Собачий погляд на оптичні ілюзії.

Матеріал підготувала Кетрін Оффорд. Переклад статті: A Dog’s View of Optical Illusions.

Сара Бесьєр була на барбекю недалеко від Мельбурна (Австралія), коли їй спала на думку ідея показати оптичні ілюзії собакам. Це був 2015 рік, і вона приїхала в університет Ла Троб незабаром після закінчення магістратури з когнітивних здібностей собак на батьківщині в США. Розмовляючи на барбекю з групою психологів, які вивчали, як людський мозок сприймає оптичні ілюзії, вона зрозуміла, що цей самий підхід може допомогти дізнатися, як собаки бачать навколишній світ, і чим їхнє сприйняття відрізняється від нашого. «У нас виникло божевільне питання: якщо показати собаці оптичну ілюзію — чи зможе вона її побачити?» — згадує вона.

Те, що спочатку здавалося жартом, незабаром перетворилося на серйозну пропозицію. Психологи постійно використовують оптичні ілюзії, щоб вивчити способи, за допомогою яких людський мозок отримує інформацію про світ, — пояснює Філіп Шуїнар, експерт з ілюзій і один із психологів La Trobe на тому барбекю. За його словами, зазвичай шаблони сприйняття — надійний спосіб для мозку швидко отримувати інформацію, але іноді вони призводять до помилки, змушуючи нас «бачити» речі, яких немає, або, наприклад, відчувати різницю в розмірі між двома ідентичними об’єктами. Виявлення того, як і коли виникають подібні помилки, може дати підказки про те, як працює пізнання в людей або інших тварин, наприклад, собак.

Бесьєр вирішила розібратися в цьому питанні в рамках своєї докторської дисертації. Вона переїхала в Ла Троб, щоб працювати під керівництвом Полін Беннетт, і розробила установку, яка дозволила б собакам повідомляти про те, що вони сприймають. Команда створила невелику кімнату з сенсорним екраном, на якому відображалися різні оптичні ілюзії, і собаки могли б взаємодіяти з ними за допомогою носа. За словами Безьєр, для навчання цьому перших собак — лаготто романьоло, яких привезли власники-добровольці, знадобилося кілька місяців. Але перші реультати, опубліковані в 2016 р., були приголомшливі.

Команда використовувала різні версії ілюзії Еббінгауза-Тітченера, в якій два однакових кола здаються людям різними через розташування інших кіл навколо них. Кожну собаку тренували, використовуючи щедрий запас собачого печива в обмін на правильні відповіді, обирати те з двох центральних кіл, яке вона вважала більшим, шляхом торкання носом цієї частини екрана. Команда також зібрала дані з використанням низки контрольних зображень, у яких варіювалися як центральні кола, так і загальний розмір стимулу, щоб перевірити, чи були собаки упереджені щодо вибору зображень.

В ілюзії Еббінгауза-Тітченера два центральні кола мають однаковий діаметр. Людям коло, оточене меншими колами, здається більшим. Згідно з одним дослідженням, у собак ефект зворотний.

На превеликий подив Бесьєр, дані показали, що собаки дійсно виявилися сприйнятливими до ілюзії Еббінгауза-Тітченера; вони постійно обирали одне з двох однакових кіл на ілюзорному зображенні частіше, ніж інше. Але замість того, щоб піддатися виверту, як це роблять люди, вибираючи коло, оточене меншими колами, як більше, собаки чинили прямо протилежним чином.

Як перший крок у навчанні собак взаємодії із зоровими ілюзіями дослідники мають навчити тварин асоціювати дотик носом до об’єкта — у цьому випадку, червоної мішені на паличці — із заохоченням.

Отримані результати стали яскравою ілюстрацією того, як мало наука знає про сприйняття собак, не дивлячись на те, що люди впродовж тисячоліть підтримували тісні стосунки з собаками, каже Бесьєр, нині директор Thinking Dog Center при Хантер-коледжі в Нью-Йорку. Вона зазначає, що більшість досліджень пізнання собак — за однією оцінкою, до трьох чвертей опублікованих досліджень — спираються на візуальні завдання, багато з яких адаптовані з досліджень на приматах. Але «ми не завжди знаємо, чи обробляють [собаки] світ так само, як ми», — каже вона, тож інколи незрозуміло, що саме результати таких експериментів говорять дослідникам про когнітивні здібності собак. Розуміння того, чим зорове сприйняття собак відрізняється від нашого власного, «може сильно вплинути на те, як ми інтерпретуємо ці результати».

