狗可能将人类女童和成年女性的声音与面孔相关联

《Animal Behaviour》：Dogs might associate the voices and faces of human girls and adult women

　　

中文摘要翻译：当研究人员听到一个人的声音时，即使未见到说话者本人，也常常能推断出其年龄或身份等属性。这种能力暗示着存在一种整合视觉与听觉模态信息的跨模态表征（cross-modal representation）。此类表征不仅限于同种个体间的互动，也出现在不同物种之间。以往研究表明，家犬（Canis familiaris）能够基于熟悉度、性别和情绪表达将人类声音与面孔进行匹配。然而，狗能否跨模态区分人类的年龄类别仍不清楚。这种能力对于狗在日常互动中针对儿童与成人适当调整自身行为可能具有重要意义。本研究采用期望违背范式（expectancy-violation paradigm），考察狗能否形成对人类成人与儿童的跨模态表征。研究人员假设，若狗具备此类表征，则在声音-面孔不匹配（不一致）试次中的注视时长应显著长于声音-面孔匹配（一致）试次，且该效应应同时存在于成人和儿童刺激条件下。实验中，狗被安置于显示器前方。通过扬声器播放成年女性或女童的声音后，立即向狗呈现与声音匹配或不匹配的面孔照片，随后测量狗对显示器的注视时长。与预测相反，狗在一致条件下的注视时长倾向于长于不一致条件，尽管该效应仅达到边缘显著。这一模式提示狗可能能够区分一致与不一致的声音-面孔配对，但方向与预期相反。探索性分析进一步表明，这一倾向在与儿童共同生活过的狗中更为明显。总体而言，这些发现为狗可能跨年龄类别关联人类女性声音与面孔提供了初步证据，且与儿童共同生活的经验可能影响这一过程。

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一、研究背景与问题提出

在复杂社会环境中，通过整合多种感觉通道信息来识别其他个体，对于社会性物种至关重要，有助于区分个体、避免冲突、维持社会等级并实现有效合作。人类具备整合视觉与听觉模态信息的跨模态表征能力，例如听到熟悉歌手的歌曲时能够自然联想到其面容。多种非人动物也被证实能够形成对同种个体的听觉-视觉表征，包括黑猩猩（Pan troglodytes）、恒河猴（Macaca mulatta）、马（Equus caballus）、狮子（Panthera leo）、山羊（Capra hircus）和大嘴乌鸦（Corvus macrorhynchos）等。

跨模态表征不仅限于同种个体间的互动，还可延伸至异种个体。部分动物能够对熟悉的人类（如主人或照料者）形成此类关联，已在恒河猴、松鼠猴（Saimiri boliviensis）、狗、猫（Felis catus）和马中得到证实。例如，Adachi等人（2007）采用期望违背范式，在播放主人或陌生人的声音后向狗呈现对应面孔照片，发现当面孔与声音不匹配时狗注视时间更长，提示狗可能在听到主人声音时唤起对主人面孔的记忆。

在伴侣动物中，狗的研究最为充分，已证实其能够跨模态匹配人类的熟悉度、性别和情绪表达。然而，狗能否区分不同年龄类别的人类仍不清楚。年龄是用于分类他人的重要特征，识别社会伙伴的年龄类别对许多物种至关重要，可使个体适当调整行为。值得注意的是，近期一项研究报告狗对同种年龄类别缺乏跨模态表征的证据，但该零结果可能反映方法学局限而非能力缺失，例如视觉刺激间的空间分离过大以及成犬与幼犬图像间显著的大小差异可能使注意力偏向更显著的刺激，从而掩盖一致性效应。重要的是，缺乏同种年龄类别跨模态表征的证据并不排除狗形成人类年龄类别跨模态表征的可能性。鉴于狗长期被驯化并与人类密切接触，其可能对人类相关的社会类别尤为敏感。近期证据表明，马能够形成对人类年龄组的跨模态表征，利用声音和面部线索区分成人与儿童。因此，狗对人类年龄类别的表征可能比对同种更易表现出来。

以往研究表明狗对人类儿童具有敏感性。例如，狗听到婴儿啼哭时皮质醇水平升高，表明其对婴儿相关线索敏感。狗还能与儿童形成依恋纽带并在行为上与之同步，尽管程度低于与成人的同步。尽管存在咬伤等风险，儿童-狗关系总体上是积极的，部分原因可能是狗对儿童不可预测行为的容忍和耐心回应。这些行为模式提示狗可能将儿童视为与成人不同的类别，表明狗可能具有人类年龄类别的表征。然而，狗是否将视觉和听觉线索整合为连贯的"儿童"或"成人"类别仍属未知。对狗能否区分人类成人和儿童的总体考察，有助于确认狗是否针对不同人类年龄组适当调整行为，对促进安全积极的儿童-狗关系具有重要意义。

狗的敏感性还可能取决于其先前经验。例如，接触过更多男性和女性的狗对人类性别线索的跨模态敏感性更强，表明此类能力可能受经验塑造而非均匀表达。类似地，与幼儿共同生活过的狗可能有更多机会学习并关联儿童特有的视觉和听觉特征，从而可能表现出更强的人类年龄相关线索跨模态敏感性。

