Ворони можуть ухвалювати певні візуальні рішення приблизно вдвічі швидше за людей і мавп, не втрачаючи точності. Такого висновку дійшли дослідники Тюбінгенського університету в Німеччині, які перевірили, як птахи розпізнають напрямок руху об’єктів і як у цей момент працює їхній мозок. Результати дослідження опублікували 22 жовтня в журналі Science.
У середньому двом воронам потрібно було лише 235 мілісекунд, щоб визначити переважний напрямок руху точок на екрані та вказати на відповідну ціль. Це приблизно чверть секунди — час, за який мозок не лише обробляв візуальну інформацію, а й формував рішення.
Як перевіряли швидкість ворон
Науковці Філіп Шмідбауер та Андреас Нідер навчили двох чорних ворон розпізнавати напрямок руху точок на сенсорному екрані. Більшість точок рухалася хаотично, але певна їх частина переміщувалася узгоджено — наприклад, ліворуч або праворуч.
Птахи мали визначити, який напрямок переважає, а потім дзьобом торкнутися відповідної цілі на екрані. Що більше точок рухалося в одному напрямку, то легше було виконати завдання.
Ворони відповідали в середньому за 235 мілісекунд. Коли сигнал був особливо чітким, точність наближалася до 100%. Навіть за складних умов, коли узгоджено рухалася лише невелика частина точок, птахи давали правильні відповіді частіше, ніж можна було б очікувати від випадкового вибору.
Для порівняння дослідники використали результати попередніх експериментів із людьми та мавпами, у яких застосовували подібні завдання. У тих дослідженнях рішення зазвичай потребували більше часу. Водночас це не було прямим порівнянням усіх видів в одному експерименті, тому результати стосуються конкретного типу візуального завдання, а не швидкості мислення загалом.
Що відбувається в мозку птаха
Під час виконання завдання вчені реєстрували активність 248 нейронів у ділянці переднього мозку ворони, яка називається nidopallium caudolaterale. Вона бере участь у складних когнітивних процесах і за деякими функціями нагадує префронтальну кору ссавців.
Приблизно через 70 мілісекунд після появи рухомих точок активність частини нейронів уже відрізнялася залежно від того, який напрямок згодом обере птах. Потім сигнали поступово посилювалися, доки ворона не виконувала рух дзьобом.
Подібну закономірність давно описують у дослідженнях приматів: мозок накопичує сенсорні свідчення на користь певного варіанта, доки активність нейронів не досягає рівня, достатнього для ухвалення рішення.
Отже, попри відмінності в будові мозку, у ворон виявили схожий принцип обробки інформації. Але в їхньому випадку цей процес відбувався надзвичайно швидко.
Чому ворони можуть діяти так швидко
Мозок птахів і ссавців еволюціонував різними шляхами. На відміну від ссавців, птахи не мають шаруватої нової кори великих півкуль — неокортексу. Натомість їхній мозок організований інакше, зокрема містить групи нейронів, які забезпечують складні когнітивні функції.
Дослідники припускають, що швидкість ворон може бути пов’язана з ефективними нейронними зв’язками, оперативною обробкою зорових сигналів і невеликими відстанями, які інформація долає в компактному мозку.
На швидкі реакції птахів також могли вплинути еволюційні потреби: під час польоту необхідно миттєво оцінювати рух, уникати перешкод і точно координувати рухи дзьоба під час пошуку їжі. Однак конкретні механізми, які забезпечують перевагу ворон у цьому тесті, ще належить з’ясувати.
Що ще потрібно дослідити
Автори наголошують на обмеженнях роботи: у випробуванні брали участь лише дві ворони, а активність нейронів вимірювали в одній ділянці мозку. Тому поки що неможливо встановити, чи властива така швидкість іншим птахам і чи поширюється вона на завдання, не пов’язані з розпізнаванням руху.
У наступних експериментах науковці планують перевірити, як ворони обирають між більшою кількістю варіантів і чи можуть вони оцінювати надійність власних рішень.
Дослідження демонструє, що складні механізми ухвалення рішень можуть працювати не лише в мозку ссавців із розвиненою корою. Водночас воно не доводить, що ворони загалом розумніші за людей: науковці вимірювали швидкість і точність виконання конкретного завдання. Результати натомість допомагають краще зрозуміти, як еволюція створила різні нейронні системи, здатні розв’язувати схожі когнітивні проблеми.