狗狗,略懂數學

動物行為研究發現,狗狗毫無疑問的有「數量感」,這種能力讓包括人類在內的動物可以粗略的感覺到「2比1多」。 

 

  感知「數量」的能力似乎是與生俱來的,新生兒能分辨相同數量與不同數量的物體,這種不涉及抽象思考或學習、對數量粗略地感知被稱為「數量感」(numerosity)。但這不是人類獨有的能力,這種現象在動物界隨處可見。過去的研究表明,猴子、魚類、蜜蜂和狗可能都有數量感(例如感覺到「2比1多」),而且狗略懂簡單的數學,牠們至少能數到五,也能意識到相加的總和有誤,例如1+1=1或1+1=3。

 

  然而,以前絕大部分的動物行為研究都是使用訓練過的動物,答對給予獎賞並進行多次測試。這又留下了另一個問題:這些物種是否跟人類一樣「天生」有數量感,還是受到科學家引導或訓練後產生的結果。

 

  最近一項新研究證實,狗天生就有數量感,而且不需經過人類的訓練。

 

之前的研究顯示,儘管有些狗種確實比其他狗種笨,但他們最少可以數到五。

 

  亞特蘭大埃默里大學的神經學家葛雷果‧伯恩斯(Gregory Berns)和認知心理學家蘿倫‧奧萊特(Lauren Aulet)找來11隻不同品種的狗(包括邊境牧羊犬、混種比特犬和混種拉布拉多犬),沒有給牠們任何線索和暗示要做什麼,並透過腦部掃描觀察牠們運用數學能力時的相關大腦活動。

 

  奧萊特說:「我們直接從源頭觀察大腦,觀察狗看見不同圓點數量時的神經反應,這種方法讓我們避免以前動物行為研究的缺陷。」

 

  研究團隊讓11隻狗進入核磁共振成像儀,牠們的頭靠在木板保持坐姿不動,並將眼睛固定觀看螢幕。黑色背景的螢幕顯示出淺灰色圓點,圓點數量每300毫秒變化一次。假如狗有專門處理數量的大腦區域,那麼當圓點數量不同時(例如兩個小點和六個大點),其大腦會比固定數量時(四個小點和四個大點)更活躍。

 

  科學家發現,當螢幕的圓點數量變化時(例如從2跟10,變成4跟8),11隻狗中有8隻狗的大腦頂顳皮層區域的亮度增強。但是,當圓點的大小和位置改變而數量維持不變時,牠們的大腦並沒有做出相同反應。這表示狗對「數量」的差異有特定反應,而且跟靈長類動物(包括人類)處理數量的大腦區域類似。

 

一塊很大很大的狗餅乾,跟兩個沒那麼大的狗餅乾,狗狗直覺上會先注意到哪一個呢?答案是後者。他們會先注意到「數量」,才會考慮「份量」。

 

  未參與研究的加拿大西安大略大學犬類認知研究員克莉斯塔‧麥克弗森(Krista Macpherson)認為,這樣的能力讓人類訓練和獎賞狗變得比較容易,因為結果顯示,狗會先注意到物品的數量,接著才會考慮物品的份量(volume)。

 

  數量感是許多動物的重要能力,因為粗略知道有多少捕食者正在接近,或者有多少食物可供覓食,大幅提升了生存優勢。伯恩斯指出,狗和人類在大約8000萬年前的演化過程中分道揚鑣。因此,可能大多數的哺乳動物天生就有基礎的數量感,代表「概數系統」(approximate number system,例如快速估算羊群數量或樹上成熟果實的數量)是一種很古老的神經機制,至少可追溯至數千萬年前。

 

 

研究出處:Royal Society

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