Spółgłoski pomagają psom odnajdywać słowa w ludzkiej mowie

Gdzie kończy się jeden fragment wypowiedzi, a zaczyna następny? W badaniu dwudziestu psów i dwudziestu ludzi mózgi obu grup najsilniej reagowały na regularności wyznaczane przez spółgłoski. Ustalenia z „Science” pokazują, jak zwierzęta mogą porządkować słyszaną mowę.

Wyobraźmy sobie audycję radiową prowadzoną w języku, którego nigdy się nie uczyliśmy: dźwięki następują po sobie bez wyraźnych przerw, a rozpoznanie powracających fragmentów wymaga chwili skupienia. Z takim zadaniem zmierzyli się uczestnicy doświadczenia przeprowadzonego przez zespół z Budapesztu, przy czym obok dwudziestu dorosłych słuchaczy badacze zaprosili także dwadzieścia psów. Interesowało ich nie to, czy zwierzę wykona polecenie, lecz czy jego układ nerwowy odnajdzie powtarzalną strukturę tam, gdzie nie podpowiada jej sens wypowiedzi.

Nagrania zbudowano z sylab płynących jedna po drugiej bez pauz sygnalizujących początek i koniec jednostki. W pierwszej wersji stałe układy spółgłosek pozwalały zidentyfikować powracające „słowa”, w drugiej analogiczną funkcję pełniły samogłoski, a trzecia sekwencja nie zawierała regularnego wzoru. Za pomocą elektrod umieszczonych na głowach słuchaczy rejestrowano rytmiczną odpowiedź mózgu na każdy rodzaj nagrania. Wyniki doświadczenia ukazały się w czasopiśmie „Science”, a zespół Uniwersytetu Eötvösa Loránda wyjaśnił sposób przygotowania bodźców i pomiaru.

Od częstotliwości powtórzeń do granic wyrazów

Aktywność mózgu psów synchronizowała się z rytmem jednostek ułożonych według spółgłosek, przy czym podobną odpowiedź uzyskano u ludzi. Reakcja była mocniejsza niż podczas słuchania sekwencji samogłoskowej i losowej, a analiza ujawniła też odpowiedź pojawiającą się około 400 milisekund po początku tak skonstruowanej jednostki. Nie jest to odczyt psiej myśli ani potwierdzenie, że zwierzę znało znaczenie usłyszanych ciągów; EEG pokazało sposób reagowania na organizację sygnału akustycznego. Uczestnicy ludzcy poradzili sobie ponadto z wykrywaniem wzoru samogłoskowego, podczas gdy u psów podobnego wyniku nie stwierdzono.

Dzisiejsza publikacja rozwija pracę z 2021 roku w „Current Biology”, w której badacze wykazali, że psy korzystają z prawidłowości statystycznych, aby dzielić ciągły sygnał mowy na części. W tamtym eksperymencie sprawdzano między innymi, jak często sylaby występują obok siebie, natomiast nowe doświadczenie pozwala dokładniej wskazać, który rodzaj dźwięku pomaga w wychwytywaniu regularności. Przejście od obserwacji powtórzeń do porównania spółgłosek i samogłosek pokazuje, jak nauka stopniowo rozbiera pozornie prostą umiejętność słuchania na osobne mechanizmy.

Słyszenie wzorca i znajomość znaczenia

Inne pytanie dotyczy tego, czy znana nazwa przedmiotu wywołuje w psim mózgu oczekiwanie zobaczenia właśnie tego przedmiotu. Taką sytuację analizowano w odrębnym badaniu opublikowanym w „Current Biology” w 2024 roku; jego autorzy dostrzegli sygnały wskazujące na reprezentację niektórych znanych psom słów odnoszących się do rzeczy. Należy jednak odróżnić ten eksperyment od nowego testu z bezsensownymi ciągami sylab: jeden dotyczy związku słowa z obiektem, drugi zdolności odnajdywania powtarzającego się układu w dźwięku. Łączenie wyników daje pełniejszy obraz psich możliwości, o ile nie przypisuje się każdemu pojedynczemu doświadczeniu wniosków wykraczających poza jego metodę.

Węgierscy badacze sprawdzili także wcześniejsze losy uczestniczących psów i zauważyli, że osobniki wychowywane przez pierwsze miesiące poza domem reagowały na wzorce spółgłosek podobnie do pozostałych. Taki wynik osłabia przypuszczenie, że niezbędny jest kontakt z mową od najwcześniejszego okresu życia, ale nie dowodzi, iż doświadczenie akustyczne pozostaje bez znaczenia. Najbardziej płodna hipoteza mówi dziś o mózgu zdolnym uczyć się regularności języka, którym sam pies się nie posługuje. Kolejne doświadczenia mogłyby pokazać, jak szybko powstaje ta zdolność i od jakiego kontaktu z ludzkim głosem zależy.

Sebastian Nizio