Крысы испытывают чувства сожаления и раскаяния

Когда человек понимает, что вел себя неправильно или принял ошибочное решение, то он ощущает чувство сожаления и раскаяния. Это чувство считается присущим только людям, а животным ничего подобного ощущать не дано.

Впервые некоторые признаки того, что у крыс тоже могут быть такие переживания, обнаружили американские исследователи. В проведённом ими эксперименте поведение и активность мозга животных свидетельствовали о том, что эти нелюбимые многими грызуны могут чувствовать сожаление, если они выбрали неправильное решение. Следовательно, раскаяние не является чисто человеческим чувством.

Сожаление и раскаяние - человеческие чувства и эмоции

Разочарование наступает, когда мы понимаем, что наши ожидания не осуществились, например, партнер реагирует не так, как мы думали, или оказывается, что наши планы провалились. Но это еще не раскаяние, уточняют Адам Штайнер (Adam Steiner) и Дэвид Редиш (David Redish) из Университета Миннесоты (Миннеаполис). Это чувство приходит, когда мы понимаем, что ожидания не сбылись по нашей собственной вине - в результате неправильного решения или действия.

И этот комплекс более сложен, чем просто разочарование: раскаяние предполагает, что человек помнит ситуацию или действие и понимает связь с их последствиями. Исследования показывают, что у нас особенно активна при этом орбитофронтальная кора - область мозга, которая важна для принятия решений и формирования ожиданий.

Эксперимент с умными крысами

Орбитофронтальная кора имеет подобную функцию и у других млекопитающих, но раньше было неизвестно, доступно ли животным чувство настоящего раскаяния. Чтобы ответить на этот вопрос, Штайнер и Редиш разработали специальный эксперимент для крыс: умные животные могли входить в четыре отдельных зоны, и в каждой их ждал свой вид пищи. Однако эта еда напрямую была недоступна. Вместо лакомства грызуны при входе на участок слышали какой-то звук.

По высоте тона они могли определить, сколько должно пройти времени, пока не заработает кормушка: чем выше звук, тем дольше было ожидание. При этом его длительность менялась случайным образом, независимо от зоны, корма или поведения крыс. Им разрешалось в таком четырёхкомнатном "ресторане" проводить каждый день только определенное время. Минуты и секунды, потраченные в одном "зале" на ожидание начала работы кормушки, отнимались от времени, предназначенного для поиска корма в других зонах, пояснил Штайнер.

Крысы не только умные, они, по-видимому, даже чувствую что-то вроде раскаяния Фото: Thinkstock

Как показали первые опыты, терпение крыс было не бесконечным. Если они входилии на участок со слишком высоким звуком, то есть предполагалось длительное ожидание, то почти сразу же покидали его. Однако при этом готовность рискнуть повышалась с популярностью предложенного корма. Крысы явно взвешивали, стоит ли ждать, оценивая при этом вознаграждение.

Крысы принимают неверное решение

Особенно интересно было наблюдать, если крыса решалась сменить место, а в следующей зоне ей приходилось дожидаться еще дольше, да и корм там оказывался хуже. "Это значит, что крыса приняла неверное решение. Если бы она не ушла из предыдущей "комнаты", то получила бы лучшую еду за меньшее время", - поясняют экспериментаторы. Для человека это стало бы классической ситуацией, вызывающей раскаяние и сожаление. А для крыс?

По словам исследователей, есть доказательства, что и крысы испытывают аналогичные чувства. В такой момент они на удивление часто оглядывались назад, откуда только что ушли. Кроме того, в следующих зонах их порог терпения также изменялся в большую сторону и животные были готовы дольше ждать. Активность мозга тоже изменилась: в орбитофронтальной коре мозговые волны показывали ту же схему, что и в зоне, которую крысы слишком рано покинули - как будто бы они еще раз проигрывали в уме предыдущую ситуацию.

Выводы экспериментаторов

Результаты указывают на то, что умные крысы действительно чувствовали что-то вроде человеческого раскаяния, констатируют ученые. И поведение, и активность мозга животных показывают, что это не просто разочарование, а признание своего ошибочного решения. "Они оглядываются назад и сожалеют об упущенной возможности", - считают Штайнер и Редиш. Если эта информация подтвердится, то человек - не единственное животное, которое может чувствовать раскаяние, пишет wissenschaft.de.

