Como os cães aprendem palavras

Por neuroimagem cães em um scanner de ressonância magnética, vemos as origens caninas da aprendizagem.

Sansão

Fonte: Thomas Hills

O que faz um cão capaz de aprender? Novas pesquisas sugerem que pode ser o presente da confusão.

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Deixe-me descompactar isso.

Meu cachorro, Samson, tem cerca de 1,5 anos de idade. Como a maioria dos cachorros, ele sabe que palavras significam coisas. Ele sabe que existem palavras como bola e andar e sim, e ele sabe o que elas significam. Claro, isso não é nada comparado ao Chaser, um famoso border collie, que conhecia mais de mil palavras e podia recuperar objetos com base em seu rótulo.

Mas o que Samson e Chaser também aprenderam é algo muito mais importante do que os rótulos de qualquer objeto individual: Eles aprenderam que um som pode se referir a coisas (como bolas), verbos (como caminhar) e afirmações (sim, manter fazendo isso). E isso significa que novos sons podem se referir a coisas novas.

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O border collie Rico fez algo ainda mais incrível para demonstrar isso. Ele podia reconhecer que uma nova palavra, uma que ele não tinha ouvido antes, foi com um novo objeto. Ao mostrar a Rico dois objetos – um romance e um para o qual ele já conhecia o nome -, era mais provável que selecionasse o novo objeto se ouvisse um nome novo. Toddlers também fazem isso; psicólogos do desenvolvimento chamam isso de princípio da exclusividade mútua.

Recentemente, os cães foram treinados para ficarem parados durante exames de fMRI. Isso permitiu que os pesquisadores descobrissem quais partes do cérebro do cão estão associadas à recompensa, detecção de rostos e cheiros.

Em um estudo recente de Prichard et al. (2018), eles tinham proprietários treinando seus cães para discriminar entre dois objetos, como um macaco e um pato. Uma vez que os cães pudessem discriminar com confiança esses objetos, eles fizeram os cães entrarem em um scanner de ressonância magnética compatível com cães, e observaram o cérebro de cada cão responder às palavras familiares dos dois objetos, bem como duas pseudopalavras: os cães nunca tinha ouvido antes.

Os resultados mostraram que os cães responderam de maneira diferente às palavras conhecidas do que às pseudopalavras. Em particular, as pseudopalavras mostraram substancialmente mais ativação do que as palavras conhecidas, com a maior parte dessa ativação ocorrendo no córtex auditivo e nas regiões próximas da área parietotemporal.

Isso é diferente dos seres humanos observados em um experimento similar. Os humanos mostram mais ativação para palavras conhecidas, com a maior parte dessa ativação em regiões que são coletivamente referidas como a rede semântica geral (giro temporal médio, lobo parietal inferior posterior, giro fusiforme e para-hipocampal, córtex pré-frontal dorsomedial e giro cingulado posterior).

Poderíamos ser tentados a dizer que, como os cães não mostram um padrão de ativação semelhante ao padrão humano da rede semântica geral, eles não têm semântica. Mas isso seria como dizer que meu computador não tem semântica, porque também não mostra um padrão similar de ativação. Não faz sentido imaginar meu computador, porque ele não tem cérebro. No entanto, ele tem semântica, porque eu programei para tê-los. Semântica não requer uma área específica do cérebro.

Os autores conscientemente evitam esse problema de inferência reversa. (Para mais informações sobre problemas inversos de imagem, veja Poldrack, 2011.) Em vez disso, eles sugerem que a região parietotemporal parece estar associada à detecção de novas palavras em cães. Essa é uma inferência complicada, mas é verdade o suficiente. No entanto, é importante lembrar que a exposição repetida a um estímulo leva ao que é chamado de supressão de repetição. Áreas que estão inicialmente ativas tornam-se menos ativas com exposição repetida.

Alguns pesquisadores sugerem que isso tem a ver com um fenômeno conhecido como nitidez (Grill-spector et al, 2006). Afiação é o cérebro ficando melhor em diferenciar o que importa do que não importa. Quando você ouve pela primeira vez um sinal estranho, você pode olhar em volta, prestando atenção em muitas coisas enquanto tenta descobrir o que é. Mas, mais tarde, quando você perceber que é o seu novo toque de celular, seu cérebro mostrará menos ativação na próxima vez em que ouvir o sinal (agora não tão estranho).

Quanto mais familiar o sinal, menos ativação cerebral. Esse padrão de ativação geral para específica é semelhante ao que redes neurais profundas fazem durante o treinamento: elas geralmente começam com a generalização excessiva e depois com a nitidez.

Essa generalização excessiva é uma forma de confusão. De fato, pode ser o sentimento de confusão. Há mais ativação em todos os lugares, pois o cérebro (ou rede neural) tenta resolver o que importa do que não importa. Assim, pode ser que a ativação no lobo parietotemporal esteja realmente sinalizando a confusão do cão.

Isso é lindo, porque sugere que os cães sabem que há algo para saber, eles simplesmente não sabem o que é. Eles ficam confusos – e isso possibilita que eles aprendam.

Essa linha de raciocínio também explicaria por que as pessoas não mostram um padrão semelhante. Se você aparecer para um experimento, e alguém falar inglês perfeito para você, exceto nessa situação em que dizem uma palavra sem sentido, é provável que você acredite que a palavra é um absurdo, o que na verdade é. Mas os cães provavelmente pensam que estamos falando besteiras a maior parte do tempo, exceto quando estamos fazendo contato visual e repetindo a mesma palavra, que é o que os donos fizeram no experimento.

Jean Piaget passou boa parte de sua carreira tentando mostrar que o aprendizado requer confusão. Ele usou a palavra desequilíbrio : quando você fica desequilibrado, é quando aprende.

Considere essa ideia ao contrário. Se uma pessoa pensa que sabe tudo, as chances são de que não vão aprender muito. Eles raramente serão confundidos, porque eles têm um conjunto limpo de pacotes que explicam tudo (mesmo as coisas que eles nunca ouviram falar). Se eles sabem tudo, então já sabem por que morremos, por que Jamal Khashoggi é importante e que os algoritmos podem ter problemas de saúde mental. E se eles sabem tudo, mas não sabem disso, eles sabem que essas coisas não são importantes.

Por outro lado, se eles reconhecem que há coisas que eles não sabem, então eles têm a capacidade de confusão. E confusão é o que faz o cérebro descobrir as coisas.

Na terra dos cães, a capacidade de um cão ficar confuso é o que faz com que os cães aprendam.

Imagem do Facebook: VK Studio / Shutterstock

Referências

Prichard, A., Cook, PF, Spivak, M., Chhibber, R., & Berns, G. (2018). FMRI Desperta revela regiões cerebrais para detecção de palavras novas em cães. bioRxiv, 178186.

Poldrack, RA (2011). Inferir os estados mentais dos dados de neuroimagem: da inferência reversa à decodificação em larga escala. Neuron, 72 (5), 692-697.

Grill-Spector, K., Henson, R. e Martin, A. (2006). Repetição e o cérebro: modelos neurais de efeitos específicos do estímulo. Tendências em ciências cognitivas, 10 (1), 14-23.