Как известно, эмоциональное возбуждение проявляется в звуках, издаваемых многими видами животных, в основном млекопитающими, в том числе человеком. Давно пытались понять, какие параметры звукового сигнала выражают эмоции в большей степени. Ведется много исследований человеческой речи — уже есть много патентов, разных алгоритмов. И второй момент — возможность межвидовой коммуникации с помощью акустических сигналов.

Вопросу, какую информацию вкладывает животное в свой звуковой сигнал, было посвящено много исследований. Из техники мы знаем разные виды модуляции, в частности амплитудную модуляцию, частотно-фазовую и даже бифазовую. Мы подошли к этому вопросу с другой стороны, я называю это антропоморфным подходом. Когда у нас есть некий звуковой сигнал, то только на основании этого сигнала мы не можем сказать, каким образом там кодируются эмоции. Если же мы имеем еще и модель, то мы можем сопоставить функцию, которая должна вытаскивать сигнал из звука, с тем, как это делает человек.

Нам удалось разработать четырехмерную сферическую модель эмоций, которая описывает переживания и восприятие чужих эмоций, их категоризацию. На этой основе с помощью тех же стимулов мы разработали такой принцип кодирования, который можно условно назвать принципом относительного кросс-частотного амплитудно-вариабельного кодирования. Этот принцип базируется на том, что мы передаем не сам сигнал или спектр, а изменение этого спектра. В каждой частотной полосе идет изменение сигнала, и оно хорошо отражает эмоции, которые человек воспринимает.

Был разработан специальный алгоритм анализа звука, который дальше нам позволил выделить четыре параметра. Их можно охарактеризовать в частотном виде, спектральном представлении, а также в виде каждого отдельного звука. Все было сделано с помощью факторного анализа. Оказалось, что, действительно, те параметры, которые мы выделяем из звуковых сигналов, хорошо совпадают с теми, которые выделяются по субъективному восприятию человека. Это верифицирует саму модель, то есть, действительно, те оси, которые мы выделяли, совпадают с субъективным и объективным восприятием.

Раз был разработан такой инструмент, то почему его не применить к анализу других звуков других животных? В первую очередь было интересно посмотреть на обезьян. Было предпринято такое исследование совместно с биологическим факультетом: были собраны звуки макак-резусов, которые они издают в разных ситуациях. Эти ситуации документировались, зоологи и зоопсихологи их описали. И мы провели компьютерный анализ этих звуков. Оказывается, там тоже выделяются эти параметры, такие же, как у человека. Получилась верификация поведенческих наблюдений. Мы также посмотрели другие виды, например гиббонов, шимпанзе, лемуров.

В итоге мы получили четыре параметра, которые хорошо соответствуют осям нашей четырехмерной сферической модели. Первый знак — это оценка, второй — информационная определенность или удивление, третья ось — притяжение, любовь, четвертая — оборона, страх, агрессия. У лемуров, довольно далекого от человека вида, наблюдается очень похожая система сигналов.

Здесь возникает другой вопрос: а переживают ли обезьяны те же эмоции, что и человек? Мы провели эксперимент по субъективному шкалированию человеком звуков, издаваемых макаками-резусами. Оказалось, что в той же самой модели человек в том же самом виде представляет эти звуки, как и звуки человеческой речи. Получается тройная верификация: субъективное восприятие, объективный анализ речевых сигналов с помощью компьютерной программы и, наконец, наблюдения зоологов, которые полностью совпадают.

Рекомендуем по этой теме:
31037
5 книг об антропогенезе

Далее встал вопрос: а как далеко эволюционно уходят эти сигналы? Мы провели эксперименты уже не только с обезьянами, но взяли домашнюю кошку. Она тоже издает разные сигналы, многие люди понимают то, что она может сказать. Мы сделали это объективно, с помощью компьютерной программы. Оказалось, что они абсолютно такие же, как и у обезьян и человека. И также было проведено субъективное восприятие пространства звуков.

Остается общий вопрос: человек вкладывает эмоциональный смысл в эти крики (человек может интерпретировать звуки как эмоционально значимые или незначимые) или животные действительно испытывают эмоции, похожие на эмоции человека? На обезьянах показано, что скорее да, они испытывают те же самые эмоции. Была проведена аналогия кожно-гальванической реакции, например.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об общей природе эмоциональных переживаний человека и животных ряда видов, в первую очередь приматов, а также об общем кодировании эмоций в акустическом сигнале. Это открывает нам перспективы уже на происхождение языка человека и другие прикладные аспекты.

Наши эксперименты состояли из двух частей. Главная часть — это первичный сбор данных, записи звуковых образцов, которые обезьяны издают в разных ситуациях. Для этого было собрано более ста разных образцов, когда обезьяны были в клетках, взаимодействовали друг с другом, одного доминантного самца подносили к подчиненному. Экспериментатор их кормил, пугал разными способами. Таким образом мы попытались собрать больше разных типов звуковых сигналов. Дальше они были проанализированы двумя способами. Первый способ — это формальный анализ звука. По общему массиву на основе факторного анализа мы пришли к заключению, что там четыре основных фактора. Факторы получили свое спектральное представление. Каждый стимул получил свой образец по значению этих факторов.

Рекомендуем по этой теме:
43253
FAQ: Мышление животных

Мы смогли сопоставить формальные параметры криков обезьян с формальными параметрами эмоциональных сигналов человеческой речи. В эксперименте были слова, которые были произнесены по системе Станиславского с двенадцатью вариантами эмоций. Эти параметры достаточно хорошо совпали.

Следующий этап: мы посмотрели, как человек субъективно воспринимает эти звуки. Люди слушали попарно эти звуки, давали различия. Процедура одинаковая как для человеческих слов, выражающих эмоции, так и для обезьяньих криков, выражающих четырехмерную сферическую модель. Мы расширили эксперимент и провели его с кошками и другими животными. Этот эксперимент подтверждает гипотезу Чарльза Дарвина, что у нас есть общие средства выражения — и у человека, и у высших животных. Он наблюдал это на выражении лица, а мы показали это на звуках, издаваемых животными.