Один - ноль в пользу шимпанзе

Известно, что шимпанзе умные животные, но оказывается, они иногда показывают результат в компьютерных играх лучше чем люди и поражают  нас своими талантами:

• прекрасной памятью,
• способностью строить планы на будущее,
• умением манипулировать и обманывать своих собратьев,
• смекалкой при разгадывании головоломок.

Но это еще не все: шимпанзе опережают нас в решении некоторых задач, требующих умственных усилий, говорится в новом исследованию ученых Калифорнийского технологического института.

"Игра в прятки" на компьютере

В простом игровом эксперименте на компьютере шимпанзе показывали результаты лучше, чем люди. Исследователи, возглавляемые Колином Кеймрером (Colin Camerer) и Робертом Кирби (Robert Kirby), разработали что-то вроде стратегической "игры в прятки", в которой два участника одного вида играли всегда друг против друга. Они должны были на сенсорном экране выбрать одну из двух клеток - слева или справа. Когда выбор обоими был сделан, каждому показывали решение противника.

В награду за выигрыш шимпанзе получали яблоки, но с удовольствием играли и без лакомых призов
Фото: AP/David J. Phillip

Чтобы победить, один из них должен был "прятаться", то есть сделать выбор, отличный от решения противника. А тот должен был снова выбирать, по возможности, ту же клетку, что и его оппонент. После 200 ходов раунд завершался, а победитель получал - в зависимости от видовой принадлежности - кусок яблока или монету. Для постоянного завоевания призов игроки должны были подходить к игре стратегически и пытаться предвидеть решение противника.

Разное игровое качество

Если оба игрока разрабатывают оптимальную стратегию и придерживаются ее, то для таких случаев существует математически определимый предел возможности выиграть. Приближение к этой границе является мерой игрового качества. И в этом отношении эксперимент показал, как пишут исследователи в "Scientific Reports", существенные различия в поведении шимпанзе и человека.

Сенсорная панель и схема результативности Фото: nature.com

Люди медленно изучали поведение своих противников и играли в целом хорошо, но не оптимально. Шимпанзе, однако, не только гораздо быстрее ориентировались, но и скорее переключались при изменении ролей из "ищущего" на "нашедшего"; они также намного ближе подходили к теоретическому пределу выигрыша. Но почему?

Конкуренция и сотрудничество

Исследователи предполагают, что здесь играет роль не только превосходная кратковременная память обезьян, но и их меньшее стремление к сотрудничеству в повседневной жизни. Обезьянам помогает, прежде всего, постоянная конкуренция в среде молодежи, приученной к соревнованию. Человек, в отличие от шимпанзе, еще в детстве предпочитает соперничеству кооперацию. При этом ключевым фактором является человеческий язык.

Именно приобретение познавательных способностей, владение языком и умение применять категории в мышлении может объяснить меньшую производительность человека. Простые конкурентные ситуации обрабатываются нами более абстрактно и менее автоматизировано - и, следовательно, медленнее, чем нашими ближайшими родственниками.

Источник: nature.com

Воронам для игры не нужна кора головного мозга

Черная ворона
Фото: Felix Moll

Рабочая память врановых базируется на абсолютно другой структуре мозга.

Издавна воронов и ворон считали умными птицами. Однако необходимая для интеллекта оперативная память человеческого мозга задействует его кору, которая, как свидетельствуют немецкие физиологи, у врановых отсутствует, а задачи запоминания выполняет другая область мозга. Это показывает, что эволюция для достижения определенной деятельности мозга может идти разными путями, пишут исследователи в "Journal of Neuroscience".

Хорошо функционирующая рабочая память является важной основой интеллекта: она на короткое время сохраняет и быстро обрабатывает информацию. Без такого "блокнота в уме" мы не могли бы следить за беседой, устно считать или играть в "Memory". "Организм с хорошей оперативной памятью мозга умен; это освобождает его от необходимости сразу же рефлекторно реагировать на любой раздражитель", - объясняет Андреас Нидер (Andreas Nieder), занимающийся физиологией животных в Институте нейробиологии университета Тюбингена.

