вологість:
тиск:
вітер:
Ворони прийняли рішення швидше за людей і макак без втрати точності. Їхній мозок спрацював, як у приматів
Чорні ворони змогли прийняти рішення в стандартизованому тесті майже вдвічі швидше, ніж це роблять люди та макаки в аналогічному завданні. При цьому, коли птахи помилялися, то відповідали повільніше, ніж у спробах із правильною відповіддю. Це свідчить на користь того, що птахи не просто вгадували, а мали складний процес прийняття рішень на основі доказів. І це, і сама робота мозку ворон під час прийняття рішень вказали на подібність їхнього мислення на мислення приматів попри те, що предки птахів і ссавців розійшлися понад 360 мільйонів років тому. Дослідження опублікували в журналі Science .
Чорна ворона — представниця виду, чия швидкість прийняття рішень виявилася вищою, ніж у людей. Andreas Nieder
Чому від ворон не очікували швидкого прийняття рішень?
Процеси мислення, зокрема прийняття рішень, зазвичай вважають більш розвиненими у приматів, адже в них наявна багатошарова «нова» кора, або неокортекс. Це ділянка мозку зі щільними та складними мережами нейронів, залученими у вищих когнітивних функціях, таких як просторове мислення та мовлення. Завдяки дослідженням на макаках науковцям відомо, як у ній відбувається процес прийняття рішень: нейрони тім’яної частки неокортексу накопичують докази на користь одного з варіантів, а коли вони досягають межі й стають достатньо значущими, тварина робить вибір і змінює поведінку , наприклад, вказує очима на якусь частину екрана, як у стандартному тесті на прийняття рішень.
Однак примати — не єдині тварини із розвиненими когнітивними здібностями. За деякими оцінками, розумові здібності круків ( Corvus corax ) не поступаються таким у приматів. Також науковці Тюбінгенського університету Еберхарда Карла встановили, що родичі круків, чорні ворони ( Corvus corone ), здатні розрізняти геометричні фігури та лічити вголос, як людські діти. Тепер пара дослідників із цього ж університету вирішила вивчити, як приймають рішення ворони, і порівняти це з попередніми даними, отриманими для приматів.
Як перевіряли розумові здібності ворон?
У дослідженні використали стандартний тест, який неодноразово проходили макаки та люди в дослідженнях ще з 1990-х років. У ньому двох ворон навчили визначати, у який бік рухаються точки на екрані: вгору чи вниз або вліво чи вправо, а потім дзьобати відповідну ділянку екрана. У різних підходах частина точок на екрані рухалася узгоджено, а решта — хаотично, причому частка узгоджених точок коливалася від трьох до 81 відсотка. Ще в частині підходів усі точки рухалися хаотично. Окрім кількості правильних відповідей і часу до прийняття рішення, науковці аналізували й активність мозку ворон завдяки електродам, попередньо вживленим під наркозом.
Усього за 157 сесій ворони виконали понад 40 тисяч підходів, а дослідники записали активність 248 нейронів. Ці нейрони не обирали завчасно, як зазвичай у дослідженнях активності мозку, коли прискіпливо вивчають лише одну його ділянку. Натомість електроди записували загальну активність мозку, щоб отримати широке уявлення про те, як відбувається процес прийняття рішень у ворон. Правильний вибір у тестах підкріпляли звуковим сигналом і винагородою у вигляді їжі — пташиного корму або личинок хрущака борошняного.
Експериментальна установка, у якій воронам потрібно було обрати, у який бік рухаються точки на екрані, дзьобнувши точку справа або зліва. Andreas Nieder
Коли на екрані узгоджено рухався 81 відсоток точок, ворони приймали рішення вже за 216-220 мілісекунд, причому помилялися менш ніж в одному відсотку випадків. Коли в одному напрямку рухалися лише три відсотки, точність падала до 57 відсотків, але лишалася вище випадкової, а час прийняття рішення зростав тільки до 253 мілісекунд. Помилкові відповіді ворони видавали пізніше, ніж правильні, що вказує на зважування доказів, а не просте вгадування. При цьому в жодному з підходів птахів не квапили, даючи їм на відповідь до трьох секунд. 58 із 248 нейронів, чию активність записали науковці, виявилися залученими у визначення напрямку руху. Нейрони обраного напрямку руху активувалися вже за 67 мілісекунд після появи точок, за 171 мілісекунду до того, як ворони робили рух головою для вибору. Навіть коли точки рухалися цілком хаотично, нейрони за 96 мілісекунд уже схилялися до того боку, який ворона потім дзьобне.
Така швидкість значно вища, ніж у людей і макак з попередніх досліджень — в аналогічному тесті їм знадобилося від 410 до 820 мілісекунд, причому макаки були в ньому швидшими за людей. Водночас у цьому тесті люди й макаки відповідають рухами очей, тоді як воронам потрібно було рухати всією головою. Як розповів один з авторів статті в листі редакції nauka.ua , коли люди виконували те ж завдання, рухаючи рукою, їхня швидкість прийняття рішень була нижчою, ніж за умови руху очима. Тож насправді швидкість прийняття рішень у ворон може бути ще вищою.
Як ворони думають так швидко без кори головного мозку?
У птахів є ділянка мозку, яку вважають аналогом, і за роботою, і за структурою, неокортексу головного мозку ссавців, — каудолатеральний нідопалліум . У цьому дослідженні науковці записували активність нейронів саме цієї ділянки, підтвердивши її роль у прийнятті рішень. І деякі її особливості можуть пояснити , чому ворони в цьому дослідженні приймали рішення швидше за приматів. По-перше, у ворон приблизно 1,2 мільярда нейронів у палліумі, до якого нідопалліум входить як один із відділів, тоді як у макак — 1,7 мільярда нейронів у всій корі, включно з новою. Це означає, що кількість залучених у когнітивних здібностях нейронів у цих двох груп тварин приблизно рівна. По-друге, нейрони птахів менші та розташовані більш щільно, ніж у приматів, що може сприяти швидшому передаванню сигналів.
Різниця розмірів мозку та залучених у когнітивних здібностях ділянок (палліуму та кори) у ворони та макаки. Справа — схематичне зображення їхніх нейронів, з радіальним розташуванням у ворон і пошаровим у макак. N. BURGESS / SCIENCE
Один з авторів дослідження зазначив , що причиною може бути як мала довжина відростків нейронів птахів, так і те, що вони мають удвічі-втричі більше клітин на одиницю об’єму мозку. Також науковці не відкидають можливості того, що вища температура тіла птахів пришвидшує процеси всередині їхніх клітин. Однак жодне з цих припущень поки не перевіряли експериментально, тож це стане метою наступних досліджень. Окрім цього, науковці поки не знають, чи є таке швидке прийняття рішень притаманним усім птахам, чи лише воронам. Проте результати вже свідчать про те, що нідопалліум птахів і неокортекс ссавців могли виникнути незалежно у ході конвергентної еволюції, надаючи обом групам когнітивні здібності, потрібні для пристосування до подібних умов життя.
Що знають про особливості роботи мозку різних тварин
4️⃣ Один з авторів цієї статті в іншому дослідженні з’ясував, що людський мозок використовує різні нейрони для лічби до чотирьох і до дев'яти.
🎮 А в такому ж тесті, як проходили ворони в цьому дослідженні, любителі комп’ютерних ігор перевершили негравців за швидкістю та точністю прийняття рішень.
🧠 На користь того, що не лише ворони мають розвинуті когнітивні здібності, свідчить виявлення у сойок епізодичної пам’яті, яку досі вважали притаманною лише людям.
Джерело: nauka.ua