Биология

Биологи показали, как в мозге формируются умозаключения

Diogo Matias

Ученые «Центра исследования неизвестного» фонда Шампалимо разработали эксперимент, который проливает свет на формирование умозаключений в мозге животных, в том числе и человека. Его результаты были описаны в статье, опубликованной в журнале Neuron.

Иногда мы поражаемся, как некоторые люди могут очень хорошо «читать между строк». Считается, что это определяется конкретными особенностями каждого индивида, но способность делать умозаключения свойственна нам всем в той или иной мере. Мы каждый день используем ее, делая выводы на основе каких-либо косвенных фактов. Но как этот процесс происходит в мозге, до сих пор остается загадкой для ученых.

Чтобы узнать это, исследователи давно пытались разработать эксперимент, позволяющий однозначно выяснить детали процесса создания умозаключений. Для этого они использовали грызунов и проводили на них различные поведенческие тесты, которые, однако, терпели неудачу и ничего не показывали.

Теперь португальским ученым удалось провести такой эксперимент. От предыдущих попыток экспериментально показать процесс формирования умозаключений новый метод отличает то, что он учитывает природу сознания мышей. Вместо навязывания условий, в которых мыши должны были бы вести себя как «маленькие люди», ученые решили создать задачу, которая будет более естественна для мыши, опираясь на ее врожденные навыки добывания пищи.

В эксперименте мышам пришлось использовать умозаключение, чтобы обнаружить местоположение воды. Вода могла в любой момент оказаться доступной в одном из двух водосточных желобов. Расположение награды контролировалось двумя независимыми переменными, обе из которых были неизвестны мышам. Первой переменной была вероятность получения воды при открытом желобе, ведь даже при открытом состоянии он мог не давать воду. Второй переменной было переключение места расположения награды — то есть желоба, по которому потечет вода. Она переключалась по определенному принципу, который мышам предстояло выяснить.

Таким образом, грызунам предстояло совместить в своей голове все факты и оптимизировать поведение, чтобы получить воду с как можно меньшей задержкой во времени. Условия эксперимента можно было менять, так что ученые смогли проверить сообразительность мышей более полно. К удивлению ученых, животные быстро поняли, как работает вся система — они адаптировались к эксперименту за несколько сеансов. Удивительно это было потому, что обычно эти грызуны ведут себя совершенно другим образом. Например, они не стояли долго у неактивного в данный момент желоба, который в прошлом принес много воды, если знали, что вода, скорее всего, потечет в другой желоб.

Тогда исследователи решили проверить свои догадки на людях. В человеческой версии испытуемые играли в видеоигру, в которой скрытой информацией было местоположение монстра, прятавшегося за дверью. Цель состояла в том, чтобы ударить монстра, бросая камни. Точно так же, как мыши, испытуемые должны были вычислить два набора переменных: вероятность того, что они смогут ударить монстра, когда он находится в правильном месте, и вероятность смены его местоположения. Результаты показали, что мыши и люди решают эту задачу удивительно схожим образом.

Команда намерена использовать человеческий и мышиный варианты задачи в качестве инструмента для изучения нейронных механизмов, лежащих в основе этого мыслительного процесса. Они уже зафиксировали, что при решении проблемы активируется область мозга, называемая орбитофронтальной корой, которая отвечает за принятие решений. Теперь ученые намерены узнать конкретные механизмы создания умозаключений.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.