I cani leggono le emozioni sul nostro volto dei propri amici umani

A cura di Roberto Zonca

La risonanza magnetica mostra una risposta particolare ai sorrisi e segnali diversi davanti a paura, rabbia e tristezza. Lo studio aiuta a capire fino a che punto i cani riescano a interpretare le persone

LA NOTIZIA IN BREVE – I cani sembrano possedere una capacità raffinata nel leggere il volto umano. Uno studio pubblicato su iScience ha analizzato con risonanza magnetica funzionale l’attività cerebrale di cani svegli mentre osservavano fotografie di persone felici, arrabbiate, impaurite o tristi. Davanti ai sorrisi, i ricercatori hanno rilevato una risposta più intensa nella corteccia temporale e nel nucleo caudato, area coinvolta nei meccanismi di motivazione e ricompensa. In altri confronti, il cervello ha mostrato pattern diversi tra paura e rabbia e tra paura e tristezza. I risultati suggeriscono che i cani riescano a distinguere alcuni segnali emotivi umani già dal volto, anche se lo studio non chiarisce se attribuiscano a quelle espressioni lo stesso significato che diamo noi. Il prossimo passo sarà capire come integrino volto, voce, postura e odori nelle interazioni reali.

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L’APPROFONDIMENTO – Sono milioni le persone che, vivendo con un cane, sostengono da sempre che il proprio animale sia capace di comprenderle. I cani imparano il significato di molte parole e riescono a cogliere sfumature della nostra voce che spesso ci sfuggono quando accade il contrario: noi, infatti, siamo molto meno bravi a interpretare i diversi tipi di abbaio. Ma la loro capacità di leggerci potrebbe andare ben oltre. Un nuovo studio suggerisce che il cervello dei cani sia in grado di distinguere alcune delle emozioni espresse dal volto umano, riconoscendo differenze tra sorrisi, paura, rabbia e tristezza.

A cercare queste tracce direttamente nel cervello sono stati Raúl Hernández-Pérez, Luis Concha, Attila Andics, Rodolfo Bernal-Gamboa e Laura V. Cuaya, autori della ricerca pubblicata su iScience. Il gruppo, che coinvolge l’Università di Vienna, la Eötvös Loránd University di Budapest e la National Autonomous University of Mexico, ha lavorato con cani di famiglia addestrati a restare svegli e immobili durante una risonanza magnetica funzionale. Davanti ai loro occhi scorrevano fotografie di persone sconosciute con diverse espressioni. Nel frattempo gli scienziati osservavano quali regioni cerebrali cambiavano attività.

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Che cosa accade nel cervello quando un cane vede un sorriso

Il primo esperimento ha coinvolto otto cani. I ricercatori hanno mostrato loro volti felici e volti neutri, scegliendo persone che gli animali non conoscevano per evitare che il ricordo di un individuo familiare alterasse la risposta. Quando compariva un sorriso, emergeva una maggiore attività nella corteccia temporale destra, con un coinvolgimento che raggiungeva il nucleo caudato. Quest’ultima struttura interessa particolarmente gli studiosi perché partecipa ai meccanismi legati alla motivazione e alla ricompensa. Secondo Cuaya, il risultato suggerisce che un volto umano felice possa possedere per il cane un significato emotivo particolare.

Il dato offre una traccia biologica a qualcosa che molti proprietari osservano ogni giorno. Un cane presta attenzione al volto di una persona e il suo cervello reagisce in modo specifico quando incontra un’espressione positiva. Da qui nasceva però una domanda: quella risposta riguardava soltanto il sorriso oppure il cervello canino riesce a separare tra loro anche altre espressioni?

Dodici cani davanti a felicità, rabbia, paura e tristezza

Per scoprirlo, il gruppo ha organizzato un secondo esperimento con 12 cani. Questa volta le fotografie mostravano quattro espressioni: felicità, rabbia, paura e tristezza. Gli studiosi hanno analizzato le scansioni anche attraverso sistemi di machine learning, cercando configurazioni ricorrenti nell’attività cerebrale. La regione che aveva reagito ai sorrisi nel primo esperimento ha continuato a mostrare una firma particolare davanti ai volti felici. Il modello riusciva così a separare la felicità dalle tre espressioni negative.

La parte più interessante è arrivata quando gli scienziati hanno allargato l’analisi all’intero cervello. Sono comparsi pattern capaci di distinguere la paura dalla rabbia e la paura dalla tristezza. Gli stessi dati, invece, non hanno consentito di separare in modo significativo rabbia e tristezza. Quest’ultimo particolare conta, perché impedisce di trasformare il risultato in una generica affermazione secondo cui il cane riconoscerebbe perfettamente tutte le emozioni umane. La ricerca mostra come davanti ad alcune espressioni facciali il cervello produce configurazioni differenti e, in determinati confronti, queste differenze risultano abbastanza marcate da permettere una classificazione.

