Интеллект собак: когнитивные способности и восприятие мира

Введение

Интеллектуальные способности собак

Интеллект собак, или когнитивные способности собак, — это процесс приобретения информации и концептуальных навыков, их хранения в памяти, извлечения, объединения и сравнения, а также применения в новых ситуациях. Исследования показали, что собаки демонстрируют множество поведенческих признаков, связанных с интеллектом. Они обладают развитыми навыками памяти и способны понимать и адекватно реагировать на язык тела человека, такой как жесты и указания, а также на голосовые команды. Собаки проявляют понимание теории разума, прибегая к обману, и самосознание, определяя свой собственный запах в ходе "обонятельного теста", который предлагается как обонятельный эквивалент зеркальному тесту.

Эволюционная перспектива

Собаки часто использовались в исследованиях когнитивных способностей, включая изучение восприятия, осознанности, памяти и обучения, в частности, в исследованиях классического и оперантного обусловливания. В ходе этих исследований ученые-этологи обнаружили удивительный набор социальных когнитивных способностей у домашних собак, которыми не обладают ни их ближайшие дикие родственники, ни другие высокоинтеллектуальные млекопитающие, такие как большие обезьяны. Скорее, эти навыки схожи с некоторыми социальными когнитивными навыками человеческих детей. Однако, вопрос о том, можно ли считать когнитивную эволюцию человека и животных "независимой", остается открытым. Когнитивные способности собак неизбежно формировались на протяжении тысячелетий взаимодействия с человеком. В 2014 году исследование генома, сравнивающее ДНК волков и собак, показало, что у собак не наблюдается сниженной реакции страха, а, напротив, повышена синаптическая пластичность. Синаптическая пластичность широко рассматривается как клеточный механизм обучения и памяти, и это изменение могло повлиять на способности собак к обучению и запоминанию. Большинство современных исследований когнитивных способностей собак сосредоточено на домашних собаках, живущих в семьях в развитых странах, что составляет лишь небольшую часть популяции собак. Собаки из других популяций могут демонстрировать иное когнитивное поведение. Стенли Корен использовал данные опросов судей соревнований по послушанию для ранжирования пород собак по уровню интеллекта и опубликовал результаты в своей книге 1994 года «Интеллект собак».

Восприятие

Восприятие относится к психическим процессам, посредством которых входящая сенсорная информация организуется и интерпретируется для представления и понимания окружающей среды. Восприятие включает в себя такие процессы, как отбор информации посредством внимания, организация сенсорной информации путем группировки и идентификация событий и объектов. У собак обонятельная информация (чувство обоняния) особенно выражена (по сравнению с человеком), но их органы чувств также включают зрение, слух, вкус, осязание и проприоцепцию. Существуют также доказательства того, что собаки ощущают магнитное поле Земли. Один исследователь предположил, что собаки воспринимают течение времени по мере рассеивания запахов.

Осознание

Понятие "постоянство объекта" относится к способности животного понимать, что объекты продолжают существовать, даже когда они выходят за пределы поля зрения. Эта способность отсутствует при рождении, и психолог развития Жан Пиаже описал шесть стадий развития постоянства объекта у человеческих младенцев. Аналогичный подход применялся к собакам, и есть данные, свидетельствующие о том, что собаки проходят через схожие стадии и достигают продвинутой пятой стадии к 8 неделям. На этой стадии они способны отслеживать "последовательное видимое перемещение", когда экспериментатор прячет объект за несколько экранов, прежде чем оставить его за последним. Неизвестно, достигают ли собаки 6-й стадии модели развития постоянства объекта Пиаже. В 2014 году исследование с использованием магнитно-резонансной томографии показало наличие областей, отвечающих за восприятие голоса, в мозге собак, и продемонстрировало, что паттерн их активности в передних височных областях, связанных с голосом, аналогичен таковому у людей. Собаки способны успешно проходить "обонятельный тест", что может указывать на потенциальную самосознательность в обонятельном плане, а также демонстрируют осознание размеров и движений собственного тела.