Рабочая память при игре "Memory"

Вороны тоже обладают вполне выраженной рабочей памятью, которая считается ключом к их интеллекту, например, к способностям решения головоломок. Тем не менее, мозг птиц структурирован не так, как у человека и других млекопитающих: в нем нет коры, отвечающей за рабочую память. Как же удается умным птицам-воронам сохранять в кратковременной памяти важную информацию?

У ворон, игравших в своего рода "Memory", были активными во время фазы воспоминания определенные клетки памяти Фото: LS Tierphysiologie

Чтобы ответить на этот вопрос, Нидер и его коллеги обучили несколько черных ворон игре, напоминающей "Memory". На экране воронам на короткое время показывали образец картинки. Примерно через секунду после того, как пропадало изображение, птицы должны были узнать один из четырех снимков и прикоснуться к нему клювом. Следовательно, они должны были на мгновение сохранить картину в рабочей памяти. Оказалось, для умных ворон это не проблема.

Кора головного мозга - не единственное решение

Во время этого исследования кратковременной памяти ученые измеряли волны мозга ворон. Они обнаружили в нем область с возбужденными клетками, которые и после исчезновения образца оставались по-прежнему активными. В случаях, когда птица не могла его вспомнить и выбирала не ту картинку, активность данных клеток была едва заметна. Поэтому физиологи предполагают, что в этой области мозга существует хранилище рабочей памяти, где во время фазы воспоминания вороны держат информацию об образце.

Немецкие исследователи пришли к выводу: в ряде видов деятельности мозга могут быль заняты структуры, развивавшиеся совершенно по-разному. "Принципиально иначе построенный конечный мозг врановых показывает, что эволюция нашла несколько независимых решений", - объясняет ведущий автор статьи Лена Файт (Lena Veit). Следовательно, хорошая рабочая память в человеческой коре головного мозга - это лишь возможное решение, но ни в коем случае единственное. Что общего имеют эти структуры, пока неясно. Сейчас главный вопрос в том, на каких принципах должны быть построены нейронные сети в мозге, чтобы активно сохранять и обрабатывать информацию, полагает Нидер.

Источник: scinexx.de

Ухаживание лягушек в бетонных джунглях Тайваня

Древесная лягушка Фото: thinkstock

Обычно древесные лягушки ищут себе для брачных песен какие-то возвышения: таким способом самцы стремятся привлечь внимание слабого пола. Особенно важно при этом как можно громче квакать, поскольку это приманивает потенциальную партнершу и свидетельствует о размерах и успехе претендента.

На Тайване лягушки придумали для этого очень хитрый трюк. Чтобы произвести впечатление на самок, они поют свои серенады, залезая вовнутрь дренажных каналов и усиливая тем самым громкость и дальность распространения звуков. По мнению тайваньских исследователей, этот лягушачий мегафон стал первым примером использования животными для улучшения своего акустического общения искусственных сооружений, сделанных человеком.

Почему лягушки квакают

У лягушачьего кваканья есть несколько функций:

• показывать принадлежность к виду;
• приманивать самку;
• сигнализировать соперникам, что территория занята.

Чем громче и отчётливее будут эти акустические сигналы, тем лучше коммуникация. Поэтому у многих видов лягушек появился орган, издающий особо звучное кваканье. Некоторые прибегают к изысканным инструментам: например, древесная лягушка на Борнео использует для усиления звука резонансный эффект пения в дупле дерева. Есть лягушки, конструирующие специальные гнезда со свойствами, увеличивающими громкость, сообщают Вэнь-Хао Тан (Тайваньский Национальный университет в Тайбэе) и его коллеги. Однако наряду с этими естественными усилителями в окружающую среду многих видов лягушек все больше входят человеческие здания и строения. Часть из них уже обосновалась там и прекрасно существует в новых условиях.

Бетонные трубы изменяют звук кваканья лягушки

Таким примером популярных у квакушек искусственных сооружений являются сточные канавы вдоль тайваньских дорог. На дне бетонированных каналов, обычно открытых сверху, часто собирается грязь и остатки растений. "Между тем, многие виды лягушек и беспозвоночных живут в этих дренажных трубах, а также размножаются там" - объясняют Тан и его коллеги. Один из них - часто встречающаяся в Тайване древесная лягушка (Kurixalus idiootocus). С марта по июнь самцы этого вида, как токующие птицы, издают призывные трели. Обычно они предпочитают низко висящие ветви деревьев или другие возвышения. Но лягушки, живущие в сточных каналах, по-видимому, изменили свое поведение. Как сообщают исследователи, их брачные крики несутся со дна канав. Биологи провели ряд экспериментов и изучили, как эти места влияют на звуковые характеристики лягушачьих песен и извлекают ли они выгоду из кваканья в искусственных трубах.

