Меньше четверти секунды на раздумье: учёные выяснили, что вороны принимают решение быстрее людей

Вороны давно известны своей незаурядной сообразительностью. Эти птицы умеют пользоваться инструментами, запоминать лица людей, решать сложные задачи и даже демонстрировать элементы социального поведения. Однако новое исследование, проведённое нейробиологами из Тюбингенского университета в Германии, добавило к этому списку ещё одно впечатляющее качество. Учёные показали, что чёрные вороны способны принимать определённые зрительные решения примерно вдвое быстрее, чем люди и обезьяны, причём без потери точности.

В эксперименте участвовали две ручные обыкновенные чёрные вороны. Птиц обучали классической задаче на различение направления движения, той же, которую ранее применяли в исследованиях на приматах. На сенсорной панели появлялось множество из белых точек на чёрном поле. Часть из них переемещались согласованно вправо или влево, остальные двигались в хаотичном порядке. Вороны должны были определять основное направление движения и клюнуть в соответствующую мишень на дисплее. В награду за правильный ответ птицам давали мучного червя.

Степень сложности задания корректировали путём изменения доли согласованно движущихся точек. Даже когда когерентность движения составляла всего 3 процента, вороны выбирали верно чаще, чем при случайном угадывании. При ясном сигнале точность приближалась к 100 процентам, а в среднем по всем пробам держалась на уровне около 75 процентов.

Самое удивительное заключалось во времени реакции. От момента появления точек до начала движения головы, когда птица приступала к ответу, в среднем проходило около 235 миллисекунд (меньше четверти секунды).Для сравнения исследователи обратились к данным предыдущих экспериментов с макаками и людьми, выполнявшими сходные задачи в самопроизвольном темпе. У обезьян время реакции в разных работах составляло примерно 410, 490 и 600 миллисекунд. У ворон оно оказалось примерно вдвое меньше. При этом скорость почти не зависела от сложности. В лёгких условиях птицы отвечали за 220 миллисекунд, в самых трудных за 254 миллисекунды. Разница составила лишь 34 миллисекунды.

Учёные подчёркивают, что ворон специально не торопили. Решение они принимали в удобном для себя темпе, и всё равно опережали приматов. Чтобы понять, как мозг птицы обеспечивает такую быстроту, исследователи регистрировали уровень активности 248 нейронов в нидопаллиуме каудолатеральном. Это область, у птиц функционально соответствующая лобной ассоциативной коре приматов и участвующая в исполнительных функциях, включая принятие решений.

Уже примерно спустя 70 миллисекунд с момента появления стимула активность части нейронов начинала различаться в зависимости от того, какое направление птица в итоге выберет. Этот сигнал опережал поведенческий ответ примерно на 170 миллисекунд. Нейроны постепенно накапливали сенсорные доказательства, их активность росла подобно тому, как это происходит в мозге обезьян и людей, пока не достигался порог, после которого ворона совершала выбор.

В итоге, несмотря на принципиально иное строение мозга, базовые принципы принятия перцептивных решений оказались сходными. И мозг вороны реализует их значительно быстрее. По мнению авторов исследования, Ф. Шмидбауэра и А. Нидера, такая эффективность могла сформироваться под давлением эволюции, поскольку полёт предъявляет чрезвычайно высокие требования к скорости обработки зрительной информации и сенсомоторной координации. Птице необходимо мгновенно реагировать на препятствия, движущиеся объекты и изменения окружающей среды в трёхмерном пространстве.

Открытие не только подтверждает высокий уровень когнитивных способностей врановых, но и показывает, что сложные вычислительные процессы, связанные с принятием решений, не требуют обязательно «человеческой» архитектуры коры. Компактный и иначе организованный птичий мозг способен решать те же задачи с впечатляющей скоростью.

Источник: science