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सजग fMRI से पता चलता है कि कैसे कैनाइन दिमाग प्रक्रिया उपन्यास शब्द

न्यूरोइमेजिंग कुत्तों को अलग-अलग तरीके से छद्म शब्द और प्रशिक्षित शब्द दिखाते हैं।

“हम खुद कुत्तों से डेटा प्राप्त करना चाहते थे – न कि केवल मालिक की रिपोर्ट।”

एमोरी यूनिवर्सिटी के डॉ। ग्रेगोरी बर्न और उनके सहयोगी कई वर्षों से जागृत-एफएमआरआई विश्लेषण का उपयोग करके कुत्ते के व्यवहार के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन कर रहे हैं। डॉ। बर्न ने द डॉग प्रोजेक्ट की स्थापना की थी, जो कुत्तों को स्वैच्छिक रूप से एक कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) स्कैनर में प्रवेश करने के लिए प्रशिक्षित करता था और उन्हें बिना रोक या छेड़खानी किए स्कैन करने के दौरान भी बना रहता था। अब तक 880 से अधिक कुत्तों को प्रशिक्षित किया जा चुका है।

मैंने उनके ग्राउंडब्रेकिंग कार्य के बारे में कई निबंध पोस्ट किए हैं (कृपया उदाहरण के लिए देखें, “कुत्ते कैसे दुनिया को देखते हैं: मस्तिष्क स्कैन हमें बताएं कि वे क्या देखते हैं,” “कुत्तों में ईर्ष्या: मस्तिष्क इमेजिंग शो वे हमारे समान हैं” और “डॉग्स आर पीपल, टू: वे लव यू एंड मिस अस fMRIs Say”) के साथ-साथ डॉ। बर्न के साथ एक साक्षात्कार के बारे में अपनी पुस्तक के बारे में जिसका नाम है व्हाट इट्स लाइक टू अ डॉग: एंड अदर एडवेंचर्स इन एनिमल न्यूरोसाइंस । इस साक्षात्कार में उन्होंने ध्यान दिया, “अतिव्यापी विषय यह है कि हम जानवरों के दिमागों के कार्य में समानताएं देखते हैं। इसका मतलब है कि सभी जानवर – चाहे कुत्ता हो या इंसान – सभी में कई तंत्रिका प्रक्रियाएं होती हैं। इसलिए जब हम एक कुत्ते के मस्तिष्क के एक ही हिस्से को एक मानव के समान परिस्थितियों में सक्रिय देखते हैं, तो निहितार्थ यह है कि कुत्ता हमारे लिए कुछ समान अनुभव कर रहा है। इंसानों की तरह, हम भी इन प्रतिक्रियाओं में एक कुत्ते से दूसरे कुत्ते में जबरदस्त बदलाव देखते हैं। इसका मतलब है कि कुत्ते, इंसानों की तरह, व्यक्ति हैं। हम जल्दी से ‘क्या यह एक कुत्ता होना पसंद है’ के सवाल से आगे बढ़ रहे हैं ‘क्या यह उस कुत्ते की तरह होना है’। ” कैनाइन गोपनीय में: क्यों कुत्ते वे क्या करते हैं मैंने जोर दिया है कि कोई नहीं है जो हम हैं जन्म के ठीक बाद, इन अद्भुत जानवरों के बीच परिवर्तनशीलता की भारी मात्रा के कारण मज़बूती से “कुत्ते” कह सकते हैं। निश्चित रूप से, कुछ सामान्य रुझान हैं, लेकिन जो चीज मेरी आंख को पकड़ती है, वह है कुत्तों के बीच की भारी-भरकम परिवर्तनशीलता, जिसमें लिटरमेट्स, भाई-बहन, और एक ही नस्ल या मिश्रण के अन्य सदस्य शामिल हैं।

