狗狗是人类最好的朋友，尤其狗狗在美国社会地位极高。自从我养了一只小狗之后， 实验室的导师和同事见了我都不问我怎么样，直接问我的狗狗怎么样。 去年圣诞节，二导师送我的礼物是一本书, How Dogs Love Us （狗狗是如何爱我们）。 这是我 2017 年看的第一本书，讲的是一个神经科学家充满爱的探索。

Gregory Berns 是美国埃默里大学（Emory University）的行为经济学教授，几十年来以来他主要运用神经科学的技术来研究人类的动机和决策。最近他转而研究狗狗的动机和情感（话说功成名就的教授真是有钱任性）。在他的这本书里，他讲到平日他和他的狗 Callie 之间的默契，也讲到他很想了解他的狗狗到底在想什么。 目前人们只能依赖动物行为学的一些理论去尝试了解狗的世界. 比如，狗狗摇尾巴表示他兴奋／开心，夹着尾巴表示害怕。可是这样的解释不能满足 Berns。他想知道，狗到底有没有情感，他的狗狗到底喜不喜欢他？

这真是一个好问题，我看到我的小狗威士忌的时候，大脑里肯定高兴地放烟花了， 可是他看到我会是什么感受呢？他会很兴奋跳上跳下，可是事实上他看见所有人都会这样，并没有什么区别。我也没有办法真的知道在他心里我这个铲屎官和别人有什么不同。

科学家一直都避开了动物的情感问题，因为这太难了。我们可以通过观察人的表情，行为和体征来推断一个人的情感，我们还可以直接问这个人他现在的感受。对于动物来讲，我们只能观察动物的行为，却不能让动物告诉我们它的感受。Berns 觉得神经科学是一个突破口，因为通过神经成像技术（fMRI）我们可以直接观察到动物大脑的动态反应，从而推断动物的感受。

图：狗的大脑 vs.人的大脑。（注，并不成比例， 狗的大脑比人的小很多）

让狗狗接受 fMRI 的训练过程十分艰辛。没有经历过 fMRI 的人可能不知道，核磁共振成像的仪器主要是一块大磁铁，中间有个圆形的小洞，有幽闭恐惧的人进去一般都会感到不适。另外，在 fMRI 运行的过程中会有很大的噪音，像在摇滚乐队现场一样。一般的狗狗都不会愿意在这种环境下保持静止。然而， 在核磁共振成像中要求狗狗的头部保持绝对静止，这样才能保持照出的大脑照片比较清晰。 Berns 的书里详细叙述了他们是怎样耐心训练狗狗的，很神奇， 不过感觉我的那只会且仅会“坐”的小傻狗一辈子都学不会。

图：狗狗在练爬着不动。

Berns 的实验分两步。 第一步，研究人员训练狗狗学会两个手势， 一个（下图 A）是有零食吃， 一个（下图 B）是没有零食吃。 然后让狗狗在 fMRI 里面给他展示这两个手势。 结果发现狗狗大脑的 Caudate 部分对有零食吃的手势有强烈的反应。他们的被试包括 12 只品种，性格各异的狗狗。值得一提的是，他们在实验过程中始终尊重狗狗的选择，不会去麻醉或者捆绑狗狗， 狗狗任何时候都可以离开实验。 有很多文献指出 caudate 在正面期望 （positive expectation）， 包括社会奖励（social reward）中的作用。在动物中, 食物或者社交奖励能够使这部分大脑活跃起来， 在人类中， 金钱， 音乐， 和艺术都能使这部分大脑活跃。

第二步， Berns 和他的团队比较了四种气味对狗狗大脑的影响， 分别是 1）熟悉人类的气味， 2）陌生人类的气味， 3） 陌生狗狗的气味， 和 4）狗自己的味道。他们的结果表明，负责嗅觉的 olfactory bulb 会对这四种气味有反应，而且反应差不多大。 而负责奖励和正面期待的 caudate 并不是对所有的气味都有反应，而是只对熟悉的人的味道有反应（下图 B）。很神奇，甚至对熟悉的狗的味道都不会有反应。

这个说明狗狗对人还是有特殊的感情的。至于为什么主人的味道会给狗狗的大脑奖励区域带来那么大的反应，这个我们现在只能猜测。 也许主人经常陪狗狗玩耍，所以对狗狗来说主人的味道意味着社交奖励 （social reward）？也许是主人会经常给狗喂食？抑或是对于狗狗来说主人本身就是奖励？ 这些问题还需要更多实验来解答。

图：训练中的狗狗（不算人力的费用，租用 fMRI 仪器一小时至少是 500 美元）。

我的两点思考：

1. 这个实验本身有很强的选择偏差（selection bias）. 这个训练狗的过程及其困难， 相信有很多狗狗因为肯定无法完成任务而没有参加，或者没有完成训练。 试验中，完成训练并且能够成功地在 fMRI 里面协助实验的狗肯定是和人有很好关系，并且接受能力很强的， 实验结果不一定能够代表整个狗狗群体。
2. 感觉这里 Berns 用的词有点大了。 大脑的神经活动可以告诉我们动物的偏好，动机，正面期待，可是不一定是“爱”（love）。如果真是这样简单的话，姑娘们结婚之前可一定要把男朋友放在 fMRI 里扫描一下，看看男朋友在看自己照片的时候是什么反应， 确定是真爱才结婚。也许这是他为了宣传他的研究而必须做的牺牲。神经科学的科普就是这样，一方面是秉着科学严谨的风格写出大众看起来可能会很无聊的科普文， 另一方面是稍微夸张或者延伸而能让更多人了解并感兴趣，怎样在这两个极端中间找平衡是一门艺术。
3. References:

Berns, G. （2013）. How Dogs Love Us: A Neuroscientist and His Adopted Dog Decode the Canine Brain. Houghton Mifflin Harcourt.

Berns, G. S., Brooks, A. M., & Spivak, M. （2015）. Scent of the familiar: An fMRI study of canine brain responses to familiar and unfamiliar human and dog odors. Behavioural Processes, 110, 37–46. Scent of the familiar: An fMRI study of canine brain responses to familiar and unfamiliar human and dog odors