Dvi varnos, vardu Iggy ir Lemmy, laboratoriniame regimosios informacijos teste sprendimus priėmė maždaug dvigubai greičiau nei žmonės. Paukščiai užduotį atlikdavo greičiau nei per ketvirtį sekundės ir dažniausiai neklysdavo.
Eksperimente reikėjo stebėti ekrane judančių taškų lauką ir nustatyti, į kurią pusę juda bendra jų kryptis. Apie tyrimą praneša „ZME Science“.
Mokslininkai užduoties sudėtingumą keitė reguliuodami, kiek taškų juda ta pačia kryptimi, o kiek – atsitiktinai. Kai kryptis buvo akivaizdi, varnos atsakydavo beveik be klaidų, o kai signalas silpnesnis – vis tiek veikė geriau nei spėliodamos.
Rezultatai nustebino ne vien dėl greičio: tyrėjai fiksavo ir smegenų veiklą, ieškodami, kaip paukščiai taip greitai priima sprendimą. Nors paukščių smegenys anatomiškai gerokai skiriasi nuo žinduolių, sprendimų priėmimo principai pasirodė netikėtai panašūs.
Kaip buvo tikrinamas varnų greitis
Tyrimas vyko Vokietijoje, Tiubingeno universitete, kur dvi pilkosios varnos buvo apmokytos atlikti užduotį su jutikliniu ekranu. Pamatę taškų „debesį“, paukščiai turėjo pasirinkti teisingą kryptį ir, atsakę tiksliai, gaudavo atlygį – milčiaus lervą.
Vienas svarbiausių matavimų buvo reakcijos pradžia: mokslininkai fiksavo momentą, kada paukštis pradėdavo judesį (pavyzdžiui, pasukti galvą), o ne kada snapu paliesdavo ekraną. Vidutiniškai sprendimo iniciavimas užtrukdavo apie 235 milisekundes.
Tyrėjai šį greitį palygino su ankstesniais panašiais bandymais su žmonėmis ir beždžionėmis. Palyginimuose žmonėms sprendimui paprastai prireikdavo 450–820 milisekundžių, beždžionėms – apie 410–600 milisekundžių.
Įdomu ir tai, kad net tada, kai taškų judėjimo kryptį „užgoždavo“ atsitiktiniai taškai, varnos dažniau nei atsitiktinai atspėdavo teisingą kryptį. Tyrime minima, kad net ir esant vos 3 proc. kryptingai judančių taškų, abiejų paukščių rezultatai buvo geresni nei spėjant.
Ką atskleidė įrašai iš smegenų
Kita tyrimo dalis buvo nukreipta į smegenų procesus: elektrodais fiksuota 248 nervinių ląstelių aktyvumas varnų nidopallium caudolaterale srityje. Ši sritis siejama su planavimu ir sprendimų priėmimu ir neretai lyginama su žinduolių prefrontaline žieve.
Iš visų registruotų ląstelių 58 aktyvumas skyrėsi priklausomai nuo to, kokią kryptį varna pasirinks. Maždaug po 70 milisekundžių nuo vaizdo pasirodymo jų aktyvumas pradėdavo „numatyti“ būsimą sprendimą.
Mokslininkai pastebėjo „kaupiamojo“ tipo procesą: renkantis sprendimą, neuronų signalai stiprėjo, o kai vizualinis įrodymas būdavo ryškesnis, aktyvumo didėjimas būdavo statesnis. Prieš pat paukščiui pradedant atsakymo veiksmą, signalai artėdavo prie panašaus lygio – tai primena anksčiau su beždžionėmis aprašytą sprendimo formavimo mechanizmą.
Dar viena svarbi detalė – neuronų aktyvumas atspindėjo patį sprendimą, o ne vien dirgiklį. Signalai prognozavo pasirinkimą net tada, kai taškai judėjo atsitiktinai, taip pat ir tais atvejais, kai paukščiai suklysdavo.
Kodėl varnos gali būti tokios greitos?
Tyrime pabrėžiama, kad tiksli priežastis, kodėl varnos sprendžia taip greitai, kol kas nėra aiški. Tačiau aptariamos kelios hipotezės, kurias dar reikėtų patikrinti papildomais eksperimentais.
Viena jų – paukščių smegenų „kompaktiškumas“. Minimas 2016 metų tyrimas, kuriame nustatyta, kad giesminiai paukščiai ir papūgos į tą pačią smegenų masę gali sutalpinti maždaug dvigubai daugiau neuronų nei primatai, o trumpesni ryšiai teoriškai leistų greičiau perduoti signalus.
Kita galima priežastis – aukštesnė daugelio paukščių kūno temperatūra, siekianti apie 41–42 laipsnius Celsijaus, kuri galėtų spartinti nervinių signalų cheminius procesus. Taip pat svarstoma evoliucinė logika: skrydžiui, kliūčių vengimui ir tiksliam snapo valdymui reikia ypač greito regimojo apdorojimo.
Šis darbas papildo vis didėjantį įrodymų lauką, kad paukščiai gali atlikti sudėtingas kognityvines užduotis net neturėdami žinduoliams būdingos sluoksniuotos neokortekso struktūros. Tyrimas publikuotas žurnale „Science“.
