Измерение сердечного ритма шимпанзе с помощью камеры поможет в борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями
Мировой первый эксперимент по бесконтактному измерению сердечного ритма шимпанзе с помощью цифровой камеры может помочь в борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями у человекообразных обезьян в неволе и дать ценную информацию о развитии их мозга с раннего возраста.
Используя технологию извлечения сердечных сигналов из видеозаписей едва заметных движений лица или грудной клетки, команда исследователей под руководством Университета Южной Австралии (UniSA) сделала удивительные открытия, отслеживая эмоциональные реакции обезьян на разные стимулы. Исследование опубликовано в Behavior Research Methods.
Реакции, схожие с человеческими
Шимпанзе — наши ближайшие живые родственники — демонстрируют реакции, схожие с реакциями человеческих младенцев, при переживании страха, волнения или радости: их сердечный ритм ускоряется или замедляется.
Их реакция на видео с природными пейзажами также совпадает с человеческой: они расслабляются, и их сердечный ритм значительно снижается, несмотря на незнакомую среду.
Дистанционная диагностика
Дистанционный мониторинг сердечного ритма позволяет исследователям выявлять ранние признаки сердечных заболеваний у шимпанзе — одной из основных причин смертности человекообразных обезьян в неволе — и направлять этих находящихся под угрозой животных на лечение.
Для исследования семь шимпанзе в неволе в Исследовательском центре приматов Вольфганга Кёлера в Лейпциге (Германия) снимали на камеру с небольшого расстояния. Инженеры UniSA обработали записи с помощью искусственного интеллекта для определения частоты сердечных сокращений.
По словам профессора Javaan Chahl, это первый случай регистрации сердечного ритма шимпанзе цифровой камерой с использованием алгоритмов обработки изображений для извлечения сердечных сигналов по изменению оттенков кожи лица.
Сравнение реакций на разные видео
Исследователи не только зафиксировали сердечный ритм, но и сравнили, как он менялся при демонстрации обезьянам трёх типов видео:
- Агрессивное поведение шимпанзе из разных групп.
- Сцены кормления шимпанзе.
- Природные пейзажи.
Как отмечает ведущий автор, аспирант Danyi Wang, сердечный ритм обезьян увеличивался при просмотре сцен драк и кормления и замедлялся при виде природы.
«Изменения сердечного ритма могут быть связаны с эмоциональными реакциями, умственным усилием, вниманием и сосредоточенностью. Младенцы демонстрируют эмоциональные реакции на ранних этапах развития, что можно наблюдать по физиологическим изменениям. Мы наблюдали то же самое у шимпанзе».
Эволюционная связь с природой
Реакция на природу может быть врождённым физиологическим ответом на естественный мир. Успокаивающий эффект природы, известный у людей, по-видимому, действует и на шимпанзе, что может быть глубоко укоренено в нашей эволюционной истории.
Значение для изучения познания
Поскольку ДНК приматов схожа с человеческой, мониторинг их физиологических изменений может дать важную информацию о развитии их мышления, внимания, языка, обучения, памяти и восприятия.
Как и у человеческих младенцев, измерения сердечного ритма можно использовать для проверки узнавания и, следовательно, для изучения ментальных процессов в разных контекстах. Это дополнит усилия по пониманию эволюции познания и позволит тестировать популяции, которые обычно не участвуют в когнитивных задачах, например, очень молодых или необученных приматов.
Перспективы для здоровья
Сердечно-сосудистые заболевания очень распространены у человекообразных обезьян в неволе из-за возрастных изменений, утолщения сердечной мышцы и снижения эластичности. Мониторинг сердца позволит раньше обнаруживать аномальные ритмы и потенциальные признаки болезни.
«Наша бесконтактная технология открывает новые пути для изучения эмоционального и когнитивного состояния приматов и может значительно улучшить управление здоровьем самых разных видов животных», — заключает профессор Chahl.