Il cane sa davvero che siamo tristi o impauriti?

Qui si trova il confine più delicato dello studio. Una macchina può rilevare che due immagini producono attività cerebrali differenti. Da questo risultato, però, non possiamo ricostruire ciò che il cane “pensa” guardandole. Le categorie di felicità, rabbia, paura e tristezza descrivono le espressioni mostrate nelle fotografie. Gli esperimenti indicano che il sistema nervoso canino tratta alcuni di questi segnali in modo differente. Non sappiamo se un cane attribuisca a un volto impaurito lo stesso concetto di “paura” che utilizza una persona, né servirebbe farlo perché il risultato mantenga il suo interesse scientifico.

L’aspetto rilevante riguarda piuttosto la sensibilità verso piccoli cambiamenti del volto umano. «Gli esseri umani sono molto bravi a cogliere piccoli dettagli sul viso, e lo sono anche i cani», spiega Hernández-Pérez. Per il ricercatore, proprio questa caratteristica rende i cani un modello interessante per studiare gli adattamenti che permettono a due specie così lontane di costruire una comunicazione sociale tanto efficace.

E nella vita quotidiana il compito diventa molto più ricco di quanto accada dentro uno scanner. Il cane guarda gli occhi e la bocca, segue i movimenti del corpo, ascolta il tono della voce. Può inoltre raccogliere informazioni attraverso l’olfatto. Una fotografia immobile isola soltanto una piccola parte di questo sistema di segnali; proprio per questo consente ai ricercatori di capire quanto possa comunicare il volto da solo.

Migliaia di anni al nostro fianco potrebbero aver affinato questa capacità

Il rapporto tra uomini e cani rende questi risultati ancora più interessanti dal punto di vista evolutivo. Le due specie hanno seguito storie biologiche molto diverse, eppure migliaia di anni di convivenza hanno favorito una capacità straordinaria di cooperazione.

Cuaya richiama proprio questa differenza. Quando gli studiosi confrontano uomini e primati, possono cercare alcune abilità sociali in un lontano antenato comune. Con il cane il percorso cambia: la selezione legata alla domesticazione e il lungo rapporto con gli esseri umani potrebbero aver favorito individui particolarmente capaci di osservare, prevedere e interpretare i nostri comportamenti.

La ricerca attuale, evidenziano gli stessi ricercatori, da sola non permette di stabilire quanto pesi la storia evolutiva e quanto conti l’esperienza di ogni singolo animale. Tutti i partecipanti vivevano infatti in famiglia. Erano quindi cani abituati a trascorrere molto tempo con esseri umani, guardarne i volti e associare espressioni, tono della voce e comportamento alle conseguenze che seguono. Un cane cresciuto per strada o con pochissimi contatti con le persone potrebbe costruire associazioni differenti.

Un esperimento affascinante, ma con pochi cani

Il numero degli animali rappresenta uno dei limiti più evidenti. Otto cani nel primo esperimento e dodici nel secondo costituiscono un campione piccolo, soprattutto quando si applicano tecniche di analisi capaci di cercare pattern complessi tra migliaia di dati cerebrali. C’è poi la situazione sperimentale. Gli animali osservavano fotografie di estranei, ferme su uno schermo, mentre restavano immobili dentro uno scanner. Una condizione molto lontana dall’incontro con il proprietario che rientra a casa, parla, si muove, cambia espressione e porta con sé una quantità enorme di segnali contemporanei.

Proprio questa artificialità, però, aiuta a isolare il fenomeno. Se il cervello mostra differenze anche quando dispone soltanto di un volto statico, significa che l’espressione facciale contiene già informazioni sufficienti per generare risposte diverse. Serviranno campioni più ampi per capire quanto il risultato si estenda a razze, età ed esperienze differenti. E soprattutto bisognerà osservare che cosa succede quando il cane può utilizzare contemporaneamente vista, udito e olfatto.

Dalla fotografia alla persona reale

È la direzione che il gruppo di Vienna vuole seguire. I prossimi studi dovranno ricostruire situazioni più vicine alla vita quotidiana e capire come il cervello canino combina volto, postura, voce e odori per interpretare chi ha davanti. I ricercatori vogliono anche confrontare direttamente il cervello umano e quello del cane mentre elaborano gli stessi segnali emotivi.

Roberto Zonca

Roberto Zonca è giornalista professionista, attivo nell’informazione digitale dal 2000. Ha lavorato per oltre venticinque anni nella redazione di Tiscali News, testata considerata tra le esperienze storiche del giornalismo online italiano, nata nella stagione pionieristica del web e cresciuta insieme alla trasformazione digitale del Paese. Oggi dirige GiornaleTecnologico.net.