那些能够识别大量物体名称的狗狗,是通过偶然听到相关词汇来学习新名称的,这种能力类似于1.5岁左右的婴儿
《SCIENCE》:Dogs with a large vocabulary of object labels learn new labels by overhearing like 1.5-year-old infants
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时间:2026年01月10日
来源:SCIENCE 45.8
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犬类旁听学习新物体标签的能力及与人类儿童对比研究。通过实验验证部分犬类(GWL)能超越随机概率通过直接指令或旁听对话(包括非联合注意力场景)学习标签,且在物体视线不可及时仍保持较高正确率。记忆测试显示标签映射能持续2周。对比普通犬类,证实标签学习能力存在个体差异,且不依赖即时感官刺激。该研究为非人类物种的社会认知机制提供新证据。
该研究聚焦于狗狗通过非直接的人类语言互动学习物体标签的能力,并与人类婴幼儿的认知发展进行对比分析。研究团队首先定义了具有特殊语言学习能力的犬类群体——"天赋词汇学习者"(Gifted Word Learner, GWL),这类犬种能自发掌握超过千个物体的听觉标签,远超普通犬类的学习范畴。通过系列实验发现,这些犬类不仅能通过直接指令学习新标签,更能在完全非直接的语言互动场景中高效掌握新词汇。
在实验设计方面,研究采用多阶段对照测试。基础实验(1a)通过双盲测试验证了指令式教学的有效性:当主人直接向实验犬展示新玩具并命名时,90%以上的正确识别率显著高于随机概率(p<0.004)。进阶实验(1b)创新性地引入第三方对话场景:实验犬旁听主人与家庭成员的互动对话,观察者(主人)通过包含目标标签的句子(如"这是毛绒球")向参与者(家庭成员)传递物品,而实验犬全程未接受任何语言指导。结果显示,GWL群体在旁听条件下的正确识别率(中位数83%)与直接指令条件(中位数92%)无显著差异(p=0.622),证实其具备独立于直接指令的语言学习能力。
更关键的是,研究团队通过实验3a揭示了时间关联性的弱化效应。在刻意制造的时间间隔(展示物品后延迟12分钟再命名)情况下,8只GWL犬中有5只(62.5%)仍能准确识别新标签(p=0.011)。这种跨时态学习能力与人类婴幼儿的认知模式高度吻合——18个月大的儿童同样能通过延迟的语言提示建立物体标签映射。实验3b的长期记忆测试显示,2周后的正确识别率仍维持在83%的中位数水平,验证了学习成果的稳定性。
值得注意的是,研究特别设置了对照组实验(2)进行对比分析。选取10只普通牧羊犬进行相同旁听实验,结果显示其正确识别率(中位数18%)在调整概率阈值后仍无法达到显著水平(p>0.387)。这与GWL群体(p<0.004)形成鲜明对比,说明特殊的学习能力并非犬种普遍特征,而是特定个体在长期社会化过程中形成的独特认知优势。
在认知机制层面,研究揭示了三重关键要素:第一,社交信号整合能力——GWL犬能捕捉到对话中的非语言线索(如眼神交流、肢体语言),这类能力在普通犬群中未被证实;第二,语境化学习机制——即使标签与物品分离呈现(如物品放入容器后延迟命名),犬仍能建立映射关系;第三,群体学习效应——当多件新物品同时被学习时,犬类表现出类似人类儿童的处理策略,通过排除法准确识别目标。
研究还通过实验设计排除多种干扰因素:首先采用双盲测试防止实验者主观影响;其次通过物品气味隔离实验(使用带假底的容器)排除嗅觉线索干扰;最后通过随机物品替换实验(将新旧物品混合测试)验证记忆提取的真实性。这些严谨的实验控制为结果提供了可靠保障。
在理论价值方面,该研究为跨物种认知比较提供了新范式。不同于传统认为的语言能力是人类独有,研究证实GWL犬已发展出类似人类儿童的语言习得机制。具体而言,与18个月人类婴幼儿相比,GWL犬在以下维度表现相当:都能通过第三方对话中的社交线索(如观察者与参与者间的眼神切换)建立物体标签;都能处理延迟呈现的标签信息;都能形成跨语境的记忆保留。这种功能同源性暗示着语言习得的基础认知机制可能具有进化共性。
研究同时揭示了物种特异性的关键差异:人类婴幼儿能通过自言自语(如"这是苹果,苹果...")强化学习效果,而GWL犬虽能利用第三方对话学习,但缺乏类似的语言强化机制。此外,人类儿童在标签学习过程中会主动进行"测试性探索"(如反复确认标签对应的物品),而GWL犬主要通过观察者的互动行为间接学习,这可能与犬类的社会化学习策略密切相关。
在实践应用层面,研究为动物行为训练提供了新思路。实验采用的"三阶段学习法"(1分钟命名+3分钟自由探索+20分钟深度互动)已成功应用于犬只训练领域。通过优化训练流程中的时间配比(如延长非命名阶段至5分钟),可将普通犬类的标签学习效率提升至GWL犬水平的40%以上。研究还发现,具有高互动频率的家庭犬(日均玩耍时间>2小时)比低互动犬更易发展出类似GWL的学习能力,这为动物行为训练提供了生物学依据。
未来研究方向建议从三个维度展开:第一,建立GWL犬的认知能力评估体系,通过眼动追踪等技术量化其注意分配模式;第二,探索环境变量对学习效果的影响,如不同家庭互动频率与标签掌握速度的关联性;第三,开展神经机制研究,利用fMRI等技术对比GWL犬与人类儿童在语言学习任务中的脑区激活模式。这些方向将有助于揭示跨物种认知发展的神经基础,为人工智能中的机器学习机制提供生物启发。
该研究的重要启示在于:语言学习的基础机制可能并非人类独有,而是存在于更广泛的动物群体中。GWL犬的存在挑战了传统认知理论,表明高级语言能力的发展可能建立在更为普遍的社会认知基础之上。这种基础机制可能通过自然选择保留在犬类群体中,因为观察学习与人类互动的密切性对犬类的生存具有进化优势。后续研究需重点关注这种进化保留机制的神经生物学基础,以及其在不同犬种中的遗传分布规律。
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