Призывы из сточного канала звучат громче и дольше

Для сравнения ученые сначала записали звуки пятнадцати древесных лягушек, сидевших на ветке, а потом столько же - кричавших из дренажных каналов, и проанализировали акустические характеристики всех серенад с точки зрения громкости, продолжительности, высоты тона и дальности действия. При этом они обнаружили заметные отличия: крики из сточных канав были непрерывными и в соответствующих пиках громкости – сильнее. Кроме того, призывы из коллекторов продолжались дольше, чем у сородичей, квакавших с веток - они были немного растянуты благодаря эффекту эха. Очевидно, акустика канализационных труб меняет признаки кваканья и тем самым создает преимущества для самцов, поскольку предыдущие исследования показали, что их подруги предпочитают громкие и длительные концерты.

Выводы биологов

"Наши результаты показывают, что эти лягушки активно используют акустические эффекты сточных канав", - констатируют исследователи. Может быть, они сами слышат, что их призывы звучат там громче, или заметили, что крики конкурентов из каналов больше впечатляют прекрасный пол. В любом случае, это первый задокументированный пример того, что животные целенаправленно применяют антропогенные структуры для оптимизации своей акустической коммуникации. Однако биологи пока не выяснили, действительно ли древесным лягушкам, квакающим в трубах, удаётся привлечь больше партнёрш и добиться эффективного успеха в размножении, пишет wissenschaft.de.

Бакланы знают, где для них открыт рыбный ресторан

Баклан в поисках корма Фото: Public Domain

Поиски пропитания могут быть утомительными. Бакланы (Morus bassanus) знают это – и умеют находить в море рыбные места. С бешеной скоростью летят они над поверхностью воды, как только замечают с воздуха косяки сельди и скумбрии. Вся стая отчаянно набрасывается в море на любимую еду. Но при всей их стремительности у этих птиц есть некоторая склонность к лени - чем больше еды, тем меньше требуется усилий.

Исследования этологов

Как выяснили учёные, проводившие исследования возле Британских островов, умным бакланам помогает отличная наблюдательность. Эти крупные птицы проводят почти всю свою жизнь в море и размножаются в больших колониях на обрывистых скалистых берегах. Они неотрывно следят за рыбачьими лодками и видят свой ресторан-поплавок за 11 километров, пишет Томас Бодей (Thomas Bodey), биолог Университета Эксетера.

Ловля рыбы бакланами

Участки лова рыбы и особенно её отходы являются излюбленным источником пищи для больших морских птиц. Поэтому группа исследователей изучила поведение бакланов в шести колониях и сравнила его с данными о движения судов в том же районе.

Множество бакланов (см. видео) устремляются к местам, где идёт лов с рыболовецких судов.

"Мы знали, что бакланы и другие морские птицы регулярно следуют за рыбачьими лодками", говорит Бодей. Но команда считала это скорее локальным явлением и была поражена, в какой степени рыболовы влияют на их поведение.

Добыча морских птиц зависит от усердия рыбаков

Так Бодей и его коллеги установили, что птицы точно различают вид лодки и ловят ли с неё рыбу или нет. Если корабли применяли, например, буксирные сети для более глубоких водоемов, бакланы переходили к своему обычному поведению при поисках корма. Другие лодки, несмотря на остановку ловли, привлекали бакланов. Вероятно, их манили обработка улова и большое количество рыбных отбросов, пишут биологи в "Current Biology".

"Влияние на морских птиц отходов рыболовства многогранно", - подводит итог Бодей. Изучение этого поможет планировать морской рыболовный промысел, удовлетворяющий экологическим требованиям.

Источник: zeit.de.

Как коала защищается от перегрева во время жары

Австралийский сумчатый медведь мало пьет и не прячется в пещерах. Для защиты от жары он прижимается к деревьям, обычно к акации.