Социальное обучение: наблюдение и ранжирование

Собаки способны к обучению посредством простого подкрепления (например, классического или оперантного обусловливания), но также учатся, наблюдая за людьми и другими собаками. Одно исследование было направлено на выяснение, адаптируют ли собаки, участвующие в совместной игре, свое поведение к состоянию внимания своего партнера. Экспериментаторы заметили, что сигналы к игре подавались только тогда, когда собака удерживала внимание партнера. Если партнер отвлекался, собака сначала предпринимала попытки привлечь внимание, прежде чем подать сигнал к игре. Щенки быстро осваивают поведение, следуя примеру опытных собак. Социальный статус собак влияет на их успехи в ситуациях социального обучения. В социальных группах с четкой иерархией доминирующие особи являются более влиятельными демонстраторами, а передача знаний, как правило, однонаправленная – от более высокого ранга к более низкому. В эксперименте по решению проблем доминирующие собаки, как правило, показывали лучшие результаты, чем подчиненные, наблюдая за действиями человека-демонстратора, что отражает доминирование человека в группах «собака-человек». Подчиненные собаки лучше всего учатся у доминирующей собаки, занимающей соседнюю позицию в иерархии. В одном исследовании щенкам предъявили коробку и показали, что при нажатии на рычаг управляющим из коробки выкатывается мяч. Затем управляющий позволил щенку поиграть с мячом, сделав его внутренней наградой. После этого щенкам разрешили взаимодействовать с коробкой. Примерно три четверти щенков впоследствии коснулись рычага, и более половины успешно высвободили мяч, по сравнению с 6% в контрольной группе, которая не наблюдала за манипуляциями человека с рычагом. Собаки могут следовать за сигналами, указывающими направление внимания человека. В одном задании награду прятали под одним из двух ведер. Экспериментатор затем указывал на местонахождение награды, постукивая по ведру, указывая на него, кивая головой или просто глядя на него. Собаки следовали этим сигналам, превосходя в этом шимпанзе, волков и человеческих младенцев; даже щенки с ограниченным опытом общения с людьми показывали хорошие результаты. Собаки способны следовать за указаниями человека. Новогвинейские поющие собаки – полудикие протособаки, эндемичные для отдаленных альпийских регионов Новой Гвинеи, и они также могут следовать за указаниями человека, как и австралийские динго. Оба вида демонстрируют способность распознавать человеческие жесты, которая возникла на ранних этапах одомашнивания без искусственного отбора. Собаки и волки также способны следовать за более сложными указаниями, выполняемыми другими частями тела, кроме руки и кисти человека (например, локтем, коленом, ногой). В целом, собаки обладают рядом когнитивных способностей, необходимых для понимания коммуникации как информации; однако, данные о понимании собаками референциальности и психических состояний других существ остаются спорными, и неясно, общаются ли сами собаки с информативными намерениями. Для успешного выполнения собаками традиционных задач, управляемых человеком (например, следования за указанием человека), необходимы как соответствующий жизненный опыт общения с людьми – включая социализацию с людьми в критический период социального развития, – так и возможность ассоциировать части тела человека с определенными результатами (например, получение пищи от человека, бросание или пинание мяча человеком и т.д.).

Dogs are capable of learning through simple reinforcement (e. g., classical or operant conditioning), but they also learn by watching humans and other dogs. One study investigated whether dogs engaged in partnered play would adjust their behavior to the attention state of their partner. The experimenters observed that play signals were only sent when the dog was holding the attention of its partner. If the partner was distracted, the dog instead engaged in attention getting behavior before sending a play signal. Puppies learn behaviors quickly by following examples set by experienced dogs. The social rank of dogs affects their performance in social learning situations. In social groups with a clear hierarchy, dominant individuals are the more influential demonstrators and the knowledge transfer tends to be unidirectional, from higher rank to lower. In a problem solving experiment, dominant dogs generally performed better than subordinates when they observed a human demonstrator's actions, a finding that reflects the dominance of the human in dog human groups. Subordinate dogs learn best from the dominant dog that is adjacent in the hierarchy. In one study, puppies were presented with a box, and shown that, when a handler pressed a lever, a ball would roll out of the box. The handler then allowed the puppy to play with the ball, making it an intrinsic reward. The pups were then allowed to interact with the box. Roughly three quarters of the puppies subsequently touched the lever, and over half successfully released the ball, compared to only 6% in a control group that did not watch the human manipulate the lever. Similarly, dogs may be guided by cues indicating the direction of a human's attention. In one task a reward was hidden under one of two buckets. The experimenter then indicated the location of the reward by tapping the bucket, pointing to the bucket, nodding at the bucket, or simply looking at the bucket. The dogs followed these signals, performing better than chimpanzees, wolves, and human infants at this task; even puppies with limited exposure to humans performed well. Dogs can follow the direction of pointing by humans. New Guinea singing dogs are a half wild proto dog endemic to the remote alpine regions of New Guinea and these can follow human pointing as can Australian dingoes. These both demonstrate an ability to read human gestures that arose early in domestication without human selection. Dogs and wolves have also been shown to follow more complex pointing made with body parts other than the human arm and hand (e. g. elbow, knee, foot). Overall, dogs appear to have several cognitive skills necessary to understand communication as information; however, findings on dogs' understanding of referentiality and others' mental states are controversial and it is not clear whether dog themselves communicate with informative motives. For canines to perform well on traditional human guided tasks (e. g. following the human point) both relevant lifetime experiences with humans—including socialization to humans during the critical phase for social development—and opportunities to associate human body parts with certain outcomes (such as food being provided by humans, a human throwing or kicking a ball, etc.) are required.

