Оказывается, полевые мыши умеют считать!
Эксперимент проводился учеными из Института систематики и экологии животных СО РАН под руководством доктора биологических наук Жанны Резниковой. Полные результаты исследования опубликованы в Animal Cognition.
«Эта работа корнями уходит в другое наше исследование. Мы выяснили, что грызуны, живущие около или на территориях рыжих лесных муравьев, должны принимать решения в зависимости от плотности соседей. В некоторые периоды года, примерно с мая по август, эта плотность очень высока. Муравьи прокладывают дороги, и когда там оживленное движение, это является препятствием для многих других живых существ: пауков, жужелиц, грызунов. Мышь не может перейти такую дорогу, не рискуя быть покусанной муравьями, поэтому ей всё время нужно определять их плотность. Мы выяснили, что полевые мыши способны делать подобные оценки», — рассказывает старший научный сотрудник ИСиЭЖ СО РАН и кандидат биологических наук Софья Пантелеева.
В первом эксперименте мыши охотились на муравьев, помещенных в два прозрачных туннеля с разным количеством насекомых. Животное могло войти в любой из них и выйти из него, нажав на эластичную крышку с прорезями.
Если большое количество кусачих муравьев — это угроза для мыши, то малое их число, наоборот, — лакомство. Муравьи кажутся мышам невероятно сладкими и питательными, и они нередко предпочитают их другим угощениям.
Выяснилось, что мыши отлично различают 5 и 15, 5 и 30, 10 и 30 насекомых, и всегда выбирают туннель, где муравьев меньше, чтобы охотиться с комфортом. Ученые предположили: если полевые мыши могут сравнить размер групп, отличающихся в несколько раз, то, быть может, они способны и к более точной оценке? Также возник вопрос, могут ли эти грызуны «считать» абстрактные символы?
«Мы предположили, что если у мышей есть способность делать такие оценки количества муравьев, то они наделены базовым свойством к количественным оценкам предметного мира», — отмечает Софья Пантелеева.
Ученые поставили следующий эксперимент: мышей сажали на круглую арену, по разные стороны которой были прикреплены коробочки, прикрытые шторками с изображенным на них набором геометрических фигур — квадратов, треугольников, кружков. Все фигурки были одинакового размера, но число их различалось и комбинировались они на картинке по-разному. В одну из коробочек клали кусочек грецкого ореха. Если животное открывало шторку с нужным количеством фигурок, лакомство доставалось ему (на этой стадии было не важно, что полевые мыши могли чувствовать угощение по запаху). Если же мышь выбирала неверный вариант, то ее наказывали — сажали на одну минуту на пустую темную арену.
Такой опыт проделывался с одним зверьком три раза, а затем он сдавал экзамен: в этот раз ни в какой из коробочек уже не было приманки. Здесь нужно было принять решение только на основе того, что изображено на бумаге, и выбрать тот зрительный стимул, который до этого подкрепляли.
«Парадигма в таких случая следующая: если животное стимулы различает, значит, его можно научить связывать один из них с подкреплением. Если же не различает, то сделать это невозможно, потому что стимулы будут одинаковыми для него», — говорит Пантелеева.
Чтобы грызун не запоминал определенный геометрический узор, не ориентировался на какие-то другие признаки, а определял именно количество символов, ученые постоянно меняли шторки с комбинацией фигурок, расположение арены, где проводился эксперимент, относительно источника света, предметов мебели.
В ходе эксперимента было показано, что полевые мыши способны различать не только 5 от 10 объектов, но и 2 от 3, и даже 8 от 9, то есть определять абсолютное число элементов с точностью до единицы. Причем если «2 от 3» — это выбор на основе так называемого субитайзинга (свойства делать мгновенную оценку предметов в пределах четырех), то «5 от 6» и «8 от 9» находятся уже за его пределом, то есть определяются пересчетом.
«Следующий вопрос: как они это делают? В наших экспериментах различалось не только количество элементов, но также и общая площадь, занимаемая фигурами. По какому именно из этих признаков мыши осуществляют выбор, мы пока не можем сказать. Но они явно видят эти картинки по-разному, — говорит Пантелеева. — Мы, чтобы отличить 8 от 9, будем, например, прикасаться и пересчитывать пальцем. Возможно, полевые мыши видят разницу и без этого пересчета. Это нам трудно представить, так же как и им было бы трудно представить, что у нас есть язык». Поэтому пока исследователи называют выдающиеся способности полевых мышей не счетом, а различением множеств.
Ученые попробовали повторить этот эксперимент с джунгарскими хомяками, но не вышло, поскольку те обучались хуже. «Полевые мыши, в отличие от лабораторных, не показали никакого угасания умственных способностей с возрастом и, похоже, сохраняли полученные навыки по меньшей мере в течение месяца, а некоторые особи — и значительно дольше. Они могут стать таким же базовым объектом для когнитивной этологии и сравнительной психологии, как дрозофилы для генетиков», — отмечают исследователи.