狗如何感知世界？一切從鼻子開(kāi)始

氣味在很大程度上是狗的方式體驗(yàn)世界，很像我們?nèi)祟?lèi)依賴(lài)視覺(jué)的方式。我們對(duì)狗如何解釋氣味知之甚少，但多虧了最近的研究，我們可能越來(lái)越接近了解狗的鼻子實(shí)際上知道什么。

狗已經(jīng)準(zhǔn)備好了檢測(cè)氣味.普通狗的鼻子有超過(guò) 1000 萬(wàn)個(gè)氣味受體與人類(lèi)相比，人類(lèi)只有大約 600 萬(wàn)顆。

這使得犬鼻性能提升 10,000 倍以上在檢測(cè)氣味方面比我們。它們可以檢測(cè)到微量的氣味。例如，法醫(yī)偵查犬可以檢測(cè) 0.01 微升汽油.一微升是一升的百萬(wàn)分之一。

人類(lèi)剝削了狗的嗅覺(jué)超能力在許多方面，這無(wú)疑有助于我們與犬類(lèi)伙伴建立深厚的關(guān)系40,000 年共同生活.

狗仍然加入我們狩獵伙伴，嗅出食物。他們作為打擊犯罪團(tuán)隊(duì),尋找非法物質(zhì)作為醫(yī)療同事疾病檢測(cè)，并作為保護(hù)工作的合作伙伴，尋找稀有和瀕危物種.

盡管狗作為天然氣味探測(cè)器被廣泛參與其中，但我們?cè)诤艽蟪潭壬先匀煌浟?a>狗如何解釋他們聞到什么以及他們?nèi)绾慰创麄兯畹氖澜纭?/p>

探索狗暴露于特定氣味時(shí)的大腦活動(dòng)可以幫助確定它們的大腦區(qū)域是與氣味檢測(cè)相關(guān).這有助于科學(xué)家了解狗正在經(jīng)歷的事情，這可能有助于我們?cè)鰪?qiáng)選擇和訓(xùn)練嗅探犬。

到目前為止，科學(xué)家們需要昂貴的設(shè)備來(lái)研究狗的大腦，而研究方法需要狗保持靜止.這意味著我們對(duì)活躍的工作犬的大腦了解較少，它們可能難以長(zhǎng)時(shí)間保持不動(dòng)。

但是我們不能簡(jiǎn)單地應(yīng)用能夠應(yīng)對(duì)坐著不動(dòng)的狗的數(shù)據(jù)，因?yàn)?a>狗的品種有差異在他們的訓(xùn)練和嗅覺(jué)技能中。

感應(yīng)氣味

這最近的研究我在本文開(kāi)頭提到過(guò)，使用一種新的、廉價(jià)且無(wú)創(chuàng)的方法來(lái)探索犬類(lèi)大腦如何對(duì)氣味做出反應(yīng)。研究人員認(rèn)為，這種方法 - 稱(chēng)為AI 斑點(diǎn)模式分析– 將幫助我們確定狗的大腦對(duì)氣味的反應(yīng)，以及這對(duì)狗如何感知和反應(yīng)周?chē)氖澜缫馕吨磥?lái)的研究。

研究人員開(kāi)發(fā)了一種光學(xué)傳感器，針對(duì)參與犬類(lèi)氣味辨別的三個(gè)大腦區(qū)域：杏仁核、嗅球和海馬體.杏仁核是負(fù)責(zé)情緒反應(yīng)刺激。

這嗅球參與氣味處理和海馬體與記憶形成有關(guān).

這研究中使用的設(shè)備由一臺(tái)連接到計(jì)算機(jī)的高分辨率數(shù)碼相機(jī)和一臺(tái)綠色激光器組成。激光能夠穿透狗的皮毛和顱骨，照射在四只放松、蒙眼的研究犬的頭上，這些研究犬暴露在四種不同的氣味中：酒精、大麻、薄荷醇和大蒜。這些物質(zhì)似乎都會(huì)在狗身上引起類(lèi)似的嗅覺(jué)反應(yīng)。

當(dāng)激光從三個(gè)大腦區(qū)域反射時(shí)，相機(jī)將干擾檢測(cè)為明顯的“斑點(diǎn)”圖案。相機(jī)記錄了 5 秒鐘，每種氣味重復(fù)了 4 次。

AI 分析了來(lái)自不同大腦區(qū)域的斑點(diǎn)模式的差異，以創(chuàng)建狗的大腦區(qū)域如何對(duì)每種氣味做出反應(yīng)的模型。

這不僅僅是嗅探

研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了杏仁核對(duì)犬類(lèi)氣味辨別的重要性。這表明狗感知環(huán)境的方式可能存在情感成分。味道和氣味檢測(cè)也已知與人類(lèi)的記憶形成和情緒狀態(tài)有關(guān)。

因?yàn)楣匪坪鯇?duì)氣味有情緒反應(yīng)，所以訓(xùn)練方法和經(jīng)驗(yàn)可能需要考慮到這一點(diǎn)。例如，狗通常會(huì)將獸醫(yī)手術(shù)的特有香氣與不那么有趣的情況。

接受氣味檢測(cè)訓(xùn)練的狗也會(huì)可能受益當(dāng)他們接觸到訓(xùn)練氣味時(shí)處于積極的情緒狀態(tài)。

這項(xiàng)研究甚至可以為開(kāi)發(fā)用于檢測(cè)和翻譯狗的嗅覺(jué)反應(yīng)的專(zhuān)用設(shè)備鋪平道路?？焖俟ぷ鞯囊苿?dòng)設(shè)備可以讓我們實(shí)時(shí)解釋狗的鼻子告訴它們什么。

這并不像聽(tīng)起來(lái)那么牽強(qiáng)。如果你看過(guò)迪斯尼電影《飛屋環(huán)游記》，你可能還記得挖狗他戴著 Bark 翻譯項(xiàng)圈。井科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)真正的項(xiàng)圈，聲稱(chēng)可以告訴你你的狗的發(fā)聲是什么意思。

如果不分析項(xiàng)圈 AI 訓(xùn)練的數(shù)據(jù)，很難說(shuō)它的準(zhǔn)確性如何，但隨著越來(lái)越多的狗使用項(xiàng)圈，數(shù)據(jù)庫(kù)正在增長(zhǎng)。如果項(xiàng)圈確實(shí)被證明是準(zhǔn)確的，那么用不了多久，可穿戴技術(shù)就可以準(zhǔn)確地告訴我們我們的狗在說(shuō)什么和聞什么。

杰奎琳·博伊德， 動(dòng)物科學(xué)高級(jí)講師，諾丁漢特倫特大學(xué)

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