Эпизодическая память

Собаки демонстрируют память, подобную эпизодической, воспроизводя прошлые события, включавшие сложные действия людей. В исследовании 2019 года была выявлена корреляция между размером собаки и функциями памяти и самоконтроля, при этом более крупные собаки значительно лучше справлялись с этими функциями, чем более мелкие. Однако в этом исследовании размер мозга не предсказывал способность собаки понимать указательные жесты человека и не был связан с их дедуктивными и практическими способностями к рассуждению. Исследование 2018 года, посвященное когнитивным способностям собак, показало, что различные животные, включая свиней, голубей и шимпанзе, способны запоминать, что, где и когда произошло событие, в отличие от собак.

Учиться и использовать слова

Различные исследования показали, что собаки легко запоминают названия предметов и могут принести конкретный предмет из множества других, услышав его название. Например, в 2008 году бордер-колли по имени Бетси знала более 345 слов в тесте на поиск по названию, и она также могла соотнести предмет с его фотографическим изображением, даже если видела и то, и другое впервые. В другом исследовании собака наблюдала, как экспериментаторы передают друг другу предмет, называя его в предложении. Впоследствии собака приносила этот предмет по названию. У людей "быстрое сопоставление" – это способность формировать быстрые и приблизительные гипотезы о значении нового слова после всего лишь одного знакомства с ним. В 2004 году исследование с бордер-колли Рико показало, что он способен к быстрому сопоставлению. Рико изначально знал названия более чем 200 предметов. Он определял названия новых предметов методом исключения, то есть, понимая, что новый предмет – это тот, название которого он еще не знает. Рико правильно находил такие новые предметы сразу и через четыре недели после первого знакомства. Рико также мог понимать фразы, такие как "принеси носок", разбирая их на отдельные слова (а не воспринимая фразу как одно слово). Рико мог также отдать носок конкретному человеку. Этот результат сопоставим с уровнем развития трехлетних детей. Некоторые исследования показывают, что, хотя собаки легко различают знакомые слова и бессмысленные наборы звуков, им сложнее различать знакомые слова и бессмысленные слова, отличающиеся лишь одним звуком, поскольку измерения активности мозга собак не выявили различий в реакции на знакомое слово и похожее, но бессмысленное слово. Это говорит о том, что способность собак к обработке слов соответствует уровню развития 14-месячного ребенка. Исследование с использованием фМРТ показало, что мозг собаки без обучения различает знакомый и незнакомый язык. Исследование также показало, что пожилые собаки лучше различают разные языки, что указывает на влияние длительности воздействия на язык.

Various studies have shown that dogs readily learn the names of objects and can retrieve an item from among many others when given its name. For example, in 2008, Betsy, a Border Collie, knew over 345 words by the retrieval test, and she was also able to connect an object with a photographic image of the object, despite having seen neither before. In another study, a dog watched as experimenters handed an object back and forth to each other while using the object's name in a sentence. The dog subsequently retrieved the item given its name. In humans, "fast mapping" is the ability to form quick and rough hypotheses about the meaning of a new word after only a single exposure. In 2004, a study with Rico, a Border Collie, showed he was able to fast map. Rico initially knew the labels of over 200 items. He inferred the names of novel items by exclusion, that is, by knowing that the novel item was the one that he did not already know. Rico correctly retrieved such novel items immediately and four weeks after the initial exposure. Rico was also able to interpret phrases such as "fetch the sock" by its component words (rather than considering its utterance to be a single word). Rico could also give the sock to a specified person. This performance is comparable to that of 3 year old humans. Some research has suggested that while dogs can easily make a distinction between familiar known words and nonsensical dissimilar words, they struggle to differentiate between known familiar words and nonsense words that differ by only a single sound, as measurements of the dogs' brain activity showed no difference in response between a known word and a similar but nonsensical word. This would give dogs the word processing capability equivalent to the average 14 month human infant. An fMRI study found that the dog brain distinguished, without training, a familiar from an unfamiliar language. The study also found that older dogs were better at discriminating one language from the other, suggesting an effect of the amount of exposition to the language.