बर्न और उनके सहयोगी का काम जारी है और उन्होंने हाल ही में फ्रंटियर्स ऑफ न्यूरोसाइंस में एक निबंध प्रकाशित किया है जिसका नाम है “अवेक एफएमआरआई रिवील ब्रेन रीजन फॉर नोवल वर्ड डिटेक्शन इन डॉग्स” जो ऑनलाइन मुफ्त में उपलब्ध है। इस शोध का एक सटीक सारांश एक शीर्षक में पाया जा सकता है, जिसका शीर्षक है “वैज्ञानिकों ने कुत्तों के शब्दों का रहस्य कैसे जाना।” इस अध्ययन का औचित्य इस प्रकार है: “कई कुत्ते के मालिक सोचते हैं कि उनके कुत्ते जानते हैं कि कुछ शब्दों का क्या अर्थ है, लेकिन वास्तव में इसका समर्थन करने के लिए बहुत वैज्ञानिक प्रमाण नहीं हैं, “एशले प्राइसहार्ड, एक पीएच.डी. एमोरी के मनोविज्ञान विभाग में उम्मीदवार और अध्ययन के पहले लेखक। हम स्वयं कुत्तों से डेटा प्राप्त करना चाहते थे – न कि केवल मालिक की रिपोर्ट। ’डॉ। बर्नस कहते हैं,“ हम जानते हैं कि कुत्तों में मानव भाषा के कम से कम कुछ पहलुओं को संसाधित करने की क्षमता होती है क्योंकि वे मौखिक आदेशों का पालन करना सीख सकते हैं… पिछला हालांकि, अनुसंधान से पता चलता है कि कुत्ते मौखिक आदेशों का पालन करने के लिए कई अन्य संकेतों पर भरोसा कर सकते हैं, जैसे टकटकी, इशारों और अपने मालिकों से भावनात्मक भाव। ”

Courtesy of Gregory Berns

व्यक्तिगत कुत्ते और उनकी प्रशिक्षित वस्तुएँ।

स्रोत: ग्रेगरी बर्न के सौजन्य से

कुत्तों के दिमाग की प्रक्रिया को शब्दों में बदलने के लिए, उनके मानव द्वारा स्वेच्छा से अलग-अलग नस्लों के 12 कुत्तों को दो वस्तुओं को पुनः प्राप्त करने के लिए प्रशिक्षित किया गया था – एक नरम और दूसरा अलग-अलग बनावट – नाम से। प्रशिक्षण के दौरान, मालिकों से पूछा गया कि क्या उनके कुत्ते ने एक वस्तु को दूसरी वस्तु के लिए वरीयता दी है। बहुसंख्यक वस्तु को नरम करना पसंद करते थे और इसे शब्द 1 और ऑब्जेक्ट 1 के रूप में लेबल किया गया था। ज़ोला ने परियोजना को पूरा नहीं किया क्योंकि वह एमआरआई स्कैन को पूरा करने में सक्षम नहीं थी। वहाँ इस्तेमाल किए गए तरीकों के बारे में विवरण अनुसंधान निबंध में पाया जा सकता है।

Courtesy Gregory Berns

एडी, अध्ययन में भाग लेने वाले कुत्तों में से एक, प्रयोगों में इस्तेमाल होने वाले खिलौनों में से दो के साथ fMRI स्कैनर में बना हुआ है

स्रोत: सौजन्य ग्रेगरी बर्न

प्रशिक्षण के बाद, कुत्तों के दिमाग को एमआरआई मशीन में स्कैन किया गया क्योंकि वे दो प्रशिक्षित शब्दों और संबंधित वस्तुओं के संपर्क में थे। (एडी के फोटो के लिए पूर्ण कैप्शन में लिखा है, “अध्ययन में भाग लेने वाले कुत्तों में से एक, एडी, एफएमआरआई स्कैनर में प्रयोग किए गए दो खिलौनों के साथ प्रस्तुत करता है, ‘मंकी’ और ‘पिग्गी।”)) स्यूडोवर्स। एक नियंत्रण के रूप में इस्तेमाल किया गया और उपन्यास वस्तुओं की प्रस्तुति के बाद किया गया। वे “एक बुलबुला छड़ी, बार्बी गुड़िया, भरवां कैटरपिलर, लकड़ी की ट्रेन की सीटी, प्लास्टिक के गमबेल डिस्पेंसर, पीली टोपी, तरबूज सीट कुशन, नेरफ बॉल लॉन्चर आदि शामिल थे।”

Courtesy of Gregory Berns

संपूर्ण मस्तिष्क समूह मानचित्र सभी वस्तुओं बनाम सभी वस्तुओं के लिए बिना किसी सक्रियता के सक्रियण दिखा रहा है।

