长期以来，科学家和爱狗人士都深知犬类在解读人类喜怒哀乐方面的非凡能力。然而，这种能力背后的生物学机制，直到最近才得以深入探索。一项发表于Cell Press旗下期刊《iScience》的最新研究，首次通过直接的神经学证据揭示了狗大脑如何区分人类的愤怒、恐惧和悲伤等复杂情绪，并阐明了数千年驯化对这一能力形成的深远影响。

研究团队由维也纳大学的劳尔·埃尔南德斯-佩雷斯（Raúl Hernández-Pérez）和劳拉·夸亚（Laura Cuaya）领导，他们利用功能性磁共振成像（fMRI）技术，对多只宠物狗的大脑活动进行了实时监测。实验中，这些经过正向强化训练的犬只在fMRI扫描仪中保持静止，佩戴耳部保护装置，并自愿将头部放置在定制的下巴托上，观看人类面部表情的图片，从而使研究人员能够在无压力或麻醉的情况下捕捉到实时的脑部活动。

研究首先聚焦于“快乐”表情，因为此前的研究已表明其对犬类具有特殊意义。当狗观看陌生人的快乐面孔时，其大脑的颞叶皮层（temporal cortex，与高级认知和感觉处理相关）和尾状核（caudate nucleus，大脑主要的奖赏处理中心）均表现出显著激活。夸亚博士指出：“尾状核的活动尤其引人注目，它作为大脑奖赏系统的关键结构，涉及处理积极预期和愉悦感。这表明人类的快乐面孔对狗而言可能具有内在的情感和动机价值。”埃尔南德斯-佩雷斯博士补充道：“人类善于捕捉面部细微之处，狗也一样。通过研究它们的脑部，我们能理解为支持其卓越的社会和情感理解能力，犬类发展出了哪些适应性。”

随后，研究人员进一步探究了狗大脑是否对其他情绪也有类似反应。他们向12只狗展示了快乐、愤怒、恐惧和悲伤的人类面部表情图片，并运用机器学习模式分析其大脑活动。结果显示，狗的大脑并非简单地将所有负面情绪归为一类。虽然颞叶皮层-尾状核网络对快乐表情的反应是独特的，使其能轻易区分快乐与所有三种负面表情，但全脑分析揭示了恐惧、愤怒和悲伤之间存在着不同的、可区分的神经活动模式。这是首次有证据表明，狗能够区分特定的负面面部表情。

研究人员强调，这项研究证明了狗的大脑能够区分不同的人类面部表情，但这并不意味着狗体验或概念化这些情绪的方式与人类完全相同。它表明，驯化赋予了狗解码和响应人类情绪状态的神经机制。

这项研究的发现为犬类大脑如何解码人类细微情绪信号提供了首个直接的神经学证据，凸显了数千年驯化过程的深远影响。与灵长类动物通过共同祖先与人类共享某些能力不同，狗通过数千年的趋同进化和人工选择，独立发展出了理解和配合人类所需的复杂社会技能。夸亚博士解释说：“与灵长类动物不同，狗的进化路径截然不同，但通过驯化，它们发展出了理解和配合我们所需的社会能力。”研究还指出，狗大脑的颞叶皮层在视觉面部处理和高级社会认知中扮演着核心角色，与尾状核形成了一个专门针对人类面部线索的功能回路。

尽管静态照片成功地引发了独特的脑部反应，但作者们强调，在现实世界中，狗会整合面部表情、身体姿态、声音语调和嗅觉信号来理解人类。此外，本次研究的犬只均为家庭宠物，生活在街头的流浪狗可能以不同的方式处理人类线索。

接下来，研究团队计划采取更以狗为中心的视角，深入理解狗如何整合这些大脑信号来解读周围的人类。未来的工作还将比较人类和狗的大脑如何处理相同的情绪信号。夸亚博士总结道：“我希望人们能将狗视为有情感的生命。它们与我们共同进化，以理解我们的表情并与我们合作，认识到这一点可以改变我们与它们的沟通和照顾方式。”

这项工作得到了奥地利科学基金、欧洲研究理事会、匈牙利科学院和国家大脑计划3.0的资助。