В возрасте четырех месяцев, к тому моменту, когда вороны начинают активно осваивать окружающую среду, уровень их когнитивного развития схож с уровнем шимпанзе и орангутана в возрасте 10 лет. Вороны так же хорошо, как и приматы, определяют количественные соотношения и отличаются развитыми социальными навыками, но при этом уступают приматам в способности устанавливать причинно-следственные связи и хуже ориентируются в пространственных отношениях между объектами. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Чтобы понять, как интеллект развивался в ходе эволюции, исследователи изучают когнитивные способности различных видов животных и сравнивают их друг с другом. Наибольший интерес исследователей всегда вызывали человекообразные обезьяны и сравнение их поведения с поведением человеческих детей. Для этого даже разработали специальный набор тестов Primate Cognition Test Battery (PCTB), который оценивает способность манипулировать неодушевленными предметами, устанавливать пространственные, временные и причинно-следственные связи между объектами, а также умение сотрудничать и обращаться за помощью к сородичам и человеку.
Результаты подобных тестов показали, что дети в возрасте двух с половиной лет и шимпанзе и орангутаны в возрасте 10 лет схожим образом взаимодействуют с физическими объектами, но дети превосходят обезьян в социальных навыках. А вот способности других животных, в частности, птиц изучены мало, хотя неоднократно отмечалось, что некоторые птицы, например врановые, демонстрируют высокие когнитивные способности.
Ученые под руководством Симоны Пика (Simone Pika) из Оснабрюкского университета адаптировали ранее разработанный PCTB для изучения поведения врановых и назвали методику Corvid Cognition Test Battery (CCTB). С ее помощью они протестировали когнитивные навыки у восьми воронов и сравнили их с предыдущими данными, полученными при изучении человекообразных обезьян. Воронов тестировали в возрасте четырех, восьми, двенадцати и шестнадцати месяцев.
Точно также, как и PCTB, CCTB состоит из двух частей: взаимодействие с неодушевленными объектами и социальные навыки. В первой части вороны искали угощение, которое экспериментатор прятал под чашками. Птицы должны были запомнить, под какие чашки спрятана еда, как и куда смещаются чашки с угощением. Так оценивалась память, понимание того, что объект продолжает существовать, когда не находится в поле зрения, и понимание пространственных отношений.
В некоторых испытаниях вороны не видели, куда экспериментатор прячет арахис, и должны были определить его по звуку, который воспроизводится, если экспериментатор трясет чашку с орехом, а в следующий раз экспериментатор тряс пустую чашку, и птица должна была догадаться, что орех спрятан под другой чашкой. Это позволило понять, могут ли птицы устанавливать причинно-следственные связи.
Также исследователи тестировали способность воронов воспринимать количество: птицы должны были выбрать тарелку, на которой было больше кусочков пищи или ту, на которой становилось больше пищи, когда экспериментатор подсыпал угощение дополнительно. Затем ученые тестировали способность различать формы, для этого еда помещалась под картонку или ткань, и ворон должен был найти угощение по наклону картонки или по изгибу ткани. Последним в этом блоке оценивалось умение использовать предметы в качестве инструментов, с помощью которых можно было получить еду, а также способность отличить такой инструмент от бесполезного в этом деле предмета.
Во второй части оценивались социальные навыки воронов. Первый — умение обучаться, наблюдая за человеком: ворон учился добывать приманку, повторяя действия экспериментатора. Ученые отслеживали, может ли ворон использовать сигналы общения при поиске приманки, в частности, смогут ли птицы найти спрятанное угощение по подсказкам от человека: по направлению взгляда человека, указывающему жесту или по карточке с изображением еды, которую экспериментатор держал над местом с приманкой.
Также ученые смотрели, сможет ли ворон жестом указать экспериментатору на недоступную птице чашку с едой, чтобы человек помог получить угощение. И последним в этом блоке было испытание умения птицы поддерживать зрительный контакт с человеком. Для этого экспериментатор садился спиной или лицом к ворону, звал его по имени и предлагал угощение, но не отдавал птице, пока та не начнет следить за взглядом человека в течение 10 секунд.
Уровень когнитивных способностей воронов не менялся на протяжении всего времени наблюдения за ними (p = 0,660), а также не зависел от пола птицы (p = 0,660). Такую высокую скорость развития когнитивных навыков и достижение высоких когнитивных способностей к возрасту всего четырех месяцев авторы объясняют тем, что в этом возрасте вороны становятся все более независимыми от своих родителей и начинают открывать для себя окружающую среду обитания.
По сравнению с шимпанзе и орангутанами у воронов были хуже развиты пространственные навыки, а также птицы уступали приматам в способности устанавливать причинно-следственные связи (p < 0,05). Зато с задачами на определение количества объектов вороны справились наравне с обезьянами (p > 0,05), и также вороны не уступали приматам по уровню развития социальных навыков (p = 0,244).
