Dwa samce wron poradziły sobie lepiej niż ludzie i małpy w klasycznym teście psychologicznym, który pozwala badać, jak mózg podejmuje decyzje na podstawie informacji wzrokowych

Wcześniejsze eksperymenty wykazały, że krukowate – rodzina ptaków obejmująca między innymi wrony, kruki, gawrony, kawki i sójki – mają niezwykłe zdolności poznawcze, które jeszcze niedawno przypisywano wyłącznie naczelnym.

Wrony brodate z Nowej Kaledonii potrafią konstruować narzędzia z kilku elementów i planować działania z trzyetapowym wyprzedzeniem. Sójki zaroślowe wykazują zdolność zapamiętywania zdarzeń przypominającą pamięć epizodyczną, a kruki są na tyle inteligentne, że potrafią zachowywać się podejrzliwie wobec innych osobników.

Teraz dwóch neurobiologów z Uniwersytetu w Tybindze w Niemczech postanowiło zbadać zdolność wron do podejmowania decyzji. Wyniki okazały się zaskakujące – ptaki pod pewnymi względami przewyższyły ludzi i inne naczelne. Badanie opublikowano w czasopiśmie Science.

Inteligencja bez kory mózgowej

Philippa Schmidbauera i Andreasa Niedera interesowało nie tylko wykazanie inteligencji wron, ale przede wszystkim zrozumienie, w jaki sposób ptaki osiągają tak wysokie zdolności poznawcze, choć ich mózgi są zbudowane zupełnie inaczej niż ludzkie. „Taka elastyczność zachowania może wydawać się zaskakująca, ponieważ ptaki nie mają warstwowej kory mózgowej, która u ssaków stanowi najważniejszy ośrodek integracji informacji” – pisał Nieder w artykule opublikowanym niemal dziesięć lat temu. Zamiast warstwowej kory mózgowej ptaki wykorzystują sieci neuronalne wykształcone w innej części kresomózgowia, zwanej płaszczem (pallium).

Ich mózgi są mniejsze od ludzkich, ale mniejsze są również tworzące je neurony. Dzięki temu impulsy nerwowe mają do pokonania krótsze odległości, a na niewielkiej przestrzeni mieści się więcej komórek zdolnych do przetwarzania informacji. Nieder wyjaśniał, że mózg krukowatych, który wyewoluował niezależnie od mózgu naczelnych, zawiera około dwukrotnie więcej neuronów niż mózg naczelnego o tej samej masie.

Ta gęsta sieć komórek nerwowych zapewnia ptakom ogromne możliwości przetwarzania informacji mimo stosunkowo niewielkich rozmiarów mózgu. Najnowsze eksperymenty pokazują, jak wydajny może być taki układ nerwowy.

Dwie wrony przed ekranem

W badaniu uczestniczyły dwa dorosłe samce wrony czarnej, które umieszczono przed ekranem dotykowym. Podczas kolejnych prób na monitorze pojawiało się wiele kropek, z których część poruszała się w jednym kierunku – w lewo lub w prawo. Zadaniem wrony było rozpoznanie kierunku ruchu i wskazanie odpowiedniego pola po właściwej stronie ekranu poprzez dotknięcie go dziobem. Za prawidłową odpowiedź ptak otrzymywał nagrodę – larwę mącznika.

Eksperyment skonstruowano tak, aby wrony mogły podejmować decyzje we własnym tempie. Miały stosunkowo dużo czasu na udzielenie odpowiedzi, ponieważ naukowcom zależało na tym, by wskazywały kierunek dopiero wtedy, gdy były pewne swojego wyboru, a nie działały wyłącznie pod presją czasu.

Przed rozpoczęciem właściwego badania każdy z ptaków przeszedł ponad sto sesji treningowych. Dzięki temu badacze mieli pewność, że wrony dobrze rozumieją zadanie. Podobny test, znany jako zadanie rozpoznawania kierunku ruchu losowo rozmieszczonych kropek, wykorzystywano już wcześniej do badania podejmowania decyzji na podstawie bodźców wzrokowych u ludzi i małp. Tym razem po raz pierwszy przeprowadzono go na wronach.

Decyzja w ułamku sekundy

Wrony podejmowały decyzje z niespotykaną wcześniej szybkością. Średni czas udzielenia odpowiedzi wynosił około 235 milisekund, czyli nieco mniej niż jedną czwartą sekundy. To niemal dwukrotnie szybciej niż w podobnych eksperymentach przeprowadzanych na ludziach i małpach. Co istotne, większa szybkość nie odbywała się kosztem dokładności. Ptaki potrafiły błyskawicznie rozpoznawać kierunek ruchu, nie popełniając przy tym więcej błędów.

Badacze postanowili więc sprawdzić, co dzieje się w mózgach wron podczas podejmowania decyzji. W tym celu wszczepili ptakom elektrody umożliwiające rejestrowanie aktywności neuronów. Umieszczono je w obszarze mózgu zwanym nidopallium caudolaterale (NCL), który uczestniczy między innymi w przetwarzaniu informacji potrzebnych do podejmowania decyzji.

Po wybudzeniu się z zabiegu wrony ponownie wykonywały zadanie z poruszającymi się kropkami. Tym razem naukowcy mogli jednocześnie obserwować aktywność 248 pojedynczych neuronów. Okazało się, że komórki nerwowe zaczynały wysyłać sygnały związane z przyszłą decyzją ptaka już 70 milisekund po rozpoczęciu ruchu kropek. Działo się to około 170 milisekund przed momentem, w którym wrona dotykała dziobem wybranego pola na ekranie. Oznacza to, że aktywność mózgu pozwalała przewidzieć decyzję zwierzęcia na długo przed jej wykonaniem.

Inny mózg, podobne mechanizmy

Dwie wrony to bardzo mała próba, dlatego na podstawie wyników nie można wyciągać daleko idących wniosków dotyczących całego gatunku. Eksperyment stanowi jednak punkt wyjścia do dalszych badań.

Zdaniem autorów wyniki sugerują, że mózg wron wykorzystuje mechanizmy przetwarzania informacji przypominające te obserwowane u naczelnych, mimo zasadniczych różnic w budowie układu nerwowego.

Jednocześnie procesy te przebiegają u badanych ptaków znacznie szybciej. Schmidbauer i Nieder przypuszczają, że wyjątkowa szybkość podejmowania decyzji może być wynikiem presji ewolucyjnej.

„Ptaki polegają na wzroku, gdy wykonują szybkie i precyzyjne manewry podczas lotu, a także kiedy kierują dzioby w stronę obiektów podczas poszukiwania pożywienia” – wyjaśnia Nieder cytowany przez Science Alert. Błyskawiczne przetwarzanie informacji wzrokowych ma więc dla nich ogromne znaczenie. Pozwala nie tylko sprawnie poruszać się w przestrzeni, ale także zdobywać pokarm i reagować na zagrożenia.

Okazuje się zatem, że ptasi móżdżek, często przywoływany jako symbol ograniczonej inteligencji, może pod pewnymi względami działać wydajniej niż mózg człowieka.

• Andreas Nieder
• czarnowron
• inteligencja zwierząt
• krukowate
• mózg ptaków
• neurony
• Philipp Schmidbauer
• podejmowanie decyzji
• Science
• wrony