개는 인간의 얼굴을 어떻게 인식합니까?

송곳니 뇌는 인간의 얼굴을 특별히 인식하는 영역을 개발했습니다.

출처 : 크리에이티브 커먼즈 라이센스 CC0

저는 최근 개 사육자 협회 (IACP) 회의에서 처음 만난 개 트레이너로부터 메모를 받았습니다. 그녀는 부분적으로 다음과 같이 썼다.

“나는 초보자 개 순종 수업을 가르치고 있었고, 어린 스패니얼 믹스 개를 훈련시키려는 한 여성이 어려움을 겪고있는 것으로 보였다. 그녀는 강아지와 함께 좌절감을 느끼고 있었고, 그 얼굴을 보지 않으려 고하는 듯 보였습니다.

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“개가 인간의 얼굴을 인식 할 수 있다는 것을 보여주는 몇 가지 데이터가 있음을 기억하고, 개가 볼 수있는 감정에 반응합니다. [여기를 클릭하면 자세한 내용을 볼 수 있습니다]. 더구나, 개가 부정적인 표현에 잘 반응하지 않는 것처럼 보였습니다. [더 자세한 것은 여기를 클릭하십시오]. 그래서 나는 그녀에게 ‘개들은 정말 인간의 얼굴을 잘 읽으므로 웃는 얼굴로, 또는 적어도 분명한 표정을 짓지 않고 개에게서 더 나은 반응을 얻을 수 있다고 말했다. “

“그 여자는 나에게 화를 냈고 나에게 말했다. 내 개는 겨우 6 개월입니다. 그는 인간의 얼굴에 대해 어떻게 알았을까요? 그는 개이기 때문에 강아지 얼굴에 대해서는 알지만 인간의 얼굴에 대해서는 알지 못합니다. 제가 얼굴에 표정을 이해하도록 가르치고있는 것 같지 않습니다. 어쩌면 화가 났을 때마다 미소 짓고 때릴 때마다 그에게 대접 할 수 있습니다. 나는이 어린 개가 인간의 얼굴에 대해 이해할 수있는 능력이 있다고 믿지 않는다. “

“일부 연구원은 개가 얼굴을 이해해야한다는 능력은 배운 것이 아니라 선천적이라고 생각하는 것처럼 보였습니다. 그러나 나는 세부 사항을 기억하지 못하고 정확하게 대답하는 방법을 몰랐습니다. 사실이 뭔지 나에게 말해 줄 수 있니? “

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사실, 상황은 정말 간단합니다. 개를 두뇌로 표현하면 인간의 얼굴을 인식 할 수 있습니다. 물론 이것을 증명하는 것이 반드시 쉬운 것은 아니지만 여러 연구가이 결론을 이끌어냅니다.

초기 연구의 두 개의 개별 라인은 얼굴 인식이 특별하다는 것을 보여주었습니다. 첫 번째 사람은 인간을보고 인간의 얼굴을 인식하도록 특별히 설계된 것으로 보이는 인간의 뇌 영역이 있음을 발견했습니다. 그 영역은 뇌의 측두엽 (temporal lobe)에 위치하는데, 이것은 뇌의 측면에있는 피질의 중간 부분에 위치하고 귀 뒤에 약간 있습니다. 이 지역의 중요성에 대한 첫 번째 증거는 뇌의이 부분에 손상을 입히고 “얼굴 실명”의 한 형태 인 prosopagnosia 를 일으킨 환자에게서 나왔습니다. 이 문제를 가진 사람들은 익숙한 얼굴과 심지어는 거울 속의 자신의 얼굴까지도 인식하는 데 어려움을 겪지 만 대상을 인식하는 기능과 같은 정신 기능의 다른 측면에는 영향을 미치지 않습니다.

연구의 두 번째 라인은 뇌의 시간 영역에서 단일 신경 세포의 활동을 측정하는 것이 었습니다. 원숭이에서는 동물이 원숭이 얼굴을보고있을 때 반응하도록 특별히 조율 된 세포가 있음이 밝혀졌습니다. 연구 결과가 양의 뇌에서 같은 부위를 보았을 때 전형적인 양 모양의 얼굴에 특이 적으로 반응하는 세포를 발견했습니다. 까마귀의 두뇌의 해당 지역에서 유사한 세포가 발견 될 수 있다는 연구 결과가 있습니다. 까마귀가 조류 모양의 얼굴을 볼 때 반응하도록 조율됩니다.

따라서 연구자들은 많은 동물 종들이 conspecifics (같은 종의 동물에 대한 기술적 용어)를 인식하도록 특별히 고안된 뇌에 한 영역을 가지고 있다고 결론 내리기 시작했다. 그 연구가 흥미로운 방향으로 나아 갔다. 과학자들은 “개들이 인간의 얼굴과 표현을 인식하는 데 아주 뛰어남을 행동 테스트에서 보여주는 경우, 개 얼굴에 맞춰 조정 된 세포뿐만 아니라 반응하도록 조정 된 세포도 뇌에 추가적으로 얼굴을 조정 한 세포를 가질 가능성이 있습니다. “이 질문을 탐구하는 연구의 첫 번째 사례 중 하나는 멕시코 자치 대학 (National Autonomous University)의 신경 생물학 연구소 (Neurobiology Institute)의 Laura Cuaya가 이끄는 연구원 팀에서 나왔습니다.