Авторы заключили, что вороны обладают высокоразвитыми когнитивными способностями, схожими с способностями приматов. Авторы предположили, что вороны развили эти навыки в ответ на жизнь в постоянно меняющейся среде, где выживание и размножение зависят от сотрудничества и союзов между воронами. Однако авторы предупреждают, что поведение изученных воронов может не быть показательно для данного вида в целом.
Еще одной стороной изучения эволюционного развития интеллекта является сравнение строения мозга у различных видов животных. И по этому критерию птицы не уступают млекопитающим: как показали немецкие ученые, анатомическое строение паллиума птиц схоже с строением коры головного мозга млекопитающих.
Екатерина Рощина
Это левая и правая вентромедиальная префронтальная кора
Исследователи из Великобритании, Германии, Ирландии, Китая, США и Франции пришли к выводу, что инициация курения табака у подростков связана с дефицитом серого вещества в вентромедиальной префронтальной коре левого полушария мозга, а закрепление пристрастия к нему — с аналогичным явлением в правом полушарии. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Communications. Употребление никотина, особенно в форме табакокурения, представляет собой самую распространенную форму зависимого (аддиктивного) поведения и ведущую причину смертности взрослых в мире. По оценкам, к 2030 году с ним будет связано более восьми миллионов смертей ежегодно. Курение табака в детстве связано с психическими заболеваниями и ухудшением когнитивных функций, что может быть связано с его влиянием на развитие мозга. Большая часть постоянных курильщиков приобретает зависимость от никотина в возрасте до 18 лет, и именно ее преодолеть сложнее всего. Таким образом, недоформированная зависимость у подростков может служить потенциальной мишенью для эффективной терапии, но для этого необходимо понимать биологические механизмы начала курения и закрепления пристрастия к табаку. Тревор Роббинс (Trevor Robbins) и Цзяньфэн Фэн (Jianfeng Feng), аффилированные с Университетом Фудань, Кембриджским и Уорикским университетами, и их коллеги включили в работу 807 участников (55 процентов женского пола) проспективного мультицентрового лонгитюдного исследования здоровых подростков IMAGEN из Великобритании, Германии, Ирландии и Франции. В возрасте 14, 19 и 23 лет их опрашивали на предмет табакокурения (хотя бы раз пробовавших относили к курильщикам) и выполняли им МРТ мозга с повоксельным картированием. Также они заполняли опросники по темпераменту и характеру (TCI-R) и личностной склонности к употреблению веществ (SURPS), а также проходили ряд тестов на физическое, психическое и когнитивное развитие. 181 участник пробовал курить табак до 14 лет, из них 87 — однажды или дважды. 166 из этих 181 продолжали курить к 19 годам, причем с возрастающей частотой. К этому возрасту попробовали табак еще 366 добровольцев, остальные 260 вошли в контрольную группу. Лишь 11 и 58 участников соответственно курили в возрасте 14 и 19 лет ежедневно. Тем не менее, 134 из 181 и 280 из 366 в этих возрастах сообщили о курении в течение 30 дней, предшествовавших опросу. Данные по 23-летнему возрасту использовали для валидации. Выяснилось, что объем серого вещества в левой вентромедиальной префронтальной коре (вмПФК) в 14-летнем возрасте значимо ниже у тех, кто попробовал табак и в 14, и в 19 лет. И у тех, и у других наблюдалось ускоренное снижение объема серого вещества в правой вмПФК, причем те, кто начал курить между 14 и 19 годами, по этому объему в 14 лет не отличались от некурящих. В 23 года ускоренная потеря серого вещества в правой ВМПФК присутствовала у тех, кто продолжал курить, то есть она начиналась после знакомства с табаком и, вероятно, связана с его влиянием. При этом снижение объема левой вмПФК было связано с поиском новизны, несобранностью и склонностью нарушать правила (по TCI-R), а правой вмПФК — с поиском острых ощущений (по SURPS). Проведя дополнительный лонгитюдный анализ и менделевскую рандомизацию, авторы работы заключили, что снижение объема левой вмПФК может быть наследственным фактором снижения когнитивных функций и, как следствие, поведенческой расторможенности, повышающей риск начала табакокурения в младшем возрасте. В ходе формирования зависимости уменьшается объем правой вмПФК, что снижает контроль восприятия и управления желаниями под влиянием гедонической мотивации. Подобная концепция помогает понять нейробиологические и поведенческие механизмы инициации и поддержания аддиктивного поведения у подростков, а значить, помочь в разработке мер его профилактики и лечения, считают исследователи. Ранее злоупотребление табаком и алкоголем, как и другие формы рискованного поведения у подростков связывали с внешним локусом контроля (стремлением человека искать объяснения происходящему с собой в окружающей среде) и даже обычным недосыпом. Также было показано, что химический анализ волос и конфиденциальный опрос выявляют примерно одинаковую долю подростков, употребляющих алкоголь, никотин и другие психоактивные вещества. Однако результаты этих методов практически не совпадают, так что, если их суммировать, эта доля почти удвоится.