Візуальні ілюзії для собак

Дослідники можуть перевіряти сприйнятливість тварин до ілюзій, навчаючи їх взаємодіяти з екраном або іншим пристроєм, як це зробила Бесьєр у своєму дослідженні 2016 року. Або вони можуть вибрати так звані експерименти зі спонтанними вподобаннями, в яких дослідники представляють собакам одні й ті самі оптичні ілюзії, використовуючи тарілки різного розміру і порції їжі, до яких собаки виявляють інтерес без будь-якої підготовки.

Застосовуючи другий підхід кілька років тому, Крістіан Агрілло та його колеги з Університету Падуї на півночі Італії спробували перевірити сприйнятливість собак різних порід до ілюзії, відомої як ілюзія Дельбефа, використовуючи собачі ласощі, зібрані в кружечки. У типовій версії цієї ілюзії відносні розміри двох однакових кіл спотворюються кільцем, що охоплює кожне з них. Люди зазвичай сприймають коло в меншому кільці більшим, ніж коло у великому кільці — ефект, який, як вважають, виникає через візуальну виверт, що змушує нас оцінювати розмір першого кільця в більший бік, бо воно майже такого ж розміру, як і кільце, але применшувати розмір останнього, тому що його розмір набагато менший за розмір кільця.

В ілюзії Дельбефа два центральні кола мають однаковий діаметр. Людям коло, оточене меншим кільцем, здається більшим. Два дослідження показали, що собаки не бачать жодної різниці.

У дослідженні Агрілло вчені запропонували кожній з 13 собак по дві тарілки з їжею, розташовані на відстані метра одна від одної. У контрольних умовах вибір був між двома тарілками однакового розміру, що містили різну кількість ласощів. В умовах тесту собаки повинні були вибирати між однаковими порціями на тарілках різного розміру. Команда припустила, що в обох випадках собаки захочуть вибрати ту порцію, яку вони вважають більшою. Таким чином, якщо собаки схожі на людей у своєму сприйнятті цієї ілюзії, як припустила команда, вони повинні вибрати меншу тарілку в тестових умовах, на якій порція ласощів здаватиметься більшою.

Вони помилилися. У контрольних тестах собаки справді обирали більшу кількість ласощів, коли справа дійшла до вибору між однаковими порціями на тарілках різного розміру: «їхній вибір був здебільшого випадковим», — каже Агрілло. Він додає, чи означає це, що собаки не сприйнятливі до цих зорових ілюзій або просто не вдалося достовірно відтворити умови ілюзії. Собаки в цьому експерименті отримували ласощі, яку б тарілку вони не обрали, тож, можливо, не було великого стимулу обирати порцію, що здавалася хоч скільки-небудь більшою.

Висновки, опубліковані Бесьєр з колегами в той самий час, які використовували навчених собак і пристрій із сенсорним екраном, що показує графічну версію ілюзії Дельбуфа, схоже, підтверджують ідею про те, що собаки не потрапляють на цей оптичний прийом. Бесьєр також нещодавно повідомила про нульові результати для собак, навчених різних версій ілюзії Понцо, яка для людей спотворює розмір ідентичних форм, оточених лініями або сітками.

Ілюзії Понцо використовують лінії або сітки для спотворення відносних розмірів двох форм. Люди зазвичай сприймають лівий прямокутник більшим за правий. Кілька досліджень однієї дослідницької групи показують, що собаки не помічають різниці.

Хоча «відсутність доказів не є доказом відсутності», — каже Агрілло, отримані наразі результати дають змогу припустити, що собаки можуть бути несприйнятливими до цих конкретних візуальних ілюзій, що, можливо, повинні враховувати дослідники під час планування майбутніх експериментів щодо пізнавальної здатності собак.

Проблеми інтерпретації результатів експериментів із візуальними ілюзіями

Для деяких типів зорових ілюзій дослідники виявили, здавалося б, схожі реакції у собак і людей, але кілька досліджень також наголошують на необхідності обережності під час проведення та інтерпретації експериментів зі сприйняття у собак. Кілька років тому вчені з Університету Лінкольна у Великій Британії провели дослідження, в якому собаки взаємодіяли з сенсорним екраном, що демонструє ілюзію Мюллера-Лайєра, в якій здається, що дві ідентичні лінії мають різну довжину через напрямок стрілок, розташованих на обох кінцях. Команда виявила, що собаки, навчені вибирати довшу лінію, послідовно обирали екран зі стрілками, спрямованими всередину, так само, як і люди, і вчені припустили, що собаки поділяють людське сприйняття цієї ілюзії.