स्रोत: ग्रेगरी बर्न के सौजन्य से

शोधकर्ताओं ने पता लगाया कि कुत्तों ने स्पष्ट रूप से शब्दों को सुना और एमआरआई स्कैनर में वस्तुओं को देखा। वे लिखते हैं, “सकारात्मक सक्रियण को शब्दों के लिए श्रवण प्रांतस्था के लिए स्थानीयकृत किया गया था और पार्श्विका कॉर्टिकल (चित्र 4; छवि को बाईं ओर) में प्रस्तुति वस्तुओं के लिए नकारात्मक सक्रियण, पुष्टि करता है कि कुत्तों ने शब्दों को सुना और वस्तुओं को देखा।” विश्लेषण, उन्होंने यह भी पाया कि “ब्याज के विरोधाभास का संपूर्ण मस्तिष्क विश्लेषण केवल इसके विपरीत [छद्मदर्शी – प्रशिक्षित शब्द] और” Word1 – word2] के विरोधाभासों का संपूर्ण मस्तिष्क विश्लेषण के लिए सही पार्श्विकामूलक प्रांतस्था के भीतर महत्वपूर्ण सक्रियता का पता चला है। – अनपेक्षित] महत्वपूर्ण नहीं थे क्योंकि कोई भी क्लस्टर ऊपर उल्लिखित स्वर महत्व पर थ्रेसहोल्ड से नहीं बचा था। ”

इसके अतिरिक्त, उन्होंने संभावित मस्तिष्क क्षेत्रों का पता लगाने के लिए सर्चलाइट मल्टीवॉक्स पैटर्न विश्लेषण (एमवीपीए) का इस्तेमाल किया जो शब्दों के विभिन्न अभ्यावेदन के लिए कोड हो सकता है। वे लिखते हैं, “वर्ड 1 बनाम वर्ड 2 का सर्चलाइट मैप, जिसमें प्रशिक्षित शब्दों के भेदभाव में शामिल क्षेत्रों की पहचान की गई थी, ने सूचनात्मक स्वरों के चार समूहों को दिखाया (चित्र 6): पश्च थैलेमस / ब्रेनस्टेम; प्रमस्तिष्कखंड; बाएं टेम्पोरियरिएट जंक्शन (TPJ); और छोड़ दिया पृष्ठीय caudate नाभिक। सात कुत्तों ने 0.63 सटीकता थ्रेशोल्ड (चित्र 7) को पारित करने वाले या बाएं टेम्पोरल कॉर्टेक्स में या उसके निकट सूचनात्मक स्वर साझा किए। उन्होंने यह भी सीखा कि सात कुत्तों ने “बाएं टेम्पोरल और पार्श्विका लोब में गुच्छों को प्रदर्शित किया, जो स्थान शब्द में भेदभाव के बारे में कुछ विषमता का सुझाव देता है।” “जब वे अपने डेटा की तुलना मनुष्यों के लिए जाने जाने वाले शब्दों से करते हैं, तो वे लिखते हैं” जिस तरह से कुत्ते शब्द सीखते हैं वह मनुष्यों की तुलना में अलग है … हालांकि मनुष्य आसानी से शब्दों के अर्थ को विभिन्न प्रकार के संदर्भों में सामान्य करते हैं, ऐसा नहीं हो सकता है कुत्तों के लिए। ”

कुत्तों के कान कुत्तों के दिमाग को क्या बताते हैं: शब्दों का उनके लिए क्या मतलब है?

“… मानव शब्दों के कुत्तों का प्रसंस्करण नवीनता का पता लगाने जैसी बुनियादी प्रक्रियाओं का उपयोग करता है, और कुछ कुत्तों के लिए, श्रवण और हेडोनिक प्रतिनिधित्व भी शामिल हो सकता है।”

इस सेमिनल अध्ययन के परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है। मैं मूल शोध पत्र से कुछ उद्धृत करता हूं ताकि चीजें सही हो जाएं। शोधकर्ता लिखते हैं, “कुत्तों में जाग-एफएमआरआई का उपयोग करते हुए, हमें मानव भाषण के क्षेत्र में श्रवण नवीनता का पता लगाने के लिए तंत्रिका सबूत मिले। इस खोज की पहचान प्रशिक्षित शब्दों के सापेक्ष उपन्यास छद्मविदों के लिए पेरियोटेम्पोरल कॉर्टेक्स में अधिक सक्रियता थी । इस प्रकार, यहां तक ​​कि एक व्यवहारिक प्रतिक्रिया के अभाव में, हम यह प्रदर्शित करते हैं कि कुत्ते मानव भाषण को कम से कम उन विभेदक शब्दों की सीमा तक संसाधित करते हैं जो उन्होंने पहले नहीं सुने हैं। इस तरह की नवीनता का पता लगाने के तंत्र को छद्मवृत्त (ऑडबॉल का पता लगाने) की अपेक्षाकृत कम लगातार प्रस्तुति या उनके साथ जुड़े अर्थ की कमी (लेक्सिकल प्रोसेसिंग) में निहित किया जा सकता है। ”(मेरा जोर)

