功能磁共振成像揭示犬类大脑识别人类负面情绪机制

8月11日消息，匈牙利罗兰大学动物行为学家与奥地利维也纳大学、墨西哥国立自治大学研究人员合作，通过功能磁共振成像(fMRI)研究犬类大脑如何处理人类面部情绪。相关论文发表于《iScience》。

研究团队设计了两项实验。为避免犬只对熟人的情感反应影响结果，实验中使用陌生人的面部照片。第一项实验纳入8只18至53个月大的犬只，包括6只边境牧羊犬、1只拉布拉多犬和1只金毛寻回犬。犬只在扫描仪中保持静止姿势，可随时离开设备。实验首先比较快乐与中性人脸图像，照片每次呈现7秒，随后出现12.25秒白屏间隔，每只犬接受5次fMRI扫描。

结果显示，犬只观看快乐表情时，大脑右侧颞叶皮层大片区域出现更明显的血氧水平依赖信号(BOLD信号)，并延伸至尾状核，相关信号簇体积为25327立方毫米。研究人员随后进一步判断该区域是否只对快乐表情敏感，还是对所有带情绪的人脸均有反应。

第二项实验纳入12只犬，其中6只参与过第一阶段实验。研究人员利用机器学习方法分析第一项实验中确定脑区的活动模式，并让分类器判断犬只看到的面部表情类型。结果显示，该脑区可在统计学上区分快乐表情与三类负面表情：快乐与悲伤的分类平均准确率为69.8%，快乐与愤怒为60.9%，快乐与恐惧为63.5%。但在悲伤、愤怒、恐惧三类负面表情之间进行比较时，分类准确率未超过随机水平。

为进一步寻找差异，研究人员进行了全脑分析。结果发现，右侧前外侧回的活动模式可区分悲伤与恐惧表情;右侧中外侧回和左侧压部回则可区分愤怒与恐惧表情。对于悲伤与愤怒表情，研究未发现具有统计学意义的显著差异。研究人员认为，犬类大脑中不同区域会对部分人类负面情绪产生不同反应，其中恐惧表情可能对犬只具有更强的唤醒作用或特定行为意义。

研究作者表示，这是首个通过神经影像学证据表明犬类大脑能够感知部分人类负面情绪的研究。不过，研究也存在局限：参与机器学习实验的犬只仅有12只，样本量较小;多数受试犬为边境牧羊犬，结果尚不能完全推广至所有犬类;此外，实验使用的是静态照片，而现实生活中犬只通常会结合表情、动作、声音等多种线索理解人类情绪。