二、研究内容与主要结论

本研究采用期望违背方法，考察狗能否形成对人类成人和儿童声音与面孔的跨模态表征。研究人员预测，若此类表征存在，狗在不匹配的声音-面孔配对中的注视时长应长于匹配配对，且该效应在与幼儿共同生活过的狗中更为明显。研究结果与预测相反，狗在一致条件下倾向于注视更久，该效应在总体样本中仅达边缘显著。探索性分析显示，该效应仅在与3-6岁儿童共同生活过的狗中达到显著水平。这些发现为狗可能跨年龄类别关联人类女性声音与面孔提供了初步证据，并提示与儿童共同生活的直接经验可能增强狗对人类年龄相关线索的敏感性。该研究发表于《Animal Behaviour》。

三、关键技术方法

本研究采用期望违背范式，实验装置为狗坐在显示器前，主人从后方轻扶狗肩部，闭眼或低头以避免无意暗示。实验使用两名6岁女童和两名成年女性（48岁和53岁）的语音录音和面孔照片作为刺激材料，所有说话者均为狗不熟悉的陌生人，仅使用女性刺激以提供更具挑战性的年龄区分测试。每只狗完成四种条件的试次各一次：成人-一致、成人-不一致、儿童-一致、儿童-不一致。通过三台摄像机记录狗的注视行为，由对条件不知情的编码者逐帧统计狗注视显示器的时长。注视时长采用线性混合模型（LMM）分析，以一致性、面孔类型、试次顺序和儿童生活经验为固定效应，参与者身份为随机效应。样本来源为大学儿童与宠物参与者数据库及社区招募的69只家犬。

四、研究结果

4.1 总体一致性效应

线性混合模型分析显示，一致性效应达到边缘显著（F_1,131.38 = 3.20, P = 0.076, partial η² = 0.03），狗在一致条件下注视显示器的时间倾向于长于不一致条件。面孔类型、试次顺序和儿童生活经验的主效应均不显著，一致性与经验的交互作用亦不显著。采用更宽泛的儿童经验定义（与18岁以下未成年人共同生活）得到相似的结果模式。

4.2 经验分组分析

对有无与3-6岁儿童共同生活经验的狗分别进行分析发现，在一致条件下注视更久的倾向仅存在于有此类经验的狗中。该组中一致性效应显著（F_1,33.93 = 4.32, P = 0.045, partial η² = 0.11），而无儿童经验的狗中未观察到显著效应。

4.3 注意力概率分析

二项广义线性混合模型（GLMM）分析显示，狗在后续试次中看向屏幕的概率降低，表明存在习惯化效应。然而，一致性及其与试次的交互作用对注视概率无显著影响，提示排除未注视试次不会系统性地偏倚一致与不一致条件间的比较。

4.4 比例注视时长分析

将注视时长作为总试次时长的比例进行beta误差GLMM分析，得到与主分析相同的总体结果模式，一致性效应达边缘显著（χ²₁ = 2.83, P = 0.093），进一步支持狗在一致条件下注视更久的倾向。

五、讨论与结论

研究人员指出，与预测相反，狗在一致条件下注视更久的结果可能反映刺激不熟悉性限制了期望违背的发生，使狗处于对儿童和成人声音-面孔表征的早期加工阶段。在婴儿发展研究中，当刺激新颖或编码不足时会出现"熟悉效应"，而"新奇效应"需在学习或重复暴露后才出现。本研究使用不熟悉的个体是必要的，以分离对年龄类别而非特定熟悉个体的反应。未来研究可采用更自然的动态视听刺激或考察对特定年龄组经验更丰富的狗来检验这一解释。

值得注意的是，类似效应在猫的客体永久性任务中也有报道，猫对符合知识预期的事件表现出比违背事件更大的兴趣，表明该发现并非狗所独有。本研究中个体间变异较大，在有至少一个有效一致试次和一个有效不一致试次的狗中，23只在一条件下注视更久，24只呈相反模式，提示个体狗在形成或使用人类年龄类别跨模态期望方面存在异质性。

尽管以往研究未发现狗对同种年龄类别形成跨模态表征的证据，本研究结果提示狗可能对人类年龄类别形成此类表征。驯化可能改变了狗的社会注意力方向：狼在同类合作任务中表现优于狗，提示狗与同种互动的动机或认知能力可能因驯化而减弱；狗对同种幼崽线索的敏感性可能降低，而对人类交流信号高度敏感。因此，同种年龄信息可能失去社会相关性，而人类社会类别可能成为狗日常互动中更核心的内容。

研究存在若干局限性：采用单一刺激设计而非偏好注视范式，可能无法直接比较两种刺激；仅考察成人与儿童两个宽泛年龄类别，刺激数量有限且仅含女性个体，结果难以推广至更广泛人群；儿童经验采用二元测量，未考虑接触频率、质量和持续时间；主人虽被要求闭眼且不知晓实验条件，但能听到听觉刺激，无法完全排除微妙的无意暗示。

综上所述，本研究为狗可能将人类声音与相应面部年龄类别相关联提供了初步证据。然而，该效应在群体水平上较弱，应谨慎解读，特别是考虑到研究中使用的刺激数量有限。结果表明狗对人类年龄相关线索的敏感性可能受个体经验影响，但该效应在所有分析中并不稳健。