लेखक यह भी पूछते हैं, “तो कुत्तों के लिए शब्दों का क्या मतलब है?” उनका जवाब: “भले ही हमारे निष्कर्ष कुत्तों के मानव शब्दों के प्रसंस्करण में नवीनता के लिए एक प्रमुख भूमिका का सुझाव देते हैं, लेकिन यह सवाल छोड़ देता है कि शब्द क्या प्रतिनिधित्व करते हैं। एक संभावना यह है कि शब्दों का वस्तुओं के सापेक्ष हेडोनिक मूल्य के अलावा कोई और प्रतिनिधित्व नहीं था। “उनका अंतिम निष्कर्ष पढ़ता है,” ये परिणाम संभावित तंत्रों को उजागर करते हैं जिनके द्वारा कुत्ते शब्दों को संसाधित करते हैं। शब्द नवीनता एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पेरियोटेमपोर्टल क्षेत्र से स्यूडोवॉर्ड्स की मजबूत प्रतिक्रिया से पता चलता है कि कुत्तों के पास उन लोगों से शब्दों को अलग करने की कुछ बुनियादी क्षमता है जो ऐसा नहीं करते हैं। भविष्य के अध्ययनों से पता चलता है कि क्या ये अभ्यावेदन श्रवण क्षेत्र में रहते हैं या क्या ऐसे निरूपण साधन के रूप में अपरिवर्तनीय हैं। “जब मनुष्यों के लिए अपने परिणामों की तुलना करते हैं, तो शोधकर्ता एशले प्राइसहार्ड नोट” लोग आमतौर पर उपन्यास शब्दों की तुलना में ज्ञात शब्दों के लिए अधिक तंत्रिका सक्रियण दिखाते हैं।

तो इस सब का क्या मतलब है?

स्पष्ट रूप से, कुत्तों के दिमाग अलग-अलग शब्दों का पता लगाते हैं, नवीनता के साथ एक महत्वपूर्ण चर है कि यह कैसे और कहाँ किया जाता है। जब परिणामों को समग्र रूप से माना जाता है, तो डॉ। बर्नस कहते हैं कि वर्तमान अध्ययन कुत्तों को दिखाता है कि “उनके द्वारा सिखाए गए शब्दों के अर्थ के लिए एक तंत्रिका प्रतिनिधित्व है, जो केवल निम्न-स्तरीय पावलोवियन प्रतिक्रिया से परे है।” शोधकर्ता भी सावधान हैं। ध्यान दें कि परिणाम उन कुत्तों की नस्लों और मिश्रणों से प्रभावित हो सकते हैं जिनका उन्होंने अध्ययन किया, उनके अलग-अलग आकार और व्यक्तिगत संज्ञानात्मक क्षमताओं में भिन्नता है। उन्होंने यह भी कहा कि उनके निष्कर्ष का मतलब यह नहीं है “एक कुत्ते के साथ संवाद करने के लिए एक मालिक के लिए सबसे प्रभावी तरीका है”। वास्तव में, अन्य शोध भी प्राइसहार्ड और बर्न के नेतृत्व में हुए और हाल ही में वैज्ञानिक रिपोर्टों में प्रकाशित हुए, ने दिखाया कि कुत्तों की तंत्रिका इनाम प्रणाली दृश्य की तुलना में अधिक है और मौखिक लोगों की तुलना में गंध को दर्शाती है। “इन पंक्तियों के साथ, एशले प्राइसिंग नोट।” कुत्ते के दृष्टिकोण से, हालांकि, एक दृश्य कमान अधिक प्रभावी हो सकती है, जिससे कुत्ते को चाल को तेजी से सीखने में मदद मिलेगी। ”

मुझे वास्तव में इस शोध के बारे में पढ़कर और कुत्तों के दिमाग के शब्दों को अलग-अलग तरीके से समझने में मज़ा आया। यह स्पष्ट रूप से पारिस्थितिक रूप से प्रासंगिक अनुसंधान है कि यह वास्तव में एक बहुत ही सामान्य तरीके से टैप करता है, शायद सबसे आम तरीका है, जिसमें मनुष्य और कुत्ते एक दूसरे के साथ संवाद करते हैं। इस तरह के शोध से यह भी पता चलता है कि कुत्ते विज्ञान एक “नरम विज्ञान” नहीं है, और यह विस्तृत न्यूरोबायोलॉजिकल और नैतिक अध्ययन इस बात के बारे में अधिक महत्वपूर्ण है कि कुत्ते किस तरह से बातचीत करते हैं और अपनी दुनिया को समझते हैं।

कुत्तों के आकर्षक संज्ञानात्मक और भावनात्मक जीवन पर अधिक के लिए बने रहें। अभी भी बहुत कुछ सीखना बाकी है।