Лето, солнце, температура выше 30 градусов. Человек в таких условиях пьет, регулирует свой теплообмен потом или освежает себя под душем. Коала приходится прибегать к более жестким методам. Сумчатые медведи (Phascolarctos cinereus) - это вид, который обходится малым количеством питьевой воды. Поэтому, когда жарит солнце, им нужно что-то, заменяющее прохладную влагу и помогающее бороться с обезвоживанием. Животные забираются на деревья, обнимают ветку или ложатся сверху - не имеет значения, главное, чтобы было дерево.

Натали Бриско (Natalie Briscoe) и её коллеги с кафедры зоологии Мельбурнского университета впервые профессионально задокументировали "механизм терморегуляции млекопитающих, живущих на деревьях". Для этого биолог оснастила в дикой природе 37 животных радиопередатчиками, зафиксировав положение их тел и местопребывание 130 других коала в зимние и летние месяцы.

Сумчатый медведь плотно обнимает ствол дерева Фото: Greg Wood/AFP/Getty Images

Климат определялся переносными метеостанциями. Как только температура поднималась выше 30 градусов по Цельсию, большинство сумчатых медведей принимали положение, позволяющее охладить как можно большую поверхность тела. Они вытягивались, хватались всеми четырьмя конечностями за нижние ветви и стволы деревьев, на которых они хорошо себя чувствовали. Животные делали так в жаркие дни вдвое чаще, чем при более мягких температурах (до 25 градусов по Цельсию).

Биологи пишут: "Это поведение в высшей степени уменьшает количество тепла, которое должно теряться при охлаждении испарением". Сумчатые медведи потеют меньше, и это хорошо, так как они они пьют мало жидкости, например, росу с листьев. Нагретый под палящим солнцем мех может отдавать дереву иногда до 68 % тепла, иначе во время длительной засухи у них могло бы наступить обезвоживание.

Стратегия такого охлаждения помогает медведю-коала справляться с жарким климатом. В неволе, чтобы держать постоянную температуру тела при 25-30 °C, они сильно потеют.

Если удобно расположиться на дереве, то можно выдержать жару! Фото: SGriffiths

Но у этих животных есть при этом ботанические пристрастия: стволы черной древесной акации (Acacia mearnsii) в среднем примерно где-то на 5 градусов прохладнее окружающей среды. Затем идут чуть более теплый эвкалипт: коала предпочитают их листья всем остальным. Однако, как только становится жарче, сумчатые медведи переходят на акации, хотя листья этих деревьев им не нравятся.

Охлаждение с помощью деревьев может иметь значение и для других животных, предполагают учёные. Чтобы остыть во время длительной жары и не потерять слишком много жидкости, обезьяны, леопарды и птицы, вероятно, ведут себя, как коала. Бриско и ее команда считают, что "прохладные стволы как жизненное пространство будут важнее" в будущем при нарастающих потоках горячего воздуха, что является еще одной причиной для уменьшения вырубки лесов, пишет zeit.de.

Глубоководные гиганты океанской бездны

Глаза гигантских кальмаров могут иметь в диаметре 30 см. Это - эволюционный результат преследования крупными морскими хищниками.

Вена - Их размер и скрытный образ жизни поражают воображение: гигантские кальмары (Architeuthis dux) распространены в глубинах океанов почти по всему миру. Длина их тела может составлять более двух метров, а вес превышать 200 кг. Живущий в области южного полюса гигантский кальмар (Mesonychoteuthis hamiltoni) весит иногда даже больше 500 кг. Науке очень медленно удается раскрывать тайны этих созданий.

Чем питаются кальмары

Испанско-итальянская научная команда исследовала пищевые привычки гигантских кальмаров. Эксперты проанализировали содержимое желудков в общей сложности семи животных. Гигантский кальмар на берегу Пиренейского полуострова - не такая уж редкость: эти были пойманы или выброшены морем только в последние годы. Учёные сравнили результаты с уже опубликованными данными кальмаров из ирландских, новозеландских и южноафриканских водоемов. Судя по всему, рыба для Architeuthis dux - самый важный ресурс питания, но великаны любят откушать и небольших каракатиц.

