Вороны приобрели навык, ранее считавшийся исключительно человеческим

Вороны являются одними из самых умных существ в животном мире. Они способны принимать решения, основанные на определенных правилах, создавать и использовать инструменты. Они также проявляют врожденное чувство того, что такое число. Теперь исследователи обнаружили, что эти птицы способны понимать рекурсию (процесс встраивания структур в другие, подобные структуры речи), что долгое время считалось уникальной способностью человека.

• Ученые предлагают привлекать котов для расследования преступлений

Детали

Рекурсия является ключевым свойством речи. Она позволяет нам строить развернутые предложения из простых. Возьмем предложение: "Слон, позади которого появилась мышь, испугался". Здесь предложение "сзади появилась мышь" встроено в предложение "слон испугался".

Десятилетиями психологи считали, что рекурсия свойственна только людям. Некоторые ученые называли это ключевой особенностью, отличавшей человеческий язык от других форм общения между животными. Но вопросы по этому предположению оставались. Даяна Ляо, докторант в лаборатории профессора физиологии животных Андреаса Нидера из Тюбингенского университета в Германии, отмечает:

Всегда был интерес к тому, могут другие животные, кроме людей, также воспринимать рекурсивные последовательности.

В исследовании обезьян и взрослых людей и детей, опубликованном в 2020 году, группа исследователей сообщила, что способность производить рекурсивные последовательности может быть не уникальной для нашего вида. И людям и обезьянам был показан дисплей с двумя парами символов в скобках, которые появлялись в случайном порядке. Субъекты обучались касаться их в порядке "встроенной в центр" рекурсивной последовательности, такой как: {()} или ({}). После правильного ответа люди получали словесный ответ, а обезьянам давали небольшое количество еды или сока как награду.

После этого исследователи представили своим испытуемым совершенно новый набор скобок и наблюдали, как часто они располагали его рекурсивным способом. Две из трех обезьян в эксперименте генерировали рекурсивные последовательности чаще, чем нерекурсивные последовательности, такие как {(}), хотя для этого они нуждались в дополнительной тренировке. Одно из животных генерировало рекурсивные последовательности примерно в половине испытаний. Для сравнения, дети от трех до четырех лет формировали рекурсивные последовательности примерно в 40% испытаний.

Эта статья побудила Ляо и ее коллег исследовать, могут ли вороны с их известными когнитивными способностями также обладать способностью к рекурсии. Адаптировав протокол, использованный в статье 2020 года, команда научила двух ворон клевать пару скобок в рекурсивной последовательности, встроенной в центр. Затем исследователи проверили способность птиц спонтанно генерировать рекурсивные последовательности на новом наборе символов. Наравне с детьми выступили и вороны. Птицы производили рекурсивные последовательности примерно в 40% испытаний, но без дополнительного обучения, в котором нуждались обезьяны.

Эти открытия поднимают вопрос о том, зачем животные могут использовать эту способность. Профессор неврологии в Университете Тренто в Италии Джорджио Валлортигара, не участвовавший в работе, отмечает:

Они (вороны – ред.), кажется, не обладают чем-то похожим на человеческий язык, поэтому рекурсия, возможно, имеет отношение к другим когнитивным функциям.

Одно из предположений состоит в том, что животные могут использовать рекурсию для представления отношений в своих социальных группах.

Когда были опубликованы исследования рекурсивных возможностей людей и обезьян в 2020 году, некоторые эксперты не были убеждены, что обезьяны понимают рекурсию. Вместо этого они утверждали, что некоторые животные выбирали рекурсивные последовательности, изучая порядок, в котором отражались скобки. Например, если последовательность обучения была [( )], а обезьянам позже показали другую пару, например ( ) и { }, они сначала выбирали скобку, которую они узнали во время обучения, а затем выбирали новую пару скобок, которую они раньше не видели. Наконец, они выбирали соответствующую скобку из обучающего сеанса в конце последовательности (поскольку они узнали, что соответствующая скобка идет в конце).

Чтобы устранить это ограничение, Ляо и его коллеги расширили последовательности с двух до трех пар, например { [ ( ) ] }. По словам Ляо, с тремя парами символов вероятность создать последовательности без понимания базовой концепции рекурсии становится намного ниже. Здесь также исследователи обнаружили, что птицы скорее всего выбирали ответы, встроенные в центр.

Некоторые учёные остаются скептическими. Арно Рей, старший научный сотрудник психологии Французского национального центра научных исследований, отмечает, что результаты все еще можно интерпретировать с точки зрения простой ассоциативной учебы, когда животное учится связывать один символ со следующим, например, соединяя открытую скобку с закрытой.

Ключевая причина, объясняет он, заключается в особенности дизайна исследования: исследователи разместили рамку вокруг закрытых скобок в своих наборах – авторы отмечают, что это было нужно, чтобы помочь животным определять порядок скобок. (В исследовании 2020 года использовался такой же макет с рамкой). Для Рэй это важное ограничение исследования, поскольку животные могли понять, что за символы с рамкой, которые всегда оказывались в конце рекурсивной последовательности, они будут вознаграждены, таким образом помогая им просто изучить порядок, в котором отображались открытые и закрытые скобки.

По мнению Рэя, понятие "рекурсивной обработки" как уникальной формы познания само по себе ошибочно. Даже у людей, говорит он, эту способность, скорее всего, можно объяснить просто с помощью механизмов ассоциативного обучения и на сегодняшний день не было удовлетворительных объяснений того, как способность распознавать и манипулировать такими последовательностями будет закодирована в человеческом мозге. По словам Рея, исследователи сейчас в большинстве своем делятся на два лагеря: одни считают, что человеческий язык построен на уникальных способностях, таких как способность понимать рекурсию, а другие считают, что он возник в результате гораздо более простых процессов, таких как ассоциативное обучение.

Но Ляо отмечает, что даже с помощью рамок вороны все равно должны были выяснить порядок, встроенный в центр, где открытые и закрытые скобки совмещаются снаружи внутрь. Иными словами, если бы птицы только узнали, что открытые скобки были в начале последовательности и закрыты были в конце, можно ожидать равную долю ( { ) } неподходящих и правильных ответов. Но она и ее коллеги обнаружили, что вороны выбирали больше правильных ответов даже с более сложной последовательностью трех пар скобок.

Для Ляо то, что птицы, чьи предки давно отошли от предков приматов на разветвленном эволюционном дереве жизни, кажется, способны анализировать и генерировать рекурсивные последовательности, означает, что эта способность является "эволюционно древней" или что она развилась независимо как продукт так называемой конвергентной эволюции.

Ранее мы сообщали, что в США пес Ван Гог, названный в честь отрезавшего себе ухо голландского художника Винсента Ван Гога, провел свою первую выставку картин. Эта собака, равно как и Ван Гог, осталась без уха и даже научилась рисовать. Тем не менее четырехлапый художник пишет картины гораздо более необычным способом, чем это делал его голландский однофамилец.