Ученые доказали, что крысы умеют ориентироваться во времени
Польские и французские ученые показали, что крысы умеют измерять течение времени и оценивать, насколько точно это делают. На это указывают опыты, при которых животных побуждали взаимодействовать с механическим рычагом в течение трех секунд, а затем оценить величину погрешности в соблюдении этого интервала. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
Что привело к этому исследованию?
Люди и приматы довольно хорошо воспринимают течение времени и могут относительно точно оценивать свои навыки. В прошлом году ученые даже обнаружили в мозгу людей и мышей группу нейронов, по крайней мере, частично ответственных за восприятие времени, что позволяет правильно упорядочивать жизненные события. Другим недостаточно исследованным вопросом является возможность отслеживать промежутки времени, особенно животными, когда соблюдение конкретных интервалов необходимо для достижения цели. Это требует умения оценивать не только течение времени, но и точность оценивания. Поэтому группа исследователей из Польской академии наук и Университета Париж-Секле решили исследовать, присуще ли явление отслеживания временных промежутков и оценки своих возможностей у таких довольно отдаленных от людей животных, как грызуны.
Какие опыты проводили?
16 крыс приобщили к исследованиям, в основу которых легли опыты, в которых людей сначала просили соблюсти определенный временной интервал, а затем оценить, насколько широки границы их погрешности. Задачей животных было выдержать временной интервал в 3,2 секунды удержанием рычага (для животных первой группы) или двойным его нажатием, что ограничивало начало и конец отсчета (для животных второй группы). За успешное выполнение задания испытуемые получали вознаграждение в виде корма. При этом чем ближе был выдержан интервал к целевому, тем больше было вознаграждение.
Крысы в обеих группах научились выдерживать близкий к желаемому промежуток времени, совершенствуя умения в процессе тренировки. Когда они научились ассоциировать точность соблюдения интервала с количеством корма, ученые захотели проверить, что привело к улучшению результатов животных: приспособление методом проб и ошибок или лучшее оценивание течения времени, обусловленное внутренним восприятием. Для этого следовало понять, могли ли крысы вообще оценивать, насколько хорошо придерживаются интервала.
Теперь животных натренировали ассоциировать величину погрешности с вознаграждением, используя два порта или аппараты, раздачи пищи после каждого выполнения задания. Если крыса совершала большую погрешность в соблюдении интервала (около 500 миллисекунд), то в правом аппарате ему выдавали одну пеллету корма, а в другом — 0. Если погрешность была небольшой (около 250 миллисекунд), в левом порту животное могло получить две пеллеты, а в правом - 0. Поскольку испытуемые каждый раз будут пытаться максимизировать выгоду, то если они действительно могут оценивать свою погрешность - будут избегать выбора пустого порта и честно указывать, насколько точными они считают свои действия.
Как справились животные?
Крысы действительно чаще выбирали порт, указывающий на точность соблюдения животным временного интервала при выполнении задания и обеспечивающий большую выгоду (т.е. хотя бы одну пеллету корма). Доля правильных выборов для каждого животного составляла более 50 процентов, что выше показателя, наблюдаемого при случайном выборе аппарата раздачи пищи. Так что результат показывает, что крысы не только умеют отслеживать течение времени, но и оценивать свою точность в этом.
Но ученые предположили, что результат мог быть вызван другим — учитыванием животными опыта предыдущих вознаграждений. Их идея была в том, что если какая-то крыса в большинстве своем точно выдерживает целевой интервал взаимодействия с рычагом (или менее точно), то она чаще будет получать две пеллеты в левом порту (или одну пеллету в правом, если она не очень ловкая), а значит чаще его будет выбирать, ориентируясь на это. Чтобы проверить гипотезу, ученые подвергли свои результаты статистической обработке. Анализ показал, что крысы выбирали порт, основываясь как на своем оценке точности измерения времени, так и на опыте предыдущих вознаграждений, хотя на последнее обращали меньше внимания. К тому же описанный навык оценки своих ошибок помогал животным планировать будущие действия, чтобы достигать оптимальных результатов.
