Skanowanie serca szympansa aparatem cyfrowym

Pierwszy na świecie eksperyment polegający na pomiarze tętna szympansów za pomocą aparatu cyfrowego może pomóc w ograniczeniu chorób sercowo-naczyniowych u małp człekokształtnych trzymanych w niewoli i dostarczyć cennych informacji na temat rozwoju ich mózgów od najmłodszych lat.

Wykorzystując technikę bezkontaktową do wydobywania sygnałów sercowych szympansów poprzez filmowanie subtelnych ruchów twarzy lub klatki piersiowej oraz monitorowanie ich reakcji emocjonalnych na różne bodźce, zespół naukowców kierowany przez University of South Australia (UniSA) dokonał zaskakujących odkryć .

Szympansy – nasi najbliżsi żyjący krewni – wykazują podobne reakcje wobec ludzkich dzieci, gdy doświadczają strachu, podniecenia lub radości, powodując przyspieszenie lub zmniejszenie tętna.

Ich reakcja na filmy przedstawiające sceny przyrodnicze jest taka sama jak u ludzi, odprężając ich i dramatycznie obniżając tętno, pomimo braku znajomości środowiska.

Monitorując częstość akcji serca na odległość, naukowcy są przekonani, że mogą zidentyfikować wczesne objawy choroby serca u szympansów – głównej przyczyny śmierci małp człekokształtnych w niewoli – i zgłosić te zagrożone zwierzęta do leczenia.

Siedem szympansów trzymanych w niewoli zostało sfotografowanych z niewielkiej odległości w Centrum Badawczym im. Wolfganga Koehlera w Lipsku w Niemczech. Materiał filmowy został wysłany do inżynierów UniSA, którzy wykorzystali sztuczną inteligencję do określenia tętna.

Po raz pierwszy tętno szympansów zostało zarejestrowane przez aparat cyfrowy, wydobywając sygnały serca z koloru ich twarzy za pomocą algorytmów przetwarzania obrazu, mówi Javaan Chahl, inżynier teledetekcji UniSA.

Poprzednie badania albo opierały się na czujnikach przymocowanych do ciała szympansów, co wymagało przeszkolenia naczelnych trzymanych w niewoli, aby je tolerowały, albo upewnienia się, że zwierzę zostało znieczulone przed przeprowadzeniem podstawowych kontroli zdrowia.

Naukowcy nie tylko rejestrowali częstość akcji serca szympansów przy użyciu nowej technologii, ale także porównywali zmiany tętna małp, gdy wyświetlano im filmy przedstawiające agresywne zachowanie szympansów z różnych grup, sceny jedzenia szympansów i filmy przyrodnicze.

Główny autor, doktorant UniSA, Danny Wang, mówi, że tętno małp wzrosło, gdy oglądali nagrania wideo szympansów walczących i karmiących się, i zwolniło, gdy patrzyli na sceny natury.

„Zmiany tętna można powiązać z reakcjami emocjonalnymi, wysiłkiem umysłowym, uwagą i skupieniem” – mówi Danny. Niemowlęta wykazują reakcje emocjonalne na wczesnym etapie rozwoju, co można zaobserwować poprzez zmiany fizjologiczne, które pomagają im przystosować się i zintegrować z otoczeniem. To samo zaobserwowaliśmy u obserwowanych przez nas szympansów.

Ich reakcje na oglądanie scen przyrody mogą być wrodzoną reakcją fizjologiczną na świat przyrody. Wiemy, że kiedy ludzie spędzają czas na łonie natury lub oglądają bodźce związane z naturą, działa to uspokajająco. Wydaje się, że natura ma taki sam wpływ na szympansy i może to być głęboko zakorzenione w naszej historii ewolucyjnej. „

Ponieważ naczelne mają podobne DNA do ludzkiego, monitorowanie zmian fizjologicznych może dostarczyć istotnych informacji na temat rozwoju ich myślenia, uwagi, języka, uczenia się, pamięci i funkcji poznawczych.

Podobnie jak w przypadku niemowląt, mówi profesor Tschhel, pomiary tętna można wykorzystać do przetestowania pamięci rozpoznawania, a tym samym pomóc w ujawnieniu procesów umysłowych w różnych kontekstach.

„To nie tylko uzupełni istniejące wysiłki mające na celu zrozumienie ewolucji funkcji poznawczych, ale także umożliwi nam przetestowanie populacji, które w przeciwnym razie nie angażowałyby się w zadania poznawcze, takich jak bardzo młode lub niewytrenowane naczelne”.

Choroby sercowo-naczyniowe są bardzo powszechne u małp człekokształtnych trzymanych w niewoli, zwykle z powodu zmian związanych z wiekiem, pogrubienia mięśnia sercowego i zmniejszonej elastyczności. Naukowcy są przekonani, że monitorując ich serce, będą w stanie wcześnie wykryć nieprawidłowe rytmy serca i potencjalne oznaki choroby serca.

Nasza bezkontaktowa technologia otwiera nowe możliwości badania stanów emocjonalnych i poznawczych małp, a także może znacznie poprawić zarządzanie zdrowiem wielu gatunków zwierząt”.

Profesor Javan Shahl, inżynier teledetekcji, UniSA

Badanie zostało opublikowane w metody badań behawioralnych, Jedno z wiodących na świecie czasopism poświęconych psychologii eksperymentalnej.