Эмоции

Исследования показывают, что собаки испытывают сложные эмоции, такие как ревность и предвкушение. Однако, поведенческие проявления, напоминающие человеческие эмоции, следует интерпретировать с осторожностью. Например, в своей книге «Хорошая натура» (1996 год) этолог Франс де Ваал описывает эксперимент, посвященный изучению вины и упреков, проведенный на самке сибирского хаски. Собака имела привычку рвать газеты, и когда ее хозяин возвращался домой и обнаруживал разорванные газеты, ругая ее, она демонстрировала поведение, похожее на вину. Однако, когда хозяин рвал газеты без ведома собаки, она «выражала ту же самую «вину», что и когда сама создавала беспорядок». Де Ваал заключает, что собака не испытывала истинной вины в человеческом понимании, а скорее просто предвидела упрек. Одной из сложностей в изучении эмоций у нечеловеческих животных является то, что они не могут выразить свои чувства вербально. Тем не менее, эмоции собак можно изучать косвенно с помощью когнитивных тестов, называемых тестами когнитивной предвзятости, которые измеряют когнитивную предвзятость и позволяют делать выводы о настроении животного. Исследователи обнаружили, что собаки, страдающие от тревоги разлуки, демонстрируют более выраженную негативную когнитивную предвзятость по сравнению с собаками, не испытывающими тревоги разлуки. С другой стороны, при лечении тревоги разлуки у собак медикаментозно и с помощью поведенческой терапии их когнитивная предвзятость становится менее негативной, чем до начала лечения. Кроме того, введение окситоцина, а не плацебо, вызывает более позитивную когнитивную предвзятость и позитивные ожидания у собак. Таким образом, предлагается использовать тест когнитивной предвзятости для мониторинга положительных эмоциональных состояний и, следовательно, благополучия собак. Существуют доказательства того, что собаки способны различать эмоциональные выражения на лицах людей. Более того, они, кажется, реагируют на лица схожим с человеческим образом. Например, люди склонны фокусировать взгляд на правой стороне лица, что может быть связано с использованием правого полушария мозга для распознавания лиц. Исследования показывают, что собаки также фиксируют взгляд на правой стороне человеческого лица, но не на лице других собак или других животных. Собаки – единственный не примат вид, обладающий такой способностью.

Studies suggest that dogs feel complex emotions, like jealousy and anticipation. However, behavioral evidence of seemingly human emotions must be interpreted with care. For example, in his 1996 book Good Natured, ethologist Frans de Waal discusses an experiment on guilt and reprimands conducted on a female Siberian Husky. The dog had the habit of shredding newspapers, and when her owner returned home to find the shredded papers and scold her she would act guilty. However, when the owner himself shredded the papers without the dog's knowledge, the dog "acted just as 'guilty' as when she herself had created the mess." De Waal concludes that the dog did not display true guilt as humans understand it, but rather simply the anticipation of reprimand. One limitation in the study of emotions in non human animals, is that they cannot verbalize to express their feelings. However, dogs' emotions can be studied indirectly through cognitive tests, called cognitive bias test, which measure a cognitive bias and allow to make inference about the mood of the animal. Researchers have found that dogs suffering from separation anxiety have a more negative cognitive bias, compared to dogs without separation anxiety. On the other hand, when dogs' separation anxiety is treated with medications and behavior therapy, their cognitive bias becomes less negative than before treatment. Also administration of oxytocin, rather than a placebo, induces a more positive cognitive bias and positive expectation in dogs. It is therefore suggested that the cognitive bias test can be used to monitor positive emotional states and therefore welfare in dogs. There is evidence that dogs can discriminate the emotional expressions of human faces. In addition, they seem to respond to faces in somewhat the same way as humans. For example, humans tend to gaze at the right side of a person's face, which may be related to the use of right brain hemisphere for facial recognition. Research indicates that dogs also fixate the right side of a human face, but not that of other dogs or other animals. Dogs are the only non primate species known to do so.

Решение проблем

Динамика, связанная с полом, является важным фактором, вносящим вклад в индивидуальные различия в когнитивных способностях домашних собак при многократном решении задач. Диңго, выращенные в неволе (Canis dingo), демонстрируют лучшие результаты, чем домашние собаки, при решении проблем, не требующих социального взаимодействия. Другое исследование показало, что после обучения решению простой манипулятивной задачи, собаки, столкнувшись с неразрешимой версией той же задачи, обращаются к человеку, в то время как социализированные волки этого не делают. Современные домашние собаки используют людей для решения своих проблем.

Обучение путем вывода

Собаки, как и дети, способны к обучению посредством умозаключений.

Теория разума

"Теория разума" – это способность приписывать ментальные состояния – убеждения, намерения, желания, притворство, знания и т.д. – себе и другим, а также понимать, что у других людей есть убеждения, желания, намерения и точки зрения, отличные от собственных. Существуют некоторые данные, свидетельствующие о том, что собаки демонстрируют признаки теории разума, прибегая к обману. Например, один наблюдатель сообщил, что собака спрятала украденное лакомство, усевшись на него, пока его законный владелец не вышел из комнаты.