이 연구에서 사용 된 방법은 뇌 스캔, 특히 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)의 새로운 발전을 이용합니다. 이것은 뇌의 신경 세포 그룹이보다 활발하게 반응하기 시작할 때 혈류량과 산소 수준의 변화를 감지하여 특정 뇌 구조의 활동 수준을 측정하는 기술입니다. 증가 된 신경 활동은 뇌의 한정된 영역에서 자기장의 성격을 변화시키는 경향이 있으며 이것은 측정 될 수 있습니다. 따라서 뇌 영역의 많은 수의 세포가 특정 얼굴 특성에 맞춰져 있고 동시에 활성화되는시기가 많아지면 스캐너에서 쉽게 감지 할 수 있습니다.

실제로 개를 fMRI 기반 연구에 참여시키는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 검사를 받으려면 일정 시간 동안 MRI 장치의 밀폐 된 공간에서 개를 움직이지 않아야합니다. 개는 또한 회전 장치, 시끄러운 덩어리, 앞머리 등의 소리를 포함하는 MRI의 수술로 만들어진 많은 시끄러운 소리를 무시해야합니다. 그 중 어떤 것은 개를 놀래켜 움직일 것으로 예상됩니다. 따라서 집중 훈련 (개와 수개월의 작업을 수반 할 수도 있음)은 실제로 데이터를 수집하기 전에 필요합니다. 이 경우 7 마리의 개가 연구에 필요한 fMRI 측정을 견뎌내도록 훈련되었습니다.

일단 스캐너 내부에 앉아서 두뇌 활동을 모니터링하는 동안 강아지는 인간의 얼굴 사진 (중립적 인 감정적 인 표현) 또는 일반적인 물건 (예 : 커피 컵이나 시계 등) 사진을 보였습니다.

그 결과는 상대적으로 모호했다. 인간의 얼굴이 나타 났을 때 강아지에서 가장 활발하게 반응 한 뇌 영역은 복부 측두 피질 (측두엽 피질의 앞쪽 부분)이었으며이 부위는 얼굴이 아닌 물체의 이미지에 상대적으로 반응하지 않았습니다. 이것은 대략 단일 세포 측정을 사용하여 테스트 한 다른 동물의 동일한 종 얼굴의 인식에 관여하는 뇌의 동일한 영역에 해당합니다. 그래서 개는 개 얼굴에 반응하는 뇌의 같은 부위에서 인간의 얼굴에 반응합니다.

왜 이런 일이 일어나야합니까? 하나의 가능성은 공동 진화 (co-evolution)라고 불리는 과정으로, 한 종의 진화가 다른 종의 진화 적 변화에 영향을 미친다. 개가 인간 환경을 공유하는 종으로 진화 해 왔기 때문에 그 환경에있는 사람들에게보다 효율적으로 반응하는 것은 적응력이 될 것이며 얼굴을 인식하는 것이 이것의 한 측면이 될 것입니다.

또 다른 가능성은 수천년에 걸친 개를 가축화하는 과정에서 인간이 인간의 얼굴과 감정 표현에 정확하게 반응하는 개들을 체계적으로 선택하고 육성했을 수도 있다는 것입니다. 이것은 분명히 사람과 개 사이의 의사 소통을 더 쉽게 만듭니다. 이 능력을 가진 개는 선호되고 양육되고 양육 될 것입니다. 개 행동에 기초한 선택 교배가 모두 진행되는 동안 신경 수준에서 인간은 모르는 사이에 인간의 얼굴을 똑같은 방식으로 인식 할 수있는 특정 메커니즘을 가진 두뇌를 가진 개의 개를 선택하는 경우 일 수 있습니다 자신의 종의 동물의 얼굴을 인식 할 수 있습니다. 그렇다면 이것은 교육이나 경험이 필요없는 선천적 인 능력이 될 것입니다.

이 연구의 저자들은 “개가 인간의 얼굴을 인식하는 것이 인간과의 관계를 형성하는 데 필수적인 요소가 될 수 있다고 결론 지었다. 이것은 지금까지 발견 된 증거에 의해 뒷받침되며 개와 다른 동물은 훈련없이 인간의 얼굴을 인식하고 참석할 수 있습니다. ”

그래서 아마도 개를 처리하고 그들의 얼굴을 해석 가능성이 있기 때문에 웃고 피곤한 감정적 인 표현을 피하기 초보자 강아지 트레이너에게 조언을 합리적인 비트 수 있습니다. 그의 두뇌는 분명 그렇게 할 장치가있는 것 같습니다.

참고 문헌

Cuaya LV, Hernández-Pérez R, Concha L (2016). 개 두뇌의 우리의 얼굴 : 기능적 이미징은 인간의 얼굴을 인식하는 동안 일시적인 피질 활성화를 나타냅니다. PLoS ONE 11 (3) : e0149431. doi : 10.1371 / journal.pone.0149431