Голуби оказались расторопнее людей
Голуби оказались способны переключаться между задачами с такой же скоростью, как и люди — а иногда даже быстрее. К такому выводу пришли немецкие ученые, опубликовавшие статью в журнале Cell Biology. По их мнению, это связано с тем, что птицы обладают более высокой плотностью нейронов в клетках мозга.
Исследования последних лет показывают, что некоторые птицы способны справляться со сложными когнитивными задачами не хуже приматов. При этом у птиц отсутствует неокортекс — области коры головного мозга, которые связаны с высшими нервными функциями: сенсорным восприятием, выполнением моторных команд, осознанным мышлением и речью у людей. Хотя у птиц больше нейронов в мозге, чем следовало ожидать при его объеме, абсолютное число нервных клеток в нем все равно уступает числу кортикальных нейронов у приматов.
Авторы новой работы предположили, что способности птиц могут объясняться более высокой скоростью передачи информации между соседними нейронами. По мнению ученых, это приводит к более быстрому переключению между соседними областями мозга, которые используются для выполнения заданий. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи провели эксперимент с участием 15 человек и 12 сизых голубей (Columba livia).
Люди и птицы выполняли разные задания, направленные на использование одинаковых когнитивных процессов: от участников эксперимента требовалось быстро переключаться между задачами после сигнала.
Людям показывали столбик из четырех пустых кружков, разделенных между собой линиями. Когда один из кругов загорался белым светом, человек должен был с помощью кнопки указать, находится ли этот круг выше или ниже середины столбика. При этом время от времени внезапно звучал сигнал «стоп» и доброволец должен был переключиться на выполнение акустического задания. Ему давали прослушать сигнал высокой, средней или низкой частоты — каждому звуку соответствовала верхняя, средняя или нижняя линия между кружками. Затем человека просили определить местоположение отмеченного белым светом круга относительно нового ориентира.
Образцы стимулов для человека (верхний ряд) и для голубей. Sara Letzner et al / Cell biology, 2017
Голубей, в свою очередь, помещали в ящик Скиннера — он представляет собой коробку с искусственным освещением, стимулами и кормушкой. После предварительного обучения птицы участвовали в адаптированной версии эксперимента. На стене ящика были размещены три световых индикатора: один слева и два справа. Сначала загорался левый индикатор, и если голубь клевал его с достаточной силой, он получал награду. Затем, как и в первом эксперименте, в некоторых случаях включался сигнал «стоп» — освещение в коробке становилось красным — и загорался один из индикаторов справа. Чтобы получить угощение, птица тоже должна была его клюнуть.
Время реакции людей (белый) и голубей (черный). По оси y показаны миллисекунды. Sara Letzner et al / Cell biology, 2017
В обоих экспериментах новое задание после сигнала «стоп» начиналось либо сразу, либо с задержкой в 300 миллисекунд. Выяснилось, что голуби и люди переключаются между задачами примерно с одинаковой скоростью, когда оно начинается без пауз. Если же после сигнала о смене задания следовала задержка, то птицы реагировали быстрее людей. В среднем, голуби тратили на 200 миллисекунд меньше, чтобы приступить к новой деятельности.
Исследователи предполагают, что это может быть связано с более высокой скоростью передачи информации между частями плаща головного мозга у голубей. Эта особенность, по их мнению, предположительно является следствием его небольшого размера и высокой плотности нейронов. Расстояние между нейронами у голубей в 1,82 раза меньше, чем у человека, что, вероятно, и способствует их более быстрой активации.
Чтобы исключить ошибки, авторы статьи меняли условия эксперимента для людей. В одном случае после сигнала «стоп» следовал не звуковой, а графический стимул (одна из линий загоралась желтым, и положение белого круга надо было определять относительно него), однако это отличие на результаты эксперимента значительно не повлияло. В другом случае добровольцы выполняли то же задание, что и голуби, — и тогда характерной задержки реакции после переключения между задачами у них не наблюдалось, что, как утверждают авторы, указывает на включение иных когнитивных процессов.