Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Крысы сыграли с нейробиологами в прятки

Reinhold et al. / Science, 2019

Крыс научили играть в прятки — эксперименты показали, что животные помнили лучшие укрытия, следили за человеком, а также пищали по-разному в зависимости от фаз игры. Кроме того, нейронные корреляты процесса поиска отличались от связанных с поиском укрытия. Результаты показывают, что умение играть в игры эволюционно очень старый навык млекопитающих. Отчет об играх в прятки с крысами опубликован в журнале Science.

Игра отличается от многих других экспериментов с грызунами тем, что не приносит испытуемым немедленного вознаграждения в виде еды. Прежде были исследования, которые показывали как крысы реагируют на другие виды вознаграждения, например привычные людям игры на животных изучаются редко.

Михаэль Брехт (Michael Brecht) и его коллеги из Берлинского университета имени Гумбольдта решили выяснить, как крысы играют в прятки — ролевую игру с правилами, которые нужно запомнить, и как на процесс игры реагирует мозг животных. Они обучили шесть животных искать и прятаться.

Обучение шло в хорошо освещенной комнате площадью 30 квадратных метров. В центре комнаты стояла черная непрозрачная клетка с крышкой, которую можно было открыть, дернув за веревку. По комнате были расставлены укрытия — черные и прозрачные ящики, картонные коробки или просто картонки.

Научить крыс поиску было несложно. Нейробиолог сажал крысу в клетку, а затем прятался за каким-нибудь предметом, например за картонной коробкой, и на расстоянии открывал клетку, дернув за веревку. Крыса должна была найти человека, и когда наконец находила (то есть оказывалась в 40 сантиметрах от него и устанавливала зрительный контакт) то получала награду в виде поглаживаний и почесываний.

Научить крысу прятаться было сложнее. Зверя выпускали из клетки, сидя рядом с ней, и ждали, пока она отойдет от человека, тогда ее гладили. Затем с ней играли только если она скрылась из виду за какой-нибудь картонкой или в другой коробке.

На все обучение ушло около двух недель, а затем с крысами стали играть. Выяснилось, что когда во́дой был человек, крысы быстро перестали прятаться в прозрачных ящиках, и постепенно перешли к темным коробкам, а к концу эксперимента предпочитали листы картона. Когда водили крысы, предпочтений не было, они оббегали все укрытия в поисках ученого.

Когда водила крыса, было три типа протоколов. В первом, «случайном поиске», человек прятался каждый раз за новым укрытием. Во втором, «визуальном поиске», человек прятался не закрывая клетку с крысой. А в третьем он пять раз прятался в одном и том же месте. В результате стало понятно, что крыса следит за человеком, если есть возможность, и сразу бежит к нему, когда он спрятался у нее на глазах. Кроме того, если человек прячется всегда в одном и том же месте, она тратит время на его поиски только в первый раз, а затем бежит к нему безошибочно.

Ученые записали вокализации крыс, и выяснили, что крысы пищат по-разному в зависимости от того, прячутся они или ищут, и от стадии каждой игры. Когда была их очередь прятаться, они пищали громче всего, вылезая из клетки, но затихали, спрятавшись, и помалкивали, когда находили их. Если искали они, то пищали в целом тише, но тоже громче всего, когда выскакивали из клетки. При этом они еще и громко пищали, когда находили человека.

Ученые использовали пять животных, чтобы найти нейронные корреляты игры в прятки. Они вживили в мозг крыс электроды и считывали активность нейронов. Оказалось, что паттерны активности нейронов в префронтальной коре очень отличались у крыс, когда они прятались или искали. И внутри этих типов игры были отличия для разных их фаз. А нейроны в инфралимбической коре активировались только тогда, когда крысу сажали в клетку перед тем, как выпустить, чтобы она искала человека. Если крысе предстояло прятаться самой, нейроны не включались. Ученые сделали вывод, что крыса видит разницу между тем, когда нужно прятаться и когда нужно искать самой, что подтверждают предыдущие исследования, которые связали игры с префронтальной корой.

Сложно сказать, была ли вся эта активность крыс игрой, или они просто выполняли задания, чтобы получить поглаживания. Авторы работы считают, что все же это была именно игра, то есть зверьки получали удовольствие от процесса, понимали правила и отличали свои роли. В подтверждение этой гипотезы ученые приводят следующие доводы: во-первых, крысы выглядели веселыми. Они скакали, когда находили экспериментатора, дразнили его, подглядывали из укрытия и громко пищали. Во-вторых, они целенаправленно выбирали лучшие укрытия из возможных — черные коробки и картонки, предпочитая их прозрачным коробкам. Если бы они просто работали за вознаграждение, то прятались бы в прозрачных коробках, чтобы их нашли скорее. В-третьих, они молчали, находясь в укрытии. В четвертых, они убегали, когда их отыскивали, и перебегали в новое место, таким образом откладывая вознаграждение. И наконец, после 20 игр крысы уставали. В экспериментах с вознаграждениями они ведут себя иначе, без устали выполняя задания. Правда, ученые признают, что это косвенные доказательства, и нужно продолжать работу, чтобы разобраться в игровом поведении крыс.


Ученые предположили, что игровое поведение может быть очень древним, если оно свойственно не только людям и другим приматам. Авторы работы считают, что новый вид испытаний грызунов можно использовать в исследованиях по поведению крыс, выходящих за рамки уже привычных тестов с рычагами и едой в виде награды.

Ранее мы писали о том, как ученые обнаружили у крыс нейронные корреляты щекотки. Для этого пришлось щекотать крыс в разных частях тела и записывать их писк. Судя по писку, сильнее всего крысы реагировали на щекотку живота.

Максим Абдулаев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.