Как галки запоминают, что они делали, где и когда

Нейробиологи из Рурского университета в Бохуме (RUB) изучают, как мозг врановых птиц справляется со сложными когнитивными задачами, несмотря на его структурные отличия от человеческого мозга. В течение года исследователи тренируют двух галок в сложном поведенческом эксперименте, где птицы учатся запоминать, что они делали, где и когда. Нейрофизиологическую основу этих процессов планируется определить в последующих анализах.

Запоминание мест

В эксперименте животные учатся запоминать последовательность посещённых мест и цвета, которые они там видели. Затем они должны воспроизвести эту информацию в другом месте; за правильный ответ их вознаграждают едой. Эта задача используется для изучения основы так называемой эпизодической памяти, которая хранит уникальные события и основана на способности помнить "что, где и когда". Поведенческие эксперименты других групп уже показали, что врановые обладают этой способностью, но её нейронная основа до сих пор не анализировалась.

Эксперимент проходит в шестигранном вольере, где галки ежедневно тренируются около двух с половиной часов уже год. На четырёх стенах вольера установлены сенсорные экраны. На трёх из них появляются точки разного цвета, которые птицы должны клевать. Только после того, как первая точка будет выбрана, появляется следующая и т.д. В четвёртом месте птица должна затем воспроизвести информацию о том, какой цвет она видела в каком месте.

Выучено за месяц

Чтобы воспроизвести последовательность мест, животное сначала научилось связывать символы с местами: кемпинг, ванная комната и порт. Однако символы никогда не показываются в самих местах. Галки видят их только на четвёртом сенсорном экране, где должны дать ответ. Изначально они выбирали символы случайно; только при правильной последовательности они получали вознаграждение. Таким образом, они научились связывать кемпинг, ванную и порт с одним из трёх других сенсорных экранов.

"Мы не были уверены, смогут ли животные этому научиться", — объясняет Йонас Роуз. "Но они сделали это довольно быстро, в течение одного месяца". В 60–80% всех раундов эксперимента животные правильно перечисляют все три места. Вероятность угадать правильный ответ в этой экспериментальной схеме составляет примерно 17%.

Перегрузка рабочей памяти?

Сейчас птицы тренируются запоминать, какой цвет они видели в каком месте, причём последовательность мест и распределение цветов меняются в каждом раунде. Сначала галки испытывали значительные трудности. "Мы пытаемся определить, не перегружена ли рабочая память животных таким объёмом информации", — объясняет Роуз, — "или же они испытывают трудности именно с задачей на цвет".

Для этого исследователи не требуют от галок связывать цвета с местами в каждом испытании; в некоторых испытаниях птицы должны перечислить только последовательность мест или только последовательность цветов. Сегодня животные правильно отвечают в 20% всех раундов эксперимента, где они должны назвать и места, и цвета; это выше вероятности угадывания, которая составляет 5,5%. Биопсихологи из Бохума по-прежнему уверены, что животные могут освоить эту задачу. Если нет, они постепенно упростят эксперимент.