Es wurde gezeigt, dass Hunde Gerüche menschlicher Stresszustände erkennen können

In einer aktuellen Studie veröffentlicht in PLUS EINSverwendeten Forscher ein kontrolliertes Geruchsparadigma, um zu beurteilen, ob Hunde zwischen menschlichen Gerüchen in Atem- und Schweißproben unterscheiden können, bevor und nachdem sie experimentell induziertem negativen psychischen Stress ausgesetzt waren.

Studie: Hunde können zwischen menschlichen Grundgerüchen und Gerüchen psychischer Belastungen unterscheiden. Bildnachweis: smrm1977/Shutterstock

Hintergrund

Eine Stressreaktion ist der wichtigste physiologische Prozess, der mit Angstzuständen, Panikattacken und posttraumatischer Belastungsstörung (PTBS) verbunden ist. Angesichts des bemerkenswerten Geruchssinns domestizierter Hunde und ihrer Nähe zum Menschen ist es möglich, dass sie Veränderungen in der menschlichen Physiologie durch Gerüche erkennen, beispielsweise olfaktorische Hinweise, die mit akutem negativem Stress verbunden sind.

Bisher wurde in Studien untersucht, wie Hunde psychologische Zustände beim Menschen vor allem über emotionale Ansteckung erkennen, ein Prozess, der die emotionalen Zustände einzelner Personen widerspiegelt.

Sundman et al. berichteten beispielsweise, dass der langfristige Cortisolspiegel von Haushunden dem ihrer Besitzer entspricht. Sie konnten jedoch nicht die Mechanismen identifizieren, mit denen Hunde den Stress ihres Besitzers erkennen. Möglicherweise wählten Hunde eine Kombination aus verbalen, visuellen und olfaktorischen Hinweisen. Ebenso deutete die Studie von D’Aniello et al. darauf hin, dass Hunde menschliche psychologische Zustände hauptsächlich anhand olfaktorischer Hinweise erkennen können. Eine weitere aktuelle Studie von Reeve et al. fanden heraus, dass ausgebildete medizinische Alarmhunde am stärksten auf Stress reagierten.

Eine kontrollierte Geruchsstudie untersucht jedoch, ob Hunde zwischen menschlichen Geruchsproben unterscheiden können, die ohne Stress und unter Stress entnommen wurden.

Über die Studie

In der vorliegenden Studie verwendeten Forscher ein Biodetektionsparadigma, um zu zeigen, wie trainierte Hunde in einer kontrollierten Umgebung zwischen Gerüchen in verschiedenen Proben unterscheiden können. Bisher wurden diese Paradigmen am häufigsten zusammen mit nichtmenschlichen Gerüchen verwendet, z. B. Amylacetat und Isoamylacetat. Es könnte interessant sein, diese Art von Paradigmen in den Bereich der Erkennung menschlicher Chemosignale durch Hunde zu integrieren.

Sie sammelten die Daten von insgesamt 13 Teilnehmern aus der Ferne. Zu diesem Zweck lieferten sie Musterkits zu jedem Teilnehmer nach Hause und die Experimentatoren führten das Stressinduktionsprotokoll über Microsoft Teams oder Zoom durch. Sie kontaktierten die Teilnehmer per E-Mail mit einem Treffen und einem Link zur Online-Umfrage.

Die Teilnehmer bestätigten anhand eines Fragebogens selbst, dass sie Nichtraucher waren und mindestens eine Stunde vor dem Treffen außer Wasser oder stimmungsverändernden Medikamenten keine Nahrungsmittel oder Getränke zu sich genommen hatten. Die Teilnehmer beantworteten in der Umfrage demografische Fragen, darunter Alter, Geschlecht und ethnische Zugehörigkeit.

Die Forscher demonstrierten, wie sie ihre Basisprobe herstellen, indem sie ein Stück Gaze an ihrem Nacken abwischten, es in das mit D1 gekennzeichnete Fläschchen legten und dann dreimal tief in das Fläschchen ausatmeten, bevor sie den Deckel befestigten. Das Team forderte die Teilnehmer auf, eine Kopfrechenaufgabe (MAT) zu lösen, bei der sie von 9000 in 17er-Einheiten rückwärts zählten, ohne Papier oder Stift zu verwenden. Die Aufgabe dauerte drei Minuten, unabhängig von der Anzahl der richtigen Antworten.