Але додаткові контрольні тести і ретельний аналіз даних виявили альтернативне пояснення результатів: собаки не обирали лінію, зі стрілками, спрямованими всередину, на основі передбачуваної довжини лінії, вони обирали найбільше зображення.

В ілюзії Мюллера-Лайєра довжини двох однакових ліній здаються спотвореними через стрілки, розташовані на обох кінцях. Люди зазвичай сприймають верхню лінію як довшу. Собаки, навчені вибирати довшу лінію, також вибирають верхню лінію, але ці результати можуть бути пояснені тим, що тварини загалом вибирають більше зображення, а не сприймають горизонтальну лінію як довшу, як це роблять люди.

Експериментатори намагаються виключити такого роду альтернативні сценарії в дослідженнях візуальних ілюзій. Наприклад, у своїх експериментах Еббінгауза-Тітченера Бьосьєр з колегами використовували кілька зображень із колами різного розміру, щоб виключити можливість того, що собаки обирали зображення на основі того, що загалом було більшим, — поведінку, яка також змусила б їх показати зворотний ефект, замість того, щоб обирати зображення, ґрунтуючись на центральному колі ілюзії.

За словами Грегорі Бернса, нейробіолога з Університету Еморі, додаткові фактори постійно спричиняють занепокоєння в експериментах із вибору поведінки, особливо в дослідженнях, у яких дослідники не знають, що саме собаки бачать або на що звертають увагу. «Коли ми проєктуємо експерименти, ми не можемо не проєктувати їх з погляду людини», — каже Бернс, який почав вивчати когнітивні здібності собак майже десять років тому та був одним із перших дослідників, які навчили собаку спокійно сидіти всередині МРТ-сканера. У дослідженнях, які вимірюють поведінку собак як результат, «якщо собака не робить те, що ви від нього хочете, часто незрозуміло, чи не розуміє собака того, що ви просите, чи він розуміє, але просто не хоче цього робити, чи в нього інша мотивація». Він додає, що дослідження часто оцінюють поведінку собак на рівні групи, щоб виявити тонкі тенденції у сприйнятті, але водночас можуть не брати до уваги суттєві відмінності у сприйнятті та пізнанні в окремих собак.

Сара Бесьєр з колегами з Університету Ла Троб в Австралії повідомили про експеримент з використанням цієї установки у 2016 році. Вони виявили, що собаки, навчені обирати будь-яке чорне коло, яке, на їхню думку, є більшим із двох, послідовно обирали те, що було оточене великими синіми колами, на відміну від людей, і припустили, що зорове сприйняття собак і людей може відрізнятися за деякими аспектами цієї ілюзії.

Дослідники, які вивчають ілюзії за допомогою поведінкових експериментів, заперечують, що навіть з урахуванням цих проблем їхній підхід пропонує принаймні попередній спосіб вивчення того, як собаки бачать світ. Як пояснює Бесьєр, ці дослідження «можуть дати нам гарне уявлення про те, як вони візуально обробляють навколишній світ. Це може допомогти нам з’ясувати, де є паралелі, а де їх немає», і, можливо, розробити більш ефективні дослідження в майбутньому.

Вона та інші дослідники вже почали розглядати перцептивні пояснення реакції собак на певні ілюзії. За її словами, у випадках, коли собаки і люди демонструють різні реакції, тобто собаки обирають стимул, протилежний до вибору людини, або взагалі не виявляють сприйнятливості, це може бути пов’язано з тим, що зорові системи собак реагують на різні види візуальних стимулів. Відомо, що люди, наприклад, особливо добре сприймають глобальні закономірності в зображеннях, що складаються з дрібніших елементів. Собаче сприйняття, навпаки, може бути більш орієнтоване на сприйняття локальних стимулів у цих зображеннях, зазначає Бьосьєр, і цей феномен може пояснити, чому собаки інакше, ніж люди, реагують на ілюзії Еббінгауза-Тітченера і Понцо, які повинні сприйматися на глобальному рівні, щоб ілюзія спрацювала належним чином.

Вона додає, що такі міжвидові відмінності можуть відображати різні чинники еволюційного тиску в собак і людей. Бернс погоджується з тим, що в науковій літературі існують докази того, що у собак немає такої сильної візуальної переваги глобальних стимулів, як у людей, хоча він попереджає, що на цю тему було проведено лише кілька досліджень.

