Nowe badania sugerują, że nasi czworonożni towarzysze są w stanie spontanicznie przetwarzać proste informacje liczbowe i używają do tego części mózgu, która odpowiada obszarom w mózgu odpowiedzialnym za przetwarzanie liczb u ludzi.
Badania naukowców z Emory University opublikowane na łamach pisma „Biology Letters” wskazują, że zdolność przetwarzania prostych liczb może być w świecie zwierząt bardziej powszechna niż dotychczas sądzono. Sugeruje także wspólny mechanizm neuronowy, który został zachowany w ewolucji ssaków.
– Nasza praca nie tylko pokazuje, że psy, tak jak luzie, używają podobnej części mózgu do przetwarzania liczby obiektów – pokazuje także, że nie trzeba ich do tego szkolić – powiedział Gregory Berns z Emory University, współautor badań.
Zwierzęta też potrafią „liczyć”
W swoich badaniach naukowcy zastosowali funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI), by przeskanować mózgi psów. Czworonogom podczas badania pokazywano na ekranie różną liczbę kropek. W obrazowaniu uczestniczyło 11 psów różnych ras.
Wyniki badania pokazały, że w odpowiedzi na zmieniającą się liczbę kropek reagowała kora ciemieniowo-skroniowa psów. Kropki wyświetlane na ekranie miały taką samą wielkość po to, by wykazać, że to liczba kropek, a nie ich rozmiar generuje odpowiedź.
– Zrozumienie mechanizmów neuronalnych – zarówno u ludzi, jak i u innych gatunków – daje nam wgląd w to, jak ewoluowały nasze mózgi w czasie oraz jak funkcjonują teraz – zaznaczyła Stella Lourenco z Emory University, współautorka badań. Dodała, że takie spostrzeżenia, mogą pewnego dnia doprowadzić do praktycznych zastosowań, takich jak leczenie nieprawidłowości mózgu i ulepszanie systemów sztucznej inteligencji.
Przybliżone oszacowanie liczby widocznych obiektów jest cenną umiejętności i może się przydać chociażby przy szybkiej ocenie liczby drapieżników czy ilości dostępnego pożywienia. U ludzi ta zdolność występuje już w okresie niemowlęcym i zaangażowana w nią jest kora ciemieniowa. Ta podstawowa wrażliwość na informacje liczbowe nie opiera się na myśleniu abstrakcyjnym czy treningu i wydaje się, że jest szeroko rozpowszechniona w całym królestwie zwierząt.
Już wcześniejsze badania wykazały podobne zdolności u małp, jednak zwierzęta te przed badaniem były poddawane intensywnemu treningowi. Te badania nie wyjaśniały, czy zdolność przetwarzania liczb jest spontaniczna, gdyż obiekty badań przechodziły wiele prób i były nagradzane za wybór sceny z większą liczbą kropek. Badania behawioralne psów przeszkolonych w zakresie rozróżniania ilości przedmiotów wykazały, że psy również mają taką zdolność.
Zdolność przetwarzania liczb to wspólny mechanizm
Naukowcy z Emory University chcieli zagłębić się w neuronalne podstawy percepcji liczby widzianych obiektów u psów za pomocą fMRI. Berns, który bada kwestie ewolucyjne dotyczące najlepszego i najstarszego przyjaciela człowieka, jest założycielem Dog Project. W ramach projektu wyszkolono psy, by dobrowolnie wchodziły do skanera fMRI i pozostały w bezruchu podczas skanowania.
Czworonogi po wejściu do aparatury fMRI biernie przyglądały się ekranowi, na którym wyświetlano różne liczby kropek. Osiem z 11 psów wykazało większą aktywność w korze ciemieniowo-skroniowej, gdy zmieniała się liczba wyświetlanych kropek.
– Poszliśmy prosto do źródła, obserwując mózgi psów, aby bezpośrednio sprawdzić, jak zachowują się ich neurony, gdy psy oglądały różne ilości kropek. – powiedziała Lauren Aulet, główna autorka badań. – To pozwoliło nam ominąć słabości poprzednich badań behawioralnych psów i niektórych innych gatunków – dodała.
– Ludzie i psy dzieli 80 milionów lat ewolucji. Nasze wyniki dostarczają jednych z najsilniejszych jak dotąd dowodów, że zdolność do przetwarzania liczb jest wspólnym mechanizmem neuronalny, który sięga tak daleko w przeszłość – wyjaśnił Berns.
Korzystając z tej podstawowej zdolności do przetwarzania prostych liczb, człowiek z czasem rozwiną dużo bardziej skomplikowany system przede wszystkim dzięki korze przedczołowej. – Jednym z powodów, dla których jesteśmy w stanie zrozumieć rachunek różniczkowy czy algebrę, jest to, że mamy tę podstawową zdolność liczenia, którą dzielimy z innymi zwierzętami. Chciałbym dowiedzieć się, w jaki sposób rozwinęliśmy tę umiejętność i jak ona rozwija się z czasem u poszczególnych osób, zaczynając od wieku niemowlęcego – powiedziała Aulet.
Źródło: Emory University