Вчені: мухи теж вагаються з вибором

Муха Копирайт изображения CNCB
Image caption Мухи, перебуваючи в окремих комірках, мали вирішити, чи рухатися їм у бік запаху, який асоціюється з небезпекою

Дрозофіли, як і люди, вагаються, приймаючи складні рішення, кажуть автори дослідження, опублікованого в журналі Science.

Наприклад, вони витратять більше часу, вибираючи між сильним і слабким запахом, якщо різниця між ними мінімальна.

Дослідники пов'язують цю схильність до роздумів з особливим геном FoxP, а також з дією понад 200 нейронів.

Мутації в гені FoxP, який у людей пов'язаний також з мисленням та мовою, змушували мух брати ще довші паузи для роздумів, не впливаючи при цьому на їхній остаточний вибір.

Збір інформації перед прийняттям рішення - це відмінна ознака інтелекту. Якщо інформація непевна, вибір стає ризикованішим, а прийняття рішення забирає більше часу.

Так поводяться люди, інші примати і навіть пацюки та миші. Схоже, тепер виявилося, що і мухи також.

Впевнений вибір

"Це найпевніші на сьогодні свідчення того, що в дуже простому мозку відбувається когнітивний процес", - каже професор Ґеро Мізенбьок, команда якого працювала в Центрі нейронних схем і поведінки при Оксфордському університеті.

"Люди зазвичай сприймають комах як крихітних роботів, які просто рефлекторно реагують на подразники з середовища. Тепер ми знаємо, що це неправда", - додав вчений.

Спочатку дослідники навчили дрозофіл уникати нового запаху певної інтенсивності, а потім запропонували їм вибирати між цим небезпечним рівнем запаху та слабшим ароматом. Мухи робили правильний вибір, якщо безпечний варіант був у чотири чи п'ять разів слабшим, але коли різниця складала всього 10%, вони діяли навмання.

Важливо те, що коли різниця ставала меншою і відчути її було важче, мухи потребували дедалі більше часу, аби ухвалити рішення, і значно довше перебували в проміжній зоні, де було відчутно обидва запахи.

Таку форму поведінки психологи вивчають уже десятки років. "Математична модель, яка описує прийняття рішень людиною, ідеально підходить і для поведінки мух. Це неймовірно", - розповів BBC News професор Мізенбьок.

Згідною з цією моделлю, мозок мухи поступово накопичує дані, аж поки назбирає достатньо інформації, аби зробити впевнений вибір.

Копирайт изображения SPL
Image caption Генетичні зміни у близько 200 нейронах мушиного мозку істотно впливають на їхню здатність приймати рішення

Потім дослідники вибирали для аналізу мутованих дрозофіл, вивчаючи різницю у поведінці, пов'язаній з ухваленням рішень. Мутація гена FoxP відповідала всім необхідним вимогам: такі мухи вагалися з вибором довше за інших, але при цьому помилялися не більше й не менші, ніж інші.

Витік інформації

Вчені простежили, що ген FoxP впливає на близько 200 нейронів - це 0,1% від загальної кількості нервових клітин у мозку мухи. І всі ці нейрони містяться всередині так званих грибовидних тіл - пари мозкових відділів, які, як уже відомо, відіграють важливу роль у навчанні. Якщо пошкодити ці самі 200 нейронів у котрийсь інший спосіб, результат буде схожим.

Усе вказує на нейронну схему в мозку, яка залучена до ухвалення рішень через накопичення необхідної інформації. І генетичні зміни можуть впливати на накопичування чи зберігання таких даних.

"Перш, ніж приймається рішення, інформація збирається в мозкових схемах так, як вода збирається у відрі, - каже доктор Шамік ДасҐупта, провідний автор дослідження. - Коли кількість накопиченої інформації піднімається до певного рівня, спрацьовує рішення. Якщо ген FoxP пошкоджений, то або потік інформації до відра звужується до цівки, або ж відро десь протікає".

Професор Метью Кобб з Манчестерського університету, який не брав участі в дослідженні, каже, що досліди справили на нього враження. За його словами, недивно, що вчені з Оксфорду витратили на них п'ять років. "Ці дані дуже ґрунтовні", - сказав він ВВС.

У людей є чотири різних гени, пов'язані з FoxP. Один з них, FOXP2, вчені раніше асоціювали з мовленням та когнітивним розвитком.

Серед науковців, які відкрили ген FOXP2, був професор Саймон Фішер, який нині працює в Нідерландах в Інституті психолінгвістики ім. Макса Планка. Він розповів BBC News, що останні відкриття дуже цікаві і доповнюють "захопливий образ" цього гена та його історію.

Як пояснив професор Фішер, дослідження на зразок цього, проведені над представниками інших видів, свідчать, що роль людського гена FOXP2 "ґрунтується на древніх функціях", пов'язаних з організацією роботи нейронних схем та тим, як вони змінюються в процесі нашого навчання.

"Виявляється, цей ген давав про себе знати протягом дуже тривалого часу в історії еволюції, у цікавий спосіб проявляючи себе в мозку", - сказав він.