Шуїнар зазначає інший спосіб зрозуміти відмінності у сприйнятті собак і людей: наскільки ймовірно, що тварина сприйматиме схожі стимули як ідентичні один одному, замість того, щоб помічати тонкі відмінності між ними. Він додає, що його робота і робота Бесьєр може свідчити про те, що собаки менш схильні сприймати відмінності між схожими стимулами, ніж люди.

Такі фігури Навона можуть сприйматися або глобально — у цьому випадку як E і R, — або локально, як N і S. Деякі дослідження показують, що люди краще сприймають глобальні стимули, ніж собаки.

Дослідження, що виявляють спільні реакції у собак і людей, також вимагають ретельної інтерпретації. Еліас Гарсіа-Пелегрін, аспірант психології Кембриджського університету, який вивчає пізнання у круків, пояснює, що якщо тварина демонструє сприйнятливість до оптичної ілюзії, відомої тим, що обманює людей, то причиною може бути спільний нейронний механізм, але однаковою мірою це може бути і не так. «Те, що в них схожа реакція, не означає, що вона зумовлена одними й тими самими когнітивними процесами».

Трохи магії

Поведінкові експерименти з вивчення сприйняття візуальних ілюзій у собак — не єдиний спосіб вивчення сприйняття у собак. Дослідження функціональної МРТ, наприклад, проведені Бернсом, включають візуалізацію мозку собак, які пасивно переглядають зображення на екрані, щоб дослідники могли спостерігати нейронні сигнали, пов’язані з різними типами стимулів. Його команда нещодавно опублікувала препринт, в якому йдеться про те, що на основі експериментів фМРТ собакам нелегко узагальнити тривимірні об’єкти з двовимірними зображеннями цих об’єктів, або навпаки, що може вплинути на те, як вчені проєктують тести для вимірювання сприйняття у собак.

Інші дослідники вивчають способи подання тваринам різних видів ілюзій. Гарсіа-Пелегрін, наприклад, був одним із кількох співавторів нещодавньої перспективної статті, в якій стверджувалося, що фокуси — навіть такі прості, як використання спритності рук, щоб змусити об’єкт зникнути, — можуть стати потужним інструментом при вивченні сприйняття тварин. «Фокусники використовують дуже складні техніки обману, які використовують деякі з наших сліпих зон у царині уваги та сприйняття», — каже він. «Якщо інші, нелюдяноподібні тварини володіють аналогічними або гомологічними механізмами уваги і сприйняття, фокуси повинні спрацювати і на них».

Магічні фокуси або інші динамічні оптичні ілюзії вочевидь складніші, ніж статичні двомірні зображення, визнає Гарсія-Пелегрін, який експериментує з фокусами, що змушують об’єкти зникати, для ворон, яких він вивчає. Спостереження за фокусом зачіпає не тільки зорове сприйняття, а й інші когнітивні чинники, як-от порушення очікувань (коли відбувається щось несподіване або непередбачуване) і сталість об’єкта. Крім того, складно розробити контрольні умови для експерименту з фокусами, зазначає Бесьєр, хоча вона додає, що наприкінці 2019 року лабораторію її команди відвідав фокусник, щоб обговорити саме такі дослідження.

Наразі Бесьєр та її команда тестують ще один трюк з обманом собак, який кілька років тому облетів увесь інтернет. У ньому власник собаки кілька разів піднімає й опускає перед собою велику ковдру, як ширму, поки улюбленець дивиться на нього; потім, під час одного з підйомів, господар ховається за стіною й упускає ковдру, створюючи в собаки враження, що його господар розчинився в повітрі.

Група Бесьєра нещодавно запустила проєкт громадянської науки під назвою «What the Fluff!?», щоб вивчити, як тварини реагують на цю ілюзію. «Ми просимо власників зробити це вдома зі своїми собаками», — каже вона. «Ми проаналізуємо відзнятий матеріал і подивимося, чи зможемо ми зробити якісь висновки про сталість об’єкта і порушення очікувань за допомогою такого роду фокусів». За її словами, вона також продовжує свою роботу з навченими тваринами, щоб розібратися в основних питаннях пізнання собак, які вперше зацікавили її ще в Австралії. «Іноді найкращі ідеї, я думаю, приходять під час барбекю».

Часті запитання (FAQ): Собачий погляд на оптичні ілюзії

Технології у сфері догляду за тваринами: тренди 2025.