Sobald die Probenentnahme abgeschlossen war, wiesen sie die Teilnehmer an, die zweite Selbstberichtsmessung durchzuführen, bei der ihr Stressniveau nach der Aufgabe anhand einer Selbstberichtsmessung, der sogenannten visuellen Analogskala (VAS), bewertet wurde. Weitere 40 Teilnehmer absolvierten das Protokoll auf dem Campus und persönlich, wobei für 25 von 36 Proben physiologische Messungen hinzugefügt wurden. Alle Proben, die die Kriterien eines zweistufigen Anstiegs des selbstberichteten Stresses aus dem selbstberichteten VAS und eines Anstiegs der mittleren Herzfrequenz (HR) und des mittleren arteriellen Drucks (Blutdruck: BP) erfüllten, wurden Hunden gezeigt.

Das Team trainierte Hunde nach einem zweiphasigen, dreialternativen Forced-Choice-Paradigma mit steigenden Schwierigkeitsgraden. Sie ließen den Geruch zwischen zwei Personen und dann zu zwei Tageszeiten bei derselben Person unterscheiden. Jeder Hund führte in jeder Sitzung 20 Unterscheidungsversuche durch, um seine Fähigkeit zur Unterscheidung zwischen den Proben zu beurteilen.

Hunde mit einer überdurchschnittlichen Leistung von 80 % gelangten in die Testphase. Mit dieser sequentiellen Methode konnten die Forscher sicherstellen, dass ein zufälliger Rückgang der Leistung eines Hundes in der Testphase darauf zurückzuführen war, dass die Stress- und Ausgangsproben nicht vom Hund zu unterscheiden waren.

Die Forscher führten strenge Geruchskontrollen ein. Sie sammelten beispielsweise in Abständen von vier Minuten Proben von jedem Teilnehmer im selben Raum, was die Wahrscheinlichkeit verringerte, dass Hunde ihre Indikationsentscheidungen anhand flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) im Hintergrund aus der Luft im Raum treffen konnten.

Studienergebnisse

Die Leistungen der Hunde lagen durchweg über dem Zufall und lagen bei den Unterscheidungstests zwischen 90 % und 96,88 %, mit einer Gesamtleistung von 93,75 % über alle Sitzungen hinweg. Außerdem konnten Hunde beim ersten Kontakt zwischen ihnen unterscheiden. Bei der Begegnung mit den menschlichen Stressproben zeigte kein Hund Anzeichen von Stress. Im Gegenteil, Hunde schienen aufgeregt zu sein, als sie zur Stressprobe kamen, in Erwartung des Clickers und der Futterbelohnung für einen korrekten Alarm.

Die Proben jedes Teilnehmers unterschieden sich zu Studienbeginn im Vergleich zu denen nach der Stressinduktion. Hunde erkannten auch, dass sich die Basisprobe (D1) von dem unterschied, wofür sie zuvor belohnt wurden. Die Hunde bestanden den ersten Versuch jeder Diskriminierungsphasensitzung erfolgreich und wurden in 94,44 % der ersten Expositionsversuche korrekt auf die Stressprobe aufmerksam gemacht. Sie haben bei ihrer ersten Exposition nur zweimal fälschlicherweise auf die Basisstichprobe aufmerksam gemacht. Die Hunde erkannten, dass es sich bei der neuen Stressprobe (T2) um dasselbe Geruchsprofil handelte, das in den Lernversuchen (T1) verwendet wurde.

Schlussfolgerungen

Die aktuelle Studie hat gezeigt, dass Hunde allein durch Atem und Schweiß einen Geruch wahrnehmen können, der mit akutem Stress beim Menschen einhergeht. Dieser Befund legte eine solide Grundlage für zukünftige Untersuchungen zur emotionalen Ansteckung, da er bestätigte, dass eine Geruchskomponente für akuten negativen Stress von Hunden ohne visuelle oder stimmliche Hinweise wahrgenommen werden konnte.

Bemerkenswerterweise handelte es sich um eine Proof-of-Principle-Studie, bei der die Studienproben nur vier Hunde umfassten; Dies beeinträchtigte jedoch nicht die Studienergebnisse. Es zeigte sich, dass einige gut trainierte Hunde erfolgreich zwischen Proben verschiedener Menschen unterscheiden konnten. Darüber hinaus konnte eine kleine Anzahl von Hunden Geruchsunterschiede in den Ausgangs- und Stressproben feststellen, was darauf schließen lässt, dass ein Geruchsunterschied bestand.

Referenz:

• Clara Wilson, Kerry Campbell, Zachary Petzel, Catherine Reeve. (2022). Hunde können zwischen menschlichen Grundgerüchen und Gerüchen psychischer Belastungen unterscheiden. PLUS EINS 2022. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0274143 https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0274143