Обучение крыс игре в прятки позволило учёным получить новые знания о естественном поведении животных. Однако, помимо этого, оказалось, что играть весело — как исследователям, так и животным.
Анника Райнхольд (Annika Reinhold) говорит, что ей нравится играть с животными (у неё дома две кошки) и «выкидывать такие номера, каких раньше никто не выкидывал». Когда понадобился тот, кто может научить крыс играть в прятки, она, естественно, стала одним из кандидатов.
Но разумно ли обучать крыс прятаться? Разумно, ибо для этого есть веские основания. Традиционно, исследуя животных, нейробиологи решают вопросы управления и выработки условных рефлексов, то есть обучают животных в тщательно выстроенных условиях выполнять конкретные задачи, получая в качестве награды вкусную пищу. Однако такие исследования не очень-то подходят для нейробиологического изучения игры, которая повсеместно встречается у людей, имеет широкое распространение в мире животных и противоположна управлению и выработке рефлексов. Играть — значит вести себя непринуждённо и весело. А как воспроизвести это в лаборатории?
Просмотр видео с домашними животными и их владельцами на YouTube привёл Михаэля Брехта (Michael Brecht), нейробиолога Берлинского университета имени Гумбольдта (Humboldt-Universität zu Berlin), к идее использовать в научных целях игру в прятки. Этим воспользовалась работавшая в его лаборатории магистрантка Райнхольд. Она знала, что крысы общительны, умны и игривы, что они могут гоняться друг за другом, буянить и драться, как дети. Так что играть с ней они, возможно, будут. «Я взялась за это дело с изрядной долей оптимизма», — вспоминает Райнхольд.
Она начала с того, что дала шести крысам-подросткам время освоиться в комнате площадью 300 квадратных футов, уставленной ящиками и барьерами, за которыми они (или Райнхольд) могли прятаться. Попутно она приучала животных к себе, поглаживая, пытаясь ловить руками и щекоча.
Через месяц Райнхольд научила их искать. Она поместила их в открытую коробку и ушла в другую часть комнаты. Тех животных, которые подбегали к ней, она награждала щекоткой. Сначала Райнхольд стояла на открытом месте, но, как только крысы повадились подбегать к ней, стала постепенно усложнять задачу, прячась на их глазах — частично, затем полностью — и, наконец, прячась, пока грызуны не вылезли из закрытого ящика. Сходным образом, чтобы научить их прятаться, она сначала вознаграждала их за то, что они покидали свой ящик, затем за то, что перебегали в другое место, и, наконец, за то, что находили, где спрятаться, и оставались в своём укрытии. Важно отметить, что Райнхольд никогда не давала крысам классические вознаграждения — такие как вода или еда. Она потчевала их только щекоткой и другими формами общения.
Все шесть крыс научились искать, а пятеро ещё и прятаться. Они хорошо усвоили правила игры и, играя, применяли стратегию. Поиском они занимались систематически, начиная с уже знакомых им укрытий. Прячась, они предпочитали прозрачным коробкам непрозрачные и старались сидеть тихо. Кроме того, они гибко переключались с одной роли на другую, смекнув, что закрытая стартовая коробка — это сигнал «искать», а открытая — «прятаться».
Крысы изучили игру всего за пару недель, что, по словам Хуана Игнасио Сангинетти-Шека (Juan Ignacio Sanguinetti-Scheck), который тоже участвовал в данном исследовании, «весьма впечатляющий нейробиологический результат». «Чтобы животные, даже обезьяны, научились выполнять задания, — отметил он, — могут потребоваться месяцы, но, как правило, мы пытаемся учить их применять джойстики или делать такие вещи, какие для их обычной жизни не нужны». Напротив, игра в прятки требует прятаться, искать сверстников и переключаться с одной роли на другую, то есть опирается на формы поведения, которые необходимы в крысиной жизни и, кроме того, часто встречаются в крысиных играх. Сейчас видно, что найдена идеальная игра для того, чтобы её равноправными участниками могли быть два очень разных вида живых существ. «Это умный и инновационный подход, — считает Гордон Бургхардт (Gordon Burghardt) из Университета Теннесси (University of Tennessee). — Многие животные устраивают игры с другими видами, играют в «ку-ку», перетягивание каната и пятнашки, но, сдаётся мне, в данном случае — что очень неожиданно — игра представляет собой целый комплекс разнородных элементов».
