfläche des Hunde-Gehirns zu zerkratzen, stoßen sie auf etwas Überraschendes - in mehrfacher Hinsicht spiegelt die Aktivität die des menschlichen Gehirns in viel stärkerem Maße wider als erwartet .

Als Teil ihres ersten Papiers, das 2012 über die Arbeit veröffentlicht wurde, trainierten sie Hunde, um zwei verschiedene Handzeichen zu erkennen: eines, das bedeutete, dass dem Tier unmittelbar ein Stück Würstchen gegeben werden würde, und eines, das keinen Würstchen bedeutete. Wie sie vermuteten, löste das erste Signal eine erhöhte Aktivität in einem Bereich namens Caudatkern aus, der reich an Rezeptoren für Dopamin ist (ein Neurotransmitter, der an der Empfindung des Vergnügens beteiligt ist). Bei Menschen - und bei Hunden, so die Forschungsergebnisse - hängt die kaudale Aktivität mit dem Wunsch zusammen, etwas zu haben, das Vergnügen bereitet, und der Zufriedenheit, die damit verbunden ist, es zu erlangen.

Nachfolgende Arbeiten ergaben weitere unerwartete Ergebnisse. Im Rahmen eines zweiten Experiments setzten sie Hunde in den Scanner und setzten sie Gerüchen von Menschen (entweder von ihren Besitzern oder von Fremden) und anderen Hunden (von Hunden, mit denen sie zusammenlebten oder unbekannten Hunden) aus. „Wir wollten verstehen, wie Hunde andere Menschen und Hunde in ihren Haushalten erkennen“, sagt Berns. Wiederum stellten sie eine erhöhte Aktivität im Schwanz fest, jedoch nur aufgrund eines der Düfte. "In diesem Fall scheint sich das Belohnungssystem nur als Reaktion auf den Geruch eines vertrauten Menschen zu aktivieren, was ziemlich erstaunlich ist", sagt er.

Um weiter zu untersuchen, wie die Gehirnaktivität der Hunde mit den Handlungen der Menschen, die sie gut kennen, korreliert, setzen sie die Hunde in die fMRT ein und ließen ihre Besitzer den Raum verlassen und wieder eintreten. Auch dies löste eine Aktivierung im Schwanz aus.

Berns 'Hund Callie im fMRI, der eines der Handzeichen zeigt. Bild über PLOS ONE

Berns interpretiert diese Ergebnisse als Indizien dafür, dass sich die mentalen Prozesse von Hunden in gewisser Weise nicht so stark von denen von Menschen unterscheiden. Sie sind nahe genug, schlägt er vor, dass wir sie sicher mit Worten beschreiben können, die wir nicht oft auf Tiere anwenden: Die mentale Aktivität repräsentiert Emotionen und stellt vielleicht sogar Liebe dar. „Auf einer fundamentalen Ebene glauben wir, dass die Hunde Emotionen erleben, wie wir es tun“, sagt Berns.

Er gibt zu, dass die Idee umstritten ist. Die Forschung legt jedoch nahe, dass das menschliche Gehirn und das Hunde-Gehirn sich nicht so grundlegend unterscheiden, wie wir es uns vorgestellt haben.

„Offensichtlich sind die Gehirne von Hunden viel kleiner und haben nicht so viel Kortex wie wir, aber einige der Kernbereiche um den Hirnstamm - die Basalganglien, zu denen der Nucleus caudatus gehört - sehen sehr ähnlich aus Menschen “, sagt er. Hunde haben möglicherweise nicht die Hardware, die für komplexe Gedanken und übergeordnetes Denken erforderlich ist, aber sie haben die relevanten Strukturen für grundlegende Emotionen.

Dies ist auch aus evolutionärer Sicht sinnvoll: Wir haben den stark gefalteten Kortex entwickelt, der für das Denken auf hoher Ebene erforderlich ist, nachdem wir von allen anderen Tierarten abgewichen sind, aber Bereiche wie die Basalganglien haben sich zuvor entwickelt, sodass sich daraus unsere Fähigkeit ergibt, Gefühle hervorzurufen Diese Gebiete existierten vor langer Zeit in unserer Evolutionsgeschichte, in Vorfahren, die wir mit vielen anderen Säugetieren teilen, einschließlich Hunden.

Hundeliebhaber finden diese Ideen offensichtlich, aber Berns 'Arbeit hat eine ganze Menge Kritik auf sich gezogen. Eine der größten Klagen ist gegen seine Verwendung von Worten wie Emotion und Liebe zu Hunden - ihre Bindung an uns ist einfach eine Folge der Konditionierung, von der manche behaupten, dass sie ausschließlich auf dem Wunsch nach Nahrung beruhen, und nicht auf den tieferen emotionalen Verbindungen, die wir für andere empfinden Menschen.

Berns hofft jedoch, darauf mit einer zukünftigen fMRI-Arbeit reagieren zu können, bei der die Gehirnaktivität von Hunden, die über automatisierte Mechanismen gefüttert werden, mit der von Hunden verglichen wird, die von Menschen gefüttert werden. Er hofft zu zeigen, dass Hunde qualitativ unterschiedliche Beziehungen zum Menschen entwickeln, was die Stärke dieser Bindungen unterstreicht.

Er brachte seine Ideen zu dem, was manche Anfang dieses Monats in der New Yorker Zeit als ziemlich extreme Schlussfolgerung bezeichnen könnten, in einem Beitrag, den er mit einer provokanten Überschrift abfasste: Dogs Are People, Too. Wenn Tiere wirklich zu Emotionen fähig sind, die wir normalerweise als typisch menschlich betrachten, sollten sie nicht länger als bloße Gegenstände oder Eigentum behandelt werden, sondern stattdessen einige der Rechte erhalten, die wir mit der Persönlichkeit verbinden - nämlich die Achtung ihrer Vorlieben und Wohlbefinden, das zur Abschaffung von Dingen wie Welpenmühlen und Hunderennen führen würde.

Es ist offensichtlich ein langer Weg - sowohl in Bezug auf wissenschaftliche Erkenntnisse als auch auf politische Änderungen -, bis Hunde wie Menschen behandelt werden. Aber Berns zitiert eine kürzliche Entscheidung des Obersten Gerichtshofs, die sich auf neurowissenschaftliche Beweise stützte (insbesondere die Feststellung, dass das jugendliche Gehirn weniger entwickelt ist als das eines Erwachsenen und daher nicht denselben Strafen unterworfen werden sollte), als Hinweis darauf, dass unsere Gesetze unweigerlich dem folgen werden Wissenschaft. Der nächste Schritt ist, dass er und seine Kollegen immer wieder in die Köpfe von Hunden schauen und herausfinden, wie tief die mentalen Ähnlichkeiten wirklich gehen.

Was das fMRI über die Gedanken und Gedanken von Hunden sagen kann