Макаки сложили цифры в двух рукавах лабиринта и выбрали оптимальный маршрут

Исследователи из США научили макак перемещаться по компьютерному лабиринту, два рукава которого содержали одну или две цифры, обозначающие количество гранул еды, которые получат обезьяны, когда доберутся до них. Во время некоторых тестов макакам-резусам нужно было учитывать расстояние до цифр, поскольку от этого зависела задержка вознаграждения. В большинстве случаев макаки выбирали тот рукав лабиринта, который принесет им больше лакомства — и иногда были готовы подождать. Это говорит о том, что макаки способны суммировать значения изученных символов, а также учитывать задержку вознаграждения, чтобы выбрать оптимальный маршрут. Исследование опубликовано в Animal Cognition.

Многие животные, включая насекомых, имеют некоторые представления о количестве объектов и могут сравнивать множества точек или фигур, выбирая большее или меньшее, а иногда и совершать операции: так, научить прибавлять и отнимать единицу можно научить даже рыб и пчел. А некоторые приматы и птицы способны научиться сопоставлять числовые символы (1, 2, 3 и так далее) с каким-то количеством или объемом, и затем сравнивать, а иногда даже складывать и вычитать их. Ранее ученые выяснили, что макаки-резусы действительно понимают приблизительные количества, которым соответствуют определенные числовые символы, а не просто запоминают, какие из них больше, а какие меньше.

В новом исследовании Элизабет Хаселтин (Elizabeth L. Haseltine) и Майкл Беран (Michael J. Beran) из Университета Джорджии решили проверить, будут ли макаки-резусы (Macaca mulatta) суммировать известные им цифры, чтобы максимизировать вознаграждение за путешествие по виртуальному лабиринту, и станут ли они при этом учитывать задержку этого вознаграждения. Обезьяны должны были с помощью джойстика выбрать один из двух рукавов и провести по нему курсор. В каждом рукаве была одна или две цифры от 1 до 5 — они обозначали количество гранул с банановым вкусом, которые получит обезьяна, когда курсор окажется на этой цифре. Если обезьяна заходила в один из рукавов, повернуть назад она уже не могла.

Макаки быстро научились выбирать рукав с цифрой вместо пустого рукава — в этом случае они получали обозначенное количество гранул и вознаграждались еще раз, когда добирались до конца лабиринта. На втором этапе обучения цифры были уже в каждом рукаве лабиринта на одинаковом расстоянии от начала — и макакам нужно было выбрать большую. Чтобы научиться делать это без ошибок, макакам потребовалось от 199 до 746 попыток.

Далее ученые перешли к тестированию: теперь макаки получали вознаграждение только когда курсор касался любой из цифр, и не получали дополнительной награды в конце лабиринта. Пока в каждом рукаве было по одной цифре, макаки выбирали рукав с большей цифрой в 68–96 процентах случаев — и не важно, на каком расстоянии от начала рукава она располагалась. Реже всего они ошибались, когда разница между двумя цифрами была большой (1 против 4 или 5, или 2 против 5).

Когда в каждом рукаве стало по две цифры, задача усложнилась: теперь, чтобы выбрать оптимальный маршрут, обезьянам нужно было сложить цифры в каждом рукаве и сравнить полученные суммы. Лучше всего животные справлялись с заданием, если в рукаве с большей суммой цифр первая цифра также была больше (например, 5 + 1 против 1 + 4): в таком случае они выбирали нужный рукав в 80–90 процентах случаев. Также макаки чаще выбирали рукав с большей суммой, если первые цифры в рукаве были одинаковыми, а вторые различались (2 + 3 против 2 + 4) — или наоборот (2 + 3 против 4 + 3). Неоптимальный маршрут, то есть рукав с меньшей суммой, макаки выбирали чаще лишь тогда, когда первая цифра в нем была больше, чем в соседнем рукаве (4 + 1 против 3 + 4) — по всей видимости, в таких случаях первая большая цифра сбивала их с толку.

Затем макакам предлагалась выбирать между рукавом с одной цифрой (она могла располагаться в начале или в конце рукава) и рукавом с двумя одинаковыми цифрами. Здесь обезьяны чаще всего выбирали тот рукав, в котором была большая цифра или большая сумма. В случае, когда суммы в двух рукавах были равны (например, 4 против 2 + 2), обезьяны вели себя очень разумно: выбирали рукав с большей цифрой, если она располагалась в начале, но если она была в конце — предпочитали соседний рукав. Это позволяло им получить лакомство максимально быстро. Однако если в начале одного рукава располагалась большая цифра, а в другом две меньшие, которые в сумме обеспечивали большее вознаграждение (5 или 4 против 3 + 3), макаки чаще выбирали первый, то есть неоптимальный маршрут. Если же при аналогичных условиях единственная цифра располагалась в конце рукава, обезьяны выбирали рукав с двумя цифрами.

Исследователи пришли к выводу, что макаки-резусы способны складывать цифры (значения которых они связывают с тем или иным количеством пищи), а также сравнивать абсолютные значения отдельных цифр и их сумм и учитывать задержку вознаграждения. Однако в некоторых случаях они совершают неоптимальный выбор, ориентируясь на первую цифру в рукаве или на единственную большую цифру. В то же время такой выбор может указывать на то, что макаки просто хотят получить вознаграждение поскорее — даже если оно в итоге окажется немного меньше.

Недавно ученые выяснили, что рыбы-клоуны могут подсчитывать количество полос на телах других рыб — во всяком случае они чаще атаковали рыб с тем же количеством полос, что и у них. Исследователи связали это с внутривидовой конкуренцией.