厳重なセキュリティーが敷かれた広くて人混みが激しい場所で、仕事をしている爆発物探知犬を目にしたことがあるかもしれない。
イヌは密輸品や爆発物の捜索に長らく携わってきた。しかし、攻撃者たちが装着型の爆発物をつくる技術を発展させたため、警察側もまた進化することを求められている。つまり、新しい種類のの探知犬「ヴェイパー・ウェイク・ドッグ（Vapor wake dog）」たちの力を借りるのだ。
数万人を数匹でチェックする特殊能力
ヴェイパー・ウェイク・ドッグは、人が通り過ぎた際の空気のにおいを嗅ぐことで、犯人が身に着けた爆発物のわずかなにおいを探知する。数万人をチェックするのに必要なイヌの数は、たったの数匹だ。
こうしたイヌたちは、米国の鉄道「アムトラック」やニューヨーク市警察、メイシーズ・サンクスギヴィング・デイ・パレードなどで、すでに活躍している。ちなみに、犬種はラブラドールであることが多い。
ヴェイパー・ウェイク・ドッグには非常に専門的な能力が求められる。このためイヌたちは、幼いときから2年間の集中的な訓練を受けなくてはならない。
では、ヴェイパー・ウェイク・ドッグとしての素質を、行動や神経学的な指標をもとに子犬のうちから見極めることはできるだろうか？ これが、オーバーン大学の行動学者たちの問いだった。同大学はヴェイパー・ウェイクの訓練方法が編み出された場所である。
そこで同大学では、可愛い子犬たちをfMRI（磁気共鳴機能画像法）装置に入れている。そう、世界を救うためにだ。
差は生後数カ月で現れる
「将来ヴェイパー・ウェイク・ドッグになる最高の能力をもったイヌは、生後6カ月、早ければ3カ月でほかの犬との違いが現れてきます」とジェフリー・カッツは言う。カッツはオーバーン大学の認知行動学者で、ヴェイパー・ウェイク・ドッグの子犬についての研究を率いている。
「成功を予測するための指標をいくつか発見し始めたところです。最近では、異なる時点で行う認知テストでいくつか指標を発見しました。この認知テストには運動能力やソーシャルスキルなど、さまざまな分野に関するテストが含まれています。イヌ用の一連の知能検査だと考えてください」
認知テストのひとつで、研究者たちはおやつを小さな箱の上にのせ、人がそばに立っている状況でイヌに食べさせた。次に彼らはおやつを箱の中に入れた。この場合も、イヌはおやつを取り出せる。最後に、彼らはおやつを箱の中に入れてカギをかけ、イヌが近づいても中身を取り出せないようにした。
第1段階と第2段階で研究者たちが測定したのは、イヌがおやつにたどりつくまでの時間だ。第3段階では「おやつを取り出してほしい」と伝えるために、イヌがそばの人間とおやつの箱をどのくらい早く、そしてどのくらい頻繁に見るかを測定した。
そばにいる人間とおやつを交互に見るこの“視線移動”を生後11カ月までに長く行った子犬は、ゆくゆくはヴェイパー・ウェイク・ドッグになる可能性が高いという。
研究は神経学にも手を伸ばす
この研究は、神経画像検査にもその手を広げている。さまざまな刺激に対する脳の活動をみることが、ヴェイパー・ウェイクとしての子犬の素質を見極める手がかりになるかどうかを知るためだ。
研究者たちは、情報処理の際にイヌの脳のどの分野が活発になるのかを、情報の種類別に調べている。ある実験では、人間が「うれしい顔」「怒った顔」「普通の顔」の3つの表情をしている写真をイヌに見せ、その反応をみた。写真にはイヌが知っている人間と知らない人間、両方のものがあった。
この実験はまだ初期段階だ。しかしカッツいわく、ある種の脳活動と行動学の測定結果との間に有望な相関関係がみられたという。研究グループは、こうした相関関係から神経学的指標を導き出すためのロードマップをつくりたいと考えている。
犬用のfMRIは制約だらけ
研究者たちのもうひとつの長期目標は、イヌの遺伝学研究の分野に踏み込むことだ。ヴェイパー・ウェイクの訓練を卒業できそうな子犬を見つけ出すための遺伝子マーカーがあれば、大きなスケールで調べる際にいちばん簡単で安い方法になるだろう。
ただし、イヌにfMRIを使う研究はまだ発展途上であり、そこから結果を推定しすぎないよう注意する必要がある。
また、ペットとして飼われているイヌを研究対象にする（テスト対象を増やし、イヌのエサ代を減らすための常套手段だ）と、家庭環境や成長過程にばらつきがあるため、研究結果に予想外の影響がでることがある。ヴェイパー・ウェイク・ドッグの子犬たちの生活環境はもっとコントロールされているが、それでも訓練の過程には差がある。
イヌをfMRIでじっとさせる訓練もまた、サンプル集団を小さくする。スキャンされている間じっとしていられないイヌは、実験対象にならないからだ。
fMRIを用いた研究は実験対象が何であるかにかかわらずコストが高くつくため、サンプルサイズが限定される。ちなみに、カッツのグループがこれまでにスキャンしてきたイヌは37匹。なかなかいい数字である。
カギは分野や技術の組み合わせにあり
行動学と一緒にfMRIを使うことのメリットは、成功や失敗の予兆をより早期に発見できることだ。
「イヌの行動に完全に頼ってしまうのでは、ある意味遅すぎるのです。この種の研究をすることのメリットはそこにあります」と、エモリー大学の研究者であるグレッグ・バーンズは言う。イヌのfMRIに長年携わってきた彼は、成功する介助犬の神経学的指標を探す研究を2017年に行った。
「イヌの脳内で何かスイッチが入って、それが目に見える行動に現れることもあります。しかし、われわれは実際の行動よりも前に、脳の内側で起こっていることを知りたいのです」
ただし、起きていることの全容を把握したり、ある発見の根拠を得られるという意味では、行動学とfMRIのデータを組み合わせることにも意味があるとバーンズは話す。
「イヌは鼻だけの生き物でもなければ、ただにおいを嗅ぐ持ち歩き型の探知デヴァイスでもありません。イヌは知覚をもつ生き物であり、人間とコミュニケーションをとったり、すべての認知処理を行ったりしているのです」と、バーンズは言う。
ヴェイパー・ウェイク・ドッグは長く現場に出る可能性があるため、スキルにも持久力が必要だ。VWK9という名の企業は、イヌのパフォーマンスの質を確認するために、毎年各ヴェイパー・ウェイク・ドッグの管理と再評価を行っている。研究者たちは、これによってゆくゆくは長期的に成功するイヌを見極めるカギを得られればと期待している。
「fMRIによる研究にも弱点はあるかもしれません。しかし、データの解析に時間をかければ何かを得られるでしょう」とカッツは言う。「fMRIデータや行動データ、遺伝学などのさまざまな技術を組み合わせることがカギです。そして、そのすべてが同じ説明のもとに集まってきたとき、いい結果が得られ始めるでしょう」
TEXT BY LILY HAY NEWMAN
TRANSLATION BY ASUKA KAWANABE