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Comment le cerveau des chiens traite-t-il les mots?

Gros plan sur la tête d'un chien golden retreiver.
Un chien golden retreiver Photo: iStock

Les chiens possèdent une représentation cérébrale du sens des mots qu'on leur a enseignés, au-delà d'une simple réponse pavlovienne, montre une étude américaine.

La chercheuse Ashley Prichard et ses collègues de l’Université Emory se sont intéressés aux mécanismes cérébraux que les chiens utilisent pour différencier les mots.

Lorsqu’un maître prononce les mots « chat » ou « écureuil » à son chien, la bête s'excite et court parfois vers la porte ou la fenêtre.

Mais qu’est-ce que Rex comprend exactement? Est-ce « attention, il se passe quelque chose »? Ou se représente-t-il l’image mentale d’un petit rongeur à la queue touffue?

Beaucoup de propriétaires de chiens pensent que leurs chiens savent ce que certains mots signifient, mais il n'y avait pas vraiment beaucoup de preuves scientifiques à l'appui.

Ashley Prichard

« Nous voulions obtenir des réponses à partir des chiens eux-mêmes, pas seulement des observations des propriétaires », poursuit la chercheuse.

Le saviez-vous?

Les scientifiques savaient que les chiens ont la capacité de traiter au moins certains aspects du langage humain, puisqu'ils peuvent apprendre à suivre des ordres verbaux. Toutefois, de précédentes études montrent que les chiens peuvent se fier à de nombreux autres indices pour suivre un ordre verbal, comme le regard, les gestes et même les expressions émotionnelles de leur maître.

L’étude

Les chercheurs ont utilisé l'imagerie par résonance magnétique pour observer les mécanismes cérébraux que les chiens utilisent lorsqu’ils traitent les mots qu'on leur a appris à associer aux objets.

Eddie, l'un des chiens qui a participé à l'étude.Agrandir l’imageEddie, l'un des chiens qui ont participé à l'étude, prend la pose avec ses deux jouets, Monkey et Piggy. Photo : Université Emory/ Gregory Berns

Les propriétaires de douze chiens les ont dressés pour qu’ils apprennent à récupérer deux objets différents, en fonction du nom des objets.

La paire d'objets de chaque chien se composait d'un objet de texture douce, comme un animal en peluche, et d'un autre d’une texture différente, comme le caoutchouc, pour faciliter la distinction.

L'entraînement consistait à demander aux chiens d'aller chercher l’un des objets et de le récompenser avec de la nourriture ou des mots d’encouragement. Le dressage était considéré comme terminé lorsqu'un chien montrait qu'il pouvait faire la distinction entre les deux objets en allant chercher systématiquement celui demandé par le propriétaire lorsqu'on lui présentait les deux objets.

Puis les chiens ont été allongés dans un scanner avec devant eux les deux objets alors que leurs maîtres se tenaient directement devant eux. Les maîtres ont ensuite nommé les noms des jouets à intervalles fixes, puis ont montré aux chiens les jouets correspondants.

Par exemple, Eddie, un golden retriever labrador, a entendu son propriétaire prononcer les mots « Piggy » ou « Monkey », puis a vu son propriétaire tenir le jouet correspondant. En guise de contrôle, le propriétaire a ensuite prononcé des mots charabia, tels que « bobbu » et « bodmick », puis il a montré de nouveaux objets comme un chapeau ou une poupée.

Les résultats des présents travaux laissent à penser que Fido possède au moins une représentation neuronale rudimentaire du sens des mots qu'on lui a appris, et qu’il différencie ceux qu’il a déjà entendus de ceux qu'il ne connaît pas.

En outre, ces résultats montrent une plus grande activation dans les régions auditives du cerveau canin aux nouveaux mots par rapport aux mots appris.

La chienne Stella et ses jouets.Agrandir l’imageStella et ses jouets. Photo : Université Emory/Gregory Berns

Nous nous attendions à ce que les chiens fassent la distinction entre les mots qu'ils connaissent et ceux qu'ils ignorent. Ce qui est surprenant, c'est que ce résultat est opposé à celui des humains qui montrent généralement une plus grande activation neuronale pour les mots connus que pour les nouveaux mots.

Ashley Prichard

Les chercheurs émettent l'hypothèse que les chiens montrent une plus grande activation neuronale à un nouveau mot, parce qu'ils sentent que leurs maîtres veulent qu'ils comprennent ce qu'ils disent. Ils essaient donc d’y arriver.

« En fin de compte, les chiens veulent plaire à leurs maîtres. Ils veulent recevoir des éloges ou de la nourriture », explique le neuroscientifique Gregory Bern, qui a également participé à l’étude.

Les chiens qui ont participé à l'étude.Agrandir l’imageLes chiens qui ont participé à l'étude. Photo : Université Emory

La moitié des chiens ayant participé à l'expérience ont montré une activation accrue aux nouveaux mots dans leur cortex pariotemporal, une région du cerveau que les chercheurs pensent analogue au gyrus angulaire chez les humains, où les différences lexicales sont traitées.

L'autre moitié des chiens, cependant, a montré une activité accrue aux nouveaux mots dans d'autres régions du cerveau, y compris les autres parties du cortex temporal gauche et amygdale, le noyau caudé et le thalamus.

Les limites de l’étude

Ces différences peuvent être liées à la diversité des races et des tailles des chiens, ainsi qu’aux variations possibles de leurs capacités cognitives.

La cartographie des processus cognitifs du cerveau canin devrait donc prendre en considération la variété des formes et des tailles du cerveau des chiens d'une race à l'autre. Ce qui n’a pas été fait dans les présents travaux.

Il semble toutefois clair que les chiens se font une représentation neuronale du sens des mots qu'on leur a enseignés, au-delà d'une simple réponse pavlovienne.

Le chien de Pavlov

Le conditionnement classique pensé par Ivan Pavlov au début du XXe siècle est un concept clé de la théorie du béhaviorisme.

Dans cette théorie, le conditionnement est un processus par lequel un animal ou un humain associe une réponse programmée (par exemple, saliver), qui est normalement déclenché par un stimulus porteur de sens (de la nourriture), à un stimulus non conditionné, c'est-à-dire à un stimulus neutre qui normalement ne déclenche aucune réponse (le son d’une cloche).

Dans sa célèbre expérience, M. Pavlov sonnait une cloche chaque fois qu’il servait de la nourriture à un chien. Après un certain temps, il a sonné la cloche sans servir de nourriture au chien, mais ce dernier a quand même salivé.

Des mots, mais aussi des gestes

Les résultats de la présente recherche ne signifient pas que les mots parlés sont le moyen le plus efficace pour un propriétaire de communiquer avec un chien.

En fait, d'autres études menées par la présente équipe ont montré que le système de récompense neuronale des chiens est plus adapté aux indices visuels et olfactifs qu'aux indices verbaux.

« Lorsque les gens veulent enseigner un tour à leur chien, ils utilisent souvent un ordre verbal, parce que c'est ce que nous, les humains, préférons », explique Ashley Prichard. « Du point de vue du chien, toutefois, un ordre visuel pourrait être plus efficace, l’aidant à apprendre le tour plus rapidement. »

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Frontiers in Neuroscience (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Animaux de compagnie

Science