Švystelėjimas ekrane. Šimtai mažų baltų taškelių drebėja. Du pasisuka viena kryptimi, o likusieji išsibarsto. Garnys stebi sceną ir vienu tiksliu snapo smūgiu parodo savo pasirinkimą. Visa sprendimo eiga užtrunka mažiau nei ketvirtį sekundės.
Laboratorinis testas
Tübingeno universiteto tyrėjai išmokė du rūšies Corvus corone garniai pranešti apie dominuojančią judančių taškų kryptį jutikliniame ekrane. Užduotis skamba paprastai. Tačiau taip nėra. Kai kurie taškai juda į kairę ar dešinę, o dauguma juda atsitiktinai. Paukščiai turėjo pasirinkti vyraujančią kryptį ir buvo apdovanoti maistu, kai pasirinko teisingai.
Keisdami koherentiškai judančių taškų procentą, mokslininkai reguliavo užduoties sudėtingumą. Bandymai su dideliu koherentiškumu buvo lengvi. Su mažu koherentiškumu reikėjo tikslesnės jutiminės diskriminacijos. Garnos reagavo itin greitai. Vidutiniškai jų sprendimo laikas buvo 235 milisekundės. Tai mažiau nei ketvirtis sekundės. Tai taip pat maždaug perpus trumpesnis atsakymo laikas nei nurodyta žmonėms ir makakoms atliekant panašias užduotis ankstesniuose tyrimuose, nors autoriai įspėja, kad garniai nebuvo testuoti kartu su primatais toje pačioje eksperimento sąlygoje.
Greitis nebuvo pasiekas aukojant tikslumą. Kai judėjimo signalas buvo stiprus, paukščiai pasiekė beveik tobulą našumą. Net kai koherencija nukrito iki vos 3 procentų, jų pasirinkimai išliko reikšmingai geresni už atsitiktinumą, teisingai atsakydami maždaug puse laiko. Kitaip tariant, šie garniai gebėjo išgauti silpną judėjimo signalą iš triukšmingo fono ir padaryti tai greitai.
Neuroniniai parašai ir evoliucinės aidai
Norėdami ištirti greito sprendimų priėmimo smegenų mechanizmus, mokslininkai įrašė aktyvumą iš 248 neuronų regione, vadinamame nidopallium caudolaterale, arba NCL. NCL dažnai apibūdinamas kaip funkciškai analoguškas žinduolių prefrontalinei žievei, sričiai, susijusiai su darbine atmintimi, dėmesiu ir sudėtingais sprendimais.
Primatų priekinės žievės neuronai dažnai kaupia jutiminį įrodymą per laiką. Kai aktyvumas pasiekia tam tikrą slenkstį, gyvūnas priima sprendimą. Nauji duomenys rodo, kad garniai naudoja panašų kaupimo procesą. Analizuodami spikų modelius, tyrėjai sugebėjo nuspėti paukščio galutinį pasirinkimą jau po 70 milisekundžių nuo taškų pasirodymo. Šis neuroninis numatymas pirmavo garnio elgsenos smūgį snapu maždaug 170 milisekundžių.
Andreas Nieder, Tübingeno gyvūnų fiziologijos profesorius ir vienas tyrimo bendraautorių, pažymi, kad šie rezultatai kelia iššūkį siauram požiūriui apie tai, kokia smegenų struktūra reikalinga sudėtingai kognityvei. "Mūsų išvados rodo, kad pažangiam informacijos apdorojimui nereikia sluoksniuotos neokorteksinės struktūros", sako jis. "Paukščių smegenys įgyvendina kitokias architektūras, tačiau pasiekia panašius skaičiavimo sprendimus."
Tas įžvalgos aspektas turi evoliucinę reikšmę. Paukščiai ir žinduoliai išsiskyrė daugiau nei prieš 310 milijonų metų. Faktas, kad abi linijos priėjo prie panašių sprendimų priėmimo dinamikų, rodo konvergentinę evoliuciją. Skirtinga aparatūra. Panašūs algoritmai.
Yra ekologinių priežasčių tikėtis greitų vizualinių sprendimų paukščiams. Skrydis per triukšmingą, trimatę erdvę reikalauja akimirksnio sprendimų. Plėšrūnų vengimas, grobio pagavimas ir greiti manevrai visi palaiko neuronines sistemas, optimizuotas greičiui ir jutimo bei motorikos koordinacijai. Natūrali atranka galėjo sureguliuoti aviarinius tinklus taip, kad jie ypač efektyviai išgautų ir veiksmingai panaudotų regos signalus.
Vis dėlto vertėtų atkreipti dėmesį į kelis apribojimus. Šis tyrimas apėmė tik du garnus. Palyginimai su žmonėmis ir beždžionėmis remiasi anksčiau publikuotais duomenimis, o ne tiesioginiais to pačio tyrimo kontroliniais bandymais. Be to, sprendimo greitis gali priklausyti nuo daugelio užduoties niuansų, nuo stimulų trukmės iki klaidų kainos. Reikės didesnių imčių ir derintų tarp-rūšių eksperimentų, kad būtų išsamiai atskleisti panašumai ir skirtumai.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Márquez, kognityvinė neuromokslininkė, kuri tiria lyginamąją suvoką, apmąsto šių rezultatų pasekmes. "Man imponuoja idėja, kad skirtingos smegenys atranda panašius sprendimus. Nidopallium caudolaterale ir primatų prefrontalinė žievė formos požiūriu nėra identiškos. Vis dėlto, kai problema yra ta pati, abi sistemos, atrodo, įgyvendina įrodymų kaupimo mechanizmą. Tai nurodo universalias nervinio skaičiavimo taisykles."," ji sako.
Ji priduria praktinę pastabą. "Šios išvados turėtų skatinti eksperimentinius dizainus, kurie suvienodintų stimulus ir atlygio struktūras tarp rūšių. Tik taip galėsime atskirti tikrus biologinius skirtumus nuo užduočių nustatymo artefaktų."
Baigiamieji pastebėjimai
Publikuotas žurnale Science, tyrimas prideda naują skyrių prie mūsų supratimo apie aviarinę kognityvą. Jis neteigia, kad garniai yra kategoriškai protingesni už žmones. Tyrimas parodo, kad sprendimo priėmimo greitis konkrečioje vizualinėje užduotyje gali būti stulbinantis paukščiui, kurio smegenys atrodo labai skirtingos nuo mūsų.
Už antraščių kyla giluminiai klausimai. Kokie grandynų motyvai yra būtini įrodymų kaupimui? Kaip apribojimai, tokie kaip metabolinė kaina ir laidų geometrija, formuoja šiuos motyvus? Ar inžinieriai gali pasiskolinti dizaino principus iš paukščių, kad sukurtų greitesnes ir efektyvesnes dirbtines sistemas?
Atsakymai reikalauja daugiau eksperimentų, su didesnėmis imtimis ir tiesioginiais tarp-rūšių palyginimais. Kol kas vaizdas apie garnį, ramų ir greitą, skiriantį triukšmingą judesio lauką per mažiau nei mirksnį, yra tiek priminimas, tiek kvietimas. Evoliucija gali sukurti daug architektūrų. Kai kurios jų mąsto greitai.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.