Hoe verwerken honden woorden en commando's?

Een nieuwe studie verdiept zich in de hersenmechanismen die honden gebruiken om menselijke woorden te onderscheiden en te verwerken.

Het lijkt vaak alsof honden begrijpen wat we tegen hen zeggen. Hoe verwerken honden nou eigenlijk woorden? De experimentele resultaten van een nieuwe studie suggereren dat honden op zijn minst een rudimentaire neurale representatie hebben van de betekenis van de woorden die ze hebben geleerd.

De studie (Engelse link)  suggereert ook dat honden onderscheid maken tussen woorden die ze eerder hebben gehoord en woorden die ze niet eerder hebben gehoord. Deze studie werd in oktober 2018 gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Neuroscience.

Wetenschappers van de Emory University (Verenigde Staten) voerden de studie uit. Het is een van de eerste studies die gebruikmaakt van MRI om te testen hoe honden woorden verwerken die ze hebben geleerd door ze te associëren met objecten.

Hoe verwerken honden woorden?

De onderzoekers gebruiken het voorbeeld van een hond die geagiteerd en opgewonden raakt als hij het woord ‘eekhoorn’ hoort. Hij rent zelfs naar het raam. Wat betekent dit woord voor de hond? Betekent het ‘let op, er gebeurt iets’? Of stelt de hond zich een eekhoorn voor in zijn gedachten?

Onderzoekers leggen uit dat veel baasjes denken dat hun hond weet wat woorden betekenen. Er is echter niet veel wetenschappelijk bewijs om dat te staven. In dit geval hebben ze hun onderzoek dus gebruikt om gegevens van de honden zelf te verzamelen, en niet alleen van wat hun baasjes zeggen.

We weten allemaal dat honden kunnen leren om verbale commando’s op te volgen. Onderzoekers erkennen het feit dat honden in staat zijn om minstens enkele aspecten van menselijke taal te verwerken.

Uit eerder onderzoek blijkt echter ook dat honden andere signalen kunnen gebruiken om een verbaal commando op te volgen. Bijvoorbeeld een blik, een gebaar en zelfs de emotionele uitdrukking van hun eigenaar. Daarom wilden zij nagaan in welke mate honden woorden verwerken en begrijpen.

De onderzoekers richtten zich op vragen rond de hersenmechanismen die honden gebruiken om onderscheid te maken tussen woorden. Ze keken ook naar wat voor die hond nu eigenlijk een woord is.

We moeten erop wijzen dat gebruik moest worden gemaakt van honden die waren opgeleid om vrijwillig in een scanner voor functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) te gaan. Deze honden moesten tijdens het scannen onbeweeglijk blijven zitten, zonder te worden vastgebonden of verdoofd.

MRI-onderzoek bij honden

Voor deze studie trainden zij twaalf honden van verschillende rassen om twee verschillende voorwerpen te apporteren. Zij deden dit op basis van de namen van de voorwerpen. Een van de voorwerpen had een zachte textuur, zoals een knuffeldier. Het andere had een andere textuur, zoals rubber, om het onderscheid te vergemakkelijken.

Tijdens de training kregen de honden de opdracht een van de voorwerpen te apporteren. Daarna kreeg hij ofwel voedsel ofwel complimenten als beloning. Hij was klaar met de training wanneer hij liet zien dat hij onderscheid kon maken tussen de twee voorwerpen.

Hij liet dit zien door consequent het voorwerp te apporteren waar zijn eigenaar om vroeg. Dit gold ook wanneer hij met beide voorwerpen werd geconfronteerd.

Tijdens een experiment dat deel uitmaakte van hetzelfde onderzoek, ging de hond in de MRI-scanner liggen terwijl zijn baasje recht voor hem stond. De eigenaar zei de namen van de speeltjes van de hond met vaste tussenpozen.

Daarna liet hij de hond de corresponderende speeltjes zien. Als een soort van controle, sprak de eigenaar ook absurde woorden uit. Dan liet hij de hond nieuwe voorwerpen zien, zoals een hoed of een pop.

De resultaten toonden een grotere activatie aan in de auditieve gebieden van de hersenen voor verzonnen woorden in vergelijking met woorden waarmee ze werden getraind.

Een verrassend resultaat

Onderzoekers zeiden dat ze verwachtten dat honden onderscheid zouden maken tussen woorden die ze kenden en woorden die ze niet kenden. Ze waren echter verbaasd te zien dat de resultaten het tegenovergestelde waren van de resultaten van soortgelijk onderzoek dat op mensen werd uitgevoerd.

Wat we hier bedoelen is dat mensen geneigd zijn een grotere neuronale activatie te vertonen voor bekende woorden dan voor nieuwe woorden.

De onderzoekers stellen de hypothese dat honden een grotere neuronale activatie vertonen bij nieuwe woorden omdat ze denken dat hun baasjes willen dat ze begrijpen wat ze zeggen en dat ze dat ook proberen. “Uiteindelijk willen honden hun baasjes een plezier doen en misschien ook een traktatie of complimenten krijgen” zeggen de onderzoekers.

Honden reageren op woorden

De helft van de honden in het experiment vertoonde een grotere activering van de nieuwe woorden in hun pariëtale-temporale-occipitale (PTO). Onderzoekers denken dat dit gebied van de hersenen vergelijkbaar is met de gyrus angularis bij mensen. Dit is waar onze hersenen lexicale verschillen verwerken.

Meer dan de helft van de honden vertoonde echter een grotere activiteit bij nieuwe woorden in andere gebieden van de hersenen. Dit omvat de andere delen van de linker temporale cortex en de amygdala, de nucleus caudatus en de thalamus.

Deze verschillen kunnen te wijten zijn aan de beperkingen van de studie, het variabele scala aan rassen en groottes van de honden. Het kan ook te wijten zijn aan de mogelijke variaties in hun cognitieve capaciteiten.

De onderzoekers erkennen dus dat de verscheidenheid aan vormen en afmetingen van de hersenen van honden van verschillende rassen een grote uitdaging vormt bij het in kaart brengen van de cognitieve processen in de hersenen van honden.

Honden met verschillende vermogens

In verband daarmee zeggen de onderzoekers dat honden op een verschillende manier verwerken, afhankelijk van hun capaciteiten en motivaties om menselijke woorden te leren en te begrijpen. Ze lijken echter een neurale representatie te hebben van de betekenis van woorden die ze hebben geleerd, zelfs groter dan een pavloviaanse reactie op laag niveau.

Dit betekent niet dat gesproken woorden de meest effectieve manier zijn voor een eigenaar om met zijn hond te communiceren. Uit een andere studie die door hetzelfde team van onderzoekers werd uitgevoerd, bleek dat het neuronale beloningssysteem bij honden meer afgestemd is op visuele en olfactorische signalen dan op verbale.