Na co dzień nie zdajemy sobie sprawy z tego, jak ciężką pracę wykonuje nasz mózg. Nawet podczas wydawałoby się nieskomplikowanych i powtarzalnych czynności, przykładowo jazdy samochodem do pracy. Nawigacja, pamięć trasy, podejmowanie decyzji… – za wszystkie te procesy odpowiada właśnie mózg. W ich zrozumieniu naukowcom pomagają badania na zwierzętach.
W mysim labiryncie
Badacze z California Institute of Technology przeprowadzili eksperyment na myszach, które poruszały się po nieznanym wcześniej, skomplikowanym labiryncie. Zwierzaki opanowały nowe trasy około 1000 razy szybciej, niż gdyby miały nauczyć się prostych, ale nienaturalnych dla nich czynności.
Wyjaśnijmy to na przykładzie. Gdybyśmy w ramach badań mieli kręcić kierownicą w lewo, gdy lampa zaświeci się po lewej stronie i w prawo, kiedy zaświeci po prawej, od razu zrozumielibyśmy ten prosty mechanizm. Myszy laboratoryjne mogłyby potrzebować nawet około 10 tys. prób, żeby wykonać ćwiczenie poprawnie. Wszystko dlatego, że choć zadanie jest łatwe dla ludzi, dla myszy jest czymś nienaturalnym.
Zespół naukowców kierowany przez doktorantów Matthew Rosenberga i Tony'ego Zhanga zbudował labirynt dla myszy z 63 skrzyżowaniami i 64 punktami końcowymi. W środku umieszczono dozownik z wodą. Każda z 19 badanych myszy miała kilka godzin, żeby samodzielnie eksplorować korytarze.
– Nie wywieraliśmy żadnego wpływu na zwierzęta i nie kazaliśmy im uczyć się abstrakcyjnych czynności. Po prostu wracaliśmy po 7 godzinach i analizowaliśmy ich zachowania na nagraniach z kamery – tłumaczy Markus Meister, współautor badań.
Część badanych myszy była spragniona. Gryzonie nie wiedziały jednak, że w labiryncie ukryto dozownik z wodą. Obie grupy eksplorowały więc korytarze w ten sam sposób – metodycznie. U wszystkich myszy zaobserwowano niechęć do zawracania (za wszelką cenę starały się wybierać taką drogę, żeby poruszać się do przodu) i tendencję do naprzemiennego skręcania raz w lewo, raz w prawo. Naukowcy nie wiedzą jeszcze jednak, czy takie zachowania wynikają z ich wcześniejszych doświadczeń, czy może jednak są uwarunkowane genetycznie.
Po znalezieniu dozownika z wodą myszy potrzebowały średnio 10 prób, żeby wypracować najszybszą trasę z klatki do wodopoju. W drodze musiały podjąć 6 prawidłowych decyzji.
Nie różnimy się aż tak bardzo od myszy
W drugim etapie badań doktoranci stworzyli prostą grę wideo wzorowaną na labiryncie dla myszy, a następnie zaprosili do rozgrywki studentów studiów magisterskich. Co ciekawe, liczba prób wskazuje na to, że ludzi eksplorowali korytarze w podobny sposób i z podobnymi efektami, co gryzonie.
Co stoi za szybkim uczeniem się myszy? Naukowcy wskazują na zjawisko nazywane przez nich nagłym „wglądem”. W przypadku eksperymentu z kierownicą myszy przyswajały wiedzę powoli, jednak w labiryncie doznawały „oświecenia”, a każdy kolejny mały sukces motywował je do dalszej drogi i pomagał systematyzować zdobywaną wiedzę o trasie z klatki do wodopoju.
– Znaleźliśmy sposób na zaprojektowanie zadania, które wykorzystuje podstawowe umiejętności myszy. Niektórzy mogą twierdzić, że te gryzonie są głupie, ale jeśli zrozumiesz niszę w ich ewolucji, możesz zaobserwować ciekawe zachowania – podsumowuje Zhang.
