Исследование показало, что вороны могут «считать» вслух, издавая определенное количество карканий в ответ на визуальные или слуховые стимулы. Хотя во время экспериментов их подсчеты не всегда были точными, их результаты были сопоставимы с результатами маленьких детей, обучающихся счету. Это демонстрирует удивительную способность к вокальному и числовому планированию, которая, как считалось ранее, присуща только человеку.
У людей контроль за усвоенной вокализацией (или производством звуков с помощью голоса) является одним из важнейших аспектов эволюции и обучения речи (или вокализованному языку). Помимо прочего, этот контроль позволяет планировать и производить контекстно-специфические комбинации звуков, такие как, например, счет. Исследования показали, что некоторые (нечеловеческие) животные также обладают способностью считать, контролируя количество издаваемых ими звуков.
Певчие птицы, в частности, являются отличной моделью для изучения нейрокогнитивных механизмов, лежащих в основе контроля за выученной вокализацией. Хотя с эволюционной точки зрения птицы относительно далеки от человека, обучение пению у этих животных имеет много общего с нашим обучением речи. Как и мы, молодые птицы должны слушать и учиться у взрослых в критический период своего развития. За этим процессом следует тщательная тренировка, пока они не смогут в совершенстве имитировать вокализацию взрослых.
Однако способность птиц к числовому контролю вокализации до сих пор не имела достоверных доказательств. Например, в одном из исследований было показано, что у черношапочной гаички (Poecile atricapillus) количество нот «D» в конце тревожных сигналов обратно коррелирует с размером хищника, против которого они предупреждают. Однако это не обязательно доказывает, что они намеренно контролируют количество издаваемых ими звуков или нот. Возможно, тон песни скорее отражает состояние возбуждения, пропорциональное опасности, которую представляет хищник.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые из Тюбингенского университета (Германия) показали, что вороны обладают способностью к счету, сравнимой со способностью маленьких детей. В некотором смысле они планируют и подсчитывают свои вокализации контекстуально. «Мы считаем, что это первый случай, когда подобное продемонстрировано для других видов животных [кроме человека]«, — пояснила изданию Scientific American Диана Ляо, постдокторский исследователь в области нейробиологии из Тюбингенского университета и один из авторов исследования.
Производительность, сопоставимая с производительностью маленьких детей
В рамках своего эксперимента немецкие исследователи отобрали трех ворон (Corvus corone) для выполнения различных заданий. Эти птицы относятся к отряду певчих и известны своим невероятным интеллектом и способностью точно контролировать вокализацию. Например, предыдущее исследование показало, что они понимают, что такое счет, и могут точно контролировать, хотят ли они издавать определенный тип карканья.
Птицы должны были наблюдать за выбором из 4 цветных цифр или слушать 4 определенных звука (короткие гитарные аккорды и барабанную дробь), а затем прокричать от одного до четырех раз в зависимости от соответствующего стимула. Точнее, сигналы предъявлялись в случайном порядке, и птицы должны были методом проб и ошибок определить, какое количество криков ассоциируется с каждым из них. Если им это удавалось, они получали вознаграждение, для чего клевали клавишу «Enter» (для подтверждения ответа).
Диаграмма, иллюстрирующая экспериментальный процесс исследования.
После 166-189 циклов проб и ошибок трем воронам удалось выработать число карканий, соответствующее каждому стимулу. Исследователи также предполагают, что при наличии возможности они могли бы освоить числа больше 4.
С другой стороны, время реакции было относительно большим по мере увеличения количества требуемых карканий, независимо от характера стимула. По словам Андреаса Нидера, возглавлявшего исследование, «это указывает на то, что на основе представленной им информации вороны формируют абстрактную числовую концепцию, которую они используют для планирования своих вокализаций перед тем, как издать призыв».
Проанализировав песни птиц, исследователи также обнаружили, что по высоте первого крика можно предсказать количество криков. Однако их подсчеты не были полностью безошибочными. «Ошибки в подсчетах, например, слишком много или слишком мало одного крика, возникали, когда птица теряла счет уже сделанным или еще не сделанным крикам«, — объясняет Нидер. Эти ошибки также можно проследить в акустических свойствах отдельных кряканий.
Следует также отметить, что птицы не могут считать в буквальном смысле, как взрослые люди (или те, кто достаточно взрослый, чтобы освоить цифры), а скорее как маленькие дети, которые еще не освоили символический счет. Например, чтобы обозначить три предмета, ребенок может сказать «один, один, один» или «один, два, три», а не просто «три». Таким образом, количество издаваемых звуков соответствует количеству предметов.
С другой стороны, результаты относительно предсказуемы, учитывая исключительные когнитивные способности, характерные для воронов (принадлежащих к тому же семейству, что и вороны) в целом. Предыдущие исследования показали, например, что они могут осваивать вероятности и понимать концепцию рекурсии (процесс, описание которого приводит к повторению одного и того же правила). Однако траектория их эволюции, по-видимому, указывает на то, что эти способности являются эксклюзивными, и поэтому они могут представлять собой удивительный случай конвергентной эволюции головного мозга.