Подобный процесс отслеживания времени и оценки своей погрешности в этом уже описывались у людей. Поэтому навык не уникален для нас или даже приматов, хотя пока невозможно утверждать, что механизмы в основе явления одинаковы у всех животных.
Что привело к этому исследованию?
Люди и приматы довольно хорошо воспринимают течение времени и могут относительно точно оценивать свои навыки. В прошлом году ученые даже обнаружили в мозгу людей и мышей группу нейронов, по крайней мере, частично ответственных за восприятие времени, что позволяет правильно упорядочивать жизненные события. Другим недостаточно исследованным вопросом является возможность отслеживать промежутки времени, особенно животными, когда соблюдение конкретных интервалов необходимо для достижения цели. Это требует умения оценивать не только течение времени, но и точность оценивания. Поэтому группа исследователей из Польской академии наук и Университета Париж-Секле решили исследовать, присуще ли явление отслеживания временных промежутков и оценки своих возможностей у таких довольно отдаленных от людей животных, как грызуны.
Какие опыты проводили?
16 крыс приобщили к исследованиям, в основу которых легли опыты, в которых людей сначала просили соблюсти определенный временной интервал, а затем оценить, насколько широки границы их погрешности. Задачей животных было выдержать временной интервал в 3,2 секунды удержанием рычага (для животных первой группы) или двойным его нажатием, что ограничивало начало и конец отсчета (для животных второй группы). За успешное выполнение задания испытуемые получали вознаграждение в виде корма. При этом чем ближе был выдержан интервал к целевому, тем больше было вознаграждение.
Крысы в обеих группах научились выдерживать близкий к желаемому промежуток времени, совершенствуя умения в процессе тренировки. Когда они научились ассоциировать точность соблюдения интервала с количеством корма, ученые захотели проверить, что привело к улучшению результатов животных: приспособление методом проб и ошибок или лучшее оценивание течения времени, обусловленное внутренним восприятием. Для этого следовало понять, могли ли крысы вообще оценивать, насколько хорошо придерживаются интервала.
Теперь животных натренировали ассоциировать величину погрешности с вознаграждением, используя два порта или аппараты, раздачи пищи после каждого выполнения задания. Если крыса совершала большую погрешность в соблюдении интервала (около 500 миллисекунд), то в правом аппарате ему выдавали одну пеллету корма, а в другом — 0. Если погрешность была небольшой (около 250 миллисекунд), в левом порту животное могло получить две пеллеты, а в правом - 0. Поскольку испытуемые каждый раз будут пытаться максимизировать выгоду, то если они действительно могут оценивать свою погрешность - будут избегать выбора пустого порта и честно указывать, насколько точными они считают свои действия.
Как справились животные?
Крысы действительно чаще выбирали порт, указывающий на точность соблюдения животным временного интервала при выполнении задания и обеспечивающий большую выгоду (т.е. хотя бы одну пеллету корма). Доля правильных выборов для каждого животного составляла более 50 процентов, что выше показателя, наблюдаемого при случайном выборе аппарата раздачи пищи. Так что результат показывает, что крысы не только умеют отслеживать течение времени, но и оценивать свою точность в этом.
Но ученые предположили, что результат мог быть вызван другим — учитыванием животными опыта предыдущих вознаграждений. Их идея была в том, что если какая-то крыса в большинстве своем точно выдерживает целевой интервал взаимодействия с рычагом (или менее точно), то она чаще будет получать две пеллеты в левом порту (или одну пеллету в правом, если она не очень ловкая), а значит чаще его будет выбирать, ориентируясь на это. Чтобы проверить гипотезу, ученые подвергли свои результаты статистической обработке. Анализ показал, что крысы выбирали порт, основываясь как на своем оценке точности измерения времени, так и на опыте предыдущих вознаграждений, хотя на последнее обращали меньше внимания. К тому же описанный навык оценки своих ошибок помогал животным планировать будущие действия, чтобы достигать оптимальных результатов.
Подобный процесс отслеживания времени и оценки своей погрешности в этом уже описывались у людей. Поэтому навык не уникален для нас или даже приматов, хотя пока невозможно утверждать, что механизмы в основе явления одинаковы у всех животных.