Почему крысы включились в игру? Возможно, их привлекли щекотка и другие формы социального поощрения. В конце концов, уже два десятилетия учёным известно, что крысы любят, когда их щекочут, и реагируют на это ультразвуковым щебетаньем, которое можно сравнить со смехом. Однако Райнхольд обнаружила, что найденные в укрытии крысы часто сразу же убегали перепрятаться, предпочитая отсрочить получение своей награды, чтобы продлить игру. «Это выглядело весьма игриво», — говорит она.
По мнению Райнхольд и её коллег, крысы играли в прятки не столько ради наград, сколько ради самой игры. Они играли, потому что им было весело. Для начала отметим, что, как пишут исследователи, «животные выглядели весёлыми». И это — фраза из научной статьи! Необычно, но здорово. Завидев пришедшую, чтобы играть с ними, Райнхольд, крысы в неистовом восторге подпрыгивали на месте — форма поведения с умилительным названием freudensprung, или «радостные прыжки». Они ещё и дразнили Райнхольд, неоднократно подбегая и убегая.
Кроме того, поведение этих крыс резко отличалось от поведения грызунов, участвующих в обычных исследованиях с обычными формами вознаграждения. Когда при выработке у крыс условного рефлекса их вознаграждают пищей, они обычно молчат и могут без устали сотни раз выполнять одно и то же задание. Грызуны Райнхольд жаждали поиграть, они были очень болтливыми, чрезвычайно активными и в изнеможении валились с ног по окончании каждой серии игр. «В нейробиологии редко можно увидеть крыс, которые так увлечены выполнением какого-то задания, — отмечает Сангинетти-Шек. — Я никогда не видел, чтобы какая-то лабораторная крыса так много бегала». Отрадно и вместе с тем печально видеть, какие крысы на самом деле, как только им дозволили быть крысами.
У многих из нас крысы, играющие ради собственного развлечения, вызывают удивление лишь потому, что долгое время наука, боясь обвинений в антропоморфизме, категорически отрицала наличие у животных человеческих эмоций. Конечно, у видов, отличающихся от нашего, порой действительно явно меньше, чем у нас, умственных способностей, и, если судить объективно, это разумная точка зрения. Однако «важно также не быть болванами, игнорируя тот факт, что у нас и животных много общего», подчёркивает Сангинетти-Шек.
«Крысы-подростки относятся к числу самых игривых млекопитающих, — утверждает Линда Шарп (Lynda Sharpe) из Австралийского национального университета (Australian National University). — Хотя владельцев домашних крыс результаты этого исследования не удивят, оно представляет научную ценность, ибо демонстрирует когнитивную сложность игр у данного вида». Действительно, с помощью игры в прятки можно выяснить реальный уровень крысиных умственных способностей. Например, переходя с одной роли на другую, не принимают ли крысы точку зрения своего партнёра-человека, проявляя тем самым понимание чужого сознания — такое понимание, какое в науке носит название «теории разума» (theory of mind)?
Команда исследователей взялась анализировать работу головного мозга крыс во время их игры, вживляя беспроводные электроды в медиальную префронтальную кору (mPFC) — область мозга, связанную с принятием решений, социальными взаимодействиями и (по крайней мере, у людей) теорией разума. Анализ показал, что отдельные нейроны mPFC крыс «выстреливают» в очень специфические моменты игры. Например, один из нейронов выстреливал только тогда, когда перед тем, как броситься искать, животное попадало в закрытую стартовую коробку. Следя за активностью этой нервной клетки, Сангинетти-Шек мог подсчитать, не наблюдая за игрой Райнхольд и крысы, сколько сыграно раундов. «Крыса активна на протяжении всей игры, и некоторые раунды могут быть очень короткими, а некоторые — очень длинными, — говорит он, — но это не влияет на реакцию [нейронов mPFC] на конкретные события».
Непонятно, что это значит или как конкретно функционирует данная область мозга. Однако такие исследования, как регистрация мозговых импульсов крыс, играющих в увлекательную для них игру, могут содействовать в поиске ответа. «Многое из того, что интересует нейробиологию в крысином поведении, кажется невероятным, например, принятие решений», — говорит Сангинетти-Шек. Как животное решает, где ему лучше искать или спрятаться? А что происходит, когда оно удивлено? Что происходит в его мозгу, когда оно, думая, что знает, где находится Райнхольд, не находит её в этом месте? «Есть много вопросов, за изучение которых можно теперь взяться благодаря игре в прятки», — считает Сангинетти-Шек.
Автор: Эд Йонг (Ed Yong), Перевод: Александр Горлов