Интересно, что глубоководные гиганты едят небольшими кусками. У семи иберийских гигантских кальмаров длина самой большой добычи, найденной в животе, была приблизительно 34 см, а самой маленькой - примерно 12 см. Состояние пищеварительной системы делало невозможным точное измерение. В их меню, помимо другой рыбы, были путассу и хек - массовые виды длиной всего несколько десятков сантиметров. Architeuthis предпочитает охоту на стайных рыб и преследует при этом стратегию засады, считает руководитель исследований Анхель Гуерра (Ángel Guerra) из испанского института океанографии (CSIC). Активное преследование более крупных животных могло бы отнимать у гигантских кальмаров слишком много энергии.

Гигантский кальмар, фото которого сделано на берегу в Испании

Mesonychoteuthis hamiltoni, похоже, ведет себя аналогично. Хотя могучие моллюски питаются, как показало предыдущее исследование, большей частью взрослым черным хеком, их энергопотребление, по расчетам экспертов Руи Роза (Rui Rosa) и Брэда Сейбела (Brad Seibel) на удивление низкое. В глубокой ледяной воде при температурах около 1,5 °C гигантскому кальмару весом 500 кг нужно только 45 килокалорий в день, что соответствует приблизительно 30 г рыбной мякоти. Большие кальмары могут насытиться даже при не слишком удачной охоте.

Для чего гигантскому кальмару огромный размер

Однако это не раскрывает тайны гигантизма обоих видов кальмаров. Если размер не дает дополнительных преимуществ при ловле добычи и снабжении питанием, для чего тогда над ним потрудилась эволюция? Дан-Эрик Нильсон (Dan-Eric Nilsson) нашёл возможный ответ. Биолог из шведского Университета в Лунде провёл совместно с некоторыми другими исследователями анализ потенциала двух видов кальмаров и сделал удивительное открытие. У гигантов, как известно, самые большие глаза во всей фауне. Их диаметр может составлять до 30 см. Величина глаз синего кита не превышает трети этого размера.

О существовании гигантских кальмаров много легенд Иллюстрация: Corbis

Можно допустить, что глубоко под водой огромные органы зрения облегчают в темноте поиск рыбы или потенциальных партнеров, однако, для этого было бы достаточно более скромных размеров. Рыба-меч водится на таких же глубинах, как и гигантские моллюски, и глаза у неё тоже очень большие, но они несравнимы с теми, какими природа наградила кальмаров. Разгадка этой тайны, как предположил Дан-Эрик Нильсон, вероятно, состоит в противодействии самым крупным хищникам мировых океанов: кашалотам. Они охотятся на кальмаров и представляют для гигантов самую большую угрозу. Вот и могло дойти до такой "гонки вооружений".

Кальмар улавливает световые сигналы

Кашалоты определяют местонахождение своей добычи по высокочастотному сигналу, действующему как сонар. Эти морские млекопитающие могут в нескольких сотнях метров обнаруживать с его помощью даже небольших кальмаров, а затем подкрадываться к своим жертвам. Однако при этом их выдают другие живые существа. Движения плывущих китов заставляют планктон подавать световые сигналы - типичная реакция на испуг, которую, тем не менее, кальмар может обнаружить. И чем больше глаза, тем скорее, подчеркивает Нильсон. "Хитрость в том, что для распознавания чего-то очень большого, нужно очень грубое распределении пикселей". Только так можно эффективно улавливать это крошечное количество света и распознавать его по контрасту с фоном.

Глаза гигантского кальмара поражают размерами

Пиксели (элементы изображений) в глазу осьминога состоят из множества отдельных рецепторов, которые группируют полученный сигнал и по нейронному пути передают дальше в мозг. В идеале всё световое облако от приближающегося кашалота захватывается одним пикселем как единая картина вместо нескольких отдельных диффузных сигналов. По расчетам Нильсона и его коллег, гигантский кальмар может таким путём определять местонахождение своего противника на расстоянии 120 м. По-видимому, это даёт животному достаточную возможность ускользнуть.

Выводы исследователей

Следовательно, гигантский рост Architeuthis dux и Mesonychoteuthis hamiltoni был эволюционным результатом преследования китами. Размер тела позволяет развитие огромных глаз с соответствующими визуальными возможностями, а также формирование сильной мышечной системы для быстрого бегства, что представляет собой значительные преимущества эволюции.

Кашалоты определенно предпочитают больших кальмаров, говорит Нильсон, но в желудках этих китов их остатки находят редко. По-видимому, гигантским морским млекопитающим приходится чаще довольствоваться добычей меньших размеров, которую намного легче ловить, пишет derstandard.at.