Утят научили жить в параллельных реальностях

Ученые из Оксфордского университета показали, что у утят сильно замедлен обмен информацией между полушариями мозга. Из-за этого визуальная информация, усвоенная одним глазом, не распознается другим глазом. При этом различия в информации, усвоенной разными глазами, вызывают у утят внутренний конфликт. Статья опубликована в журнале Animal Behaviour.

Плацентарные млекопитающие отличаются от всех остальных позвоночных животных тем, что у них происходит обмен зрительной информацией между полушариями мозга, то есть информация, поступающая от одного глаза, поступает сразу в оба полушария мозга. Такой интерокулярный обмен осуществляется через мозолистое тело, которое отсутствует у всех остальных позвоночных. У сумчатых и однопроходных млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб обмен информацией происходит по более сложным анатомическим «маршрутам» и поэтому ограничен и занимает больше времени. Так, в экспериментах на синицах ранее было показано, что информация, полученная одним глазом, становится доступна для другого глаза не раньше, чем в промежутке от 3 до 24 часов после получения этой информации. Авторы данной статьи решили выяснить, как происходит интерокулярный обмен у домашних уток (Anas platyrhynchos domestica) в первые три часа после получения зрительной информации.

У новорожденных утят (и других птиц) сразу после рождения развивается «реакция следования», которая заключается в том, что птенцы следуют повсюду за своими родителями. Формирование такой реакции следования происходит в процессе импринтинга, или запечатления — формы обучения, при которой в определенный критический период (обычно в раннем возрасте) в памяти фиксируются признаки некоторого объекта — например, родителя. Феномен импринтинга стал известен благодаря работам этолога Конрада Лоренца. Он показал, что новорожденные гусята и утята «импринтируются» не только на родителей, но и на любой движущийся объект, который они видят в критический период — первые сутки после вылупления. Например, у птенцов развивался импринтинг на резиновые сапоги Лоренца, после чего они всюду следовали за ними точно так же, как следовали бы за своей мамой.

Авторы использовали явление импринтинга у утят для изучения процесса обмена информацией между полушариями. В первом эксперименте новорожденным утятам завязывали один глаз и показывали им одну из двух резиновых уточек — красную или синюю. У утят на эту уточку развивался импринтинг. После этого (в течение 3 часов) ученые предлагали утятам на выбор обе уточки — «правильную», которую они запомнили в процессе импринтинга, и «неправильную» — и смотрели, за какой из них они будут следовать. В эксперименте использовалось три тестовых варианта. В первом тесте у утят были открыты оба глаза, во втором тесте — только только тот глаз, которым они исходно смотрели на уточку, а в третьем — только противоположный глаз.

Оказалось, что и в первом, и во втором тестах утята выбирали «правильную» уточку и следовали за ней. Однако в третьем тесте, когда тот глаз, которым они «запомнили» уточку, был закрыт, утята не могли сделать выбор и следовали то за одной, то за другой уточкой.

Во втором эксперименте ученые решили усложнить утятам задачу и, завязывая им поочередно разные глаза, импринтировали их на разных уточек для каждого глаза (например, левый глаз запоминал синюю уточку, а правый — красную). После этого авторы проводили такие же тесты, как и в первом эксперименте. Оказалось, что когда у утят был открыт только один глаз, они выбирали «правильную» для него уточку: синюю для левого глаза и красную для правого. Правда, делали они это менее уверенно, чем в первом эксперименте. Когда же у утят были открыты оба глаза, они снова не могли сделать выбор и следовали за обеими уточками поочередно. По мнению ученых, это говорит о том, что противоречащая другу другу информация от разных полушарий вызывала внутренний конфликт, что в итоге приводило к ее взаимной нейтрализации.

Результаты говорят о том, что в течение, по меньшей мере, 3 часов после получения зрительной информации она остается доступной только одному полушарию — тому, которое отвечает за глаз, получивший эту информацию. Иными словами, в течение нескольких часов утята могут «знать» что-то одним глазом — и «не знать» вторым. Для плацентарных млекопитающих, в том числе для человека, такая ситуация кажется совершенно невозможной. Однако у птиц и большинства других позвоночных это, судя по всему, происходит постоянно, особенно у тех видов, у которых глаза расположены латерально (по бокам головы). При этом, когда птица видит что-то двумя глазами одновременно, она ведет себя как «обычное» плацентарное животное, поскольку информация поступает сразу в оба полушария.

Полушария мозга у птиц в целом работают гораздо более автономно, чем у человека и других млекопитающих. Так, недавно ученые показали, что фрегаты способны спать на лету как обоими полушариями мозга, так и каждым попеременно. Также к такому однополушарному сну способны китообразные и некоторые рептилии.

Софья Долотовская