Граючи з щурами в хованки, вчені намагаються зрозуміти, як працює мозок під час гри.
Навчання щурів грі в хованки дозволило вченим отримати нові знання про природну поведінку тварин. Однак, крім цього, виявилося, що грати весело - як дослідникам, так і тваринам.
Анніка Райнхольд (Annika Reinhold) каже, що їй подобається грати з тваринами (у неї вдома дві кішки) і «викидати такі номери, яких раніше ніхто не викидав». Коли знадобився той, хто може навчити щурів грати в хованки, вона, природно, стала одним з кандидатів.
Але чи розумно навчати щурів ховатися? Розумно, бо для цього є вагомі підстави. Традиційно, досліджуючи тварин, нейробіологи вирішують питання управління та вироблення умовних рефлексів, тобто навчають тварин у ретельно вибудуваних умовах виконувати конкретні завдання, отримуючи в якості нагороди смачну їжу. Однак такі дослідження не дуже-то підходять для нейробіологічного вивчення гри, яка повсюдно зустрічається у людей, має широке поширення у світі тварин і протилежна управлінню та виробленню рефлексів. Грати - значить вести себе невимушено і весело. А як відтворити це в лабораторії?
Перегляд відео з домашніми тваринами та їх власниками на YouTube привів Міхаеля Брехта (Michael Brecht), нейробіолога Берлінського університету імені Гумбольдта (Humboldt-Universität zu Berlin), до ідеї використовувати в наукових цілях гру в хованки. Цим скористалася магістрантка Райнхольд, яка працювала в його лабораторії. Вона знала, що щури товариські, розумні і грайливі, що вони можуть ганятися один за одним, буянити і битися, як діти. Так що грати з нею вони, можливо, будуть. «Я взялася за цю справу з неабиякою часткою оптимізму», - згадує Райнхольд.
Вона почала з того, що дала шести щурам-підліткам час освоїтися в кімнаті площею 300 квадратних футів, втомленої ящиками і бар'єрами, за якими вони (або Райнхольд) могли ховатися. Попутно вона привчала тварин до себе, погладжуючи, намагаючись ловити руками і лоскоча.
Через місяць Райнхольд навчила їх шукати. Вона помістила їх у відкриту коробку і пішла в іншу частину кімнати. Тих тварин, які підбігали до неї, вона нагороджувала лоскоткою. Спочатку Райнхольд стояла на відкритому місці, але, як тільки щури повадилися підбігати до неї, стала поступово ускладнювати завдання, ховаючись на їхніх очах - частково, потім повністю - і, нарешті, ховаючись, поки гризуни не вилізли із закритої скриньки. Подібним чином, щоб навчити їх ховатися, вона спочатку винагороджувала їх за те, що вони покидали свій ящик, потім за те, що перебігали в інше місце, і, нарешті, за те, що знаходили, де сховатися, і залишалися в своєму укритті. Важливо зазначити, що Райнхольд ніколи не давала щурам класичні винагороди - такі як вода або їжа. Вона потчувала їх тільки лоскоткою та іншими формами спілкування.
Всі шість щурів навчилися шукати, а п'ятеро ще й ховатися. Вони добре засвоїли правила гри і, граючи, застосовували стратегію. Пошуком вони займалися систематично, починаючи з уже знайомих їм укриттів. Ховаючись, вони воліли прозорим коробкам непрозорі і намагалися сидіти тихо. Крім того, вони гнучко перемикалися з однієї ролі на іншу, змекнувши, що закрита стартова коробка - це сигнал «шукати», а відкрита - «ховатися».
Щури вивчили гру всього за пару тижнів, що, за словами Хуана Ігнасіо Сангінетті-Шека (Juan Ignacio Sanguinetti-Scheck), який теж брав участь в даному дослідженні, «вельми вражаючий нейробіологічний результат». «Щоб тварини, навіть мавпи, навчилися виконувати завдання, - зазначив він, - можуть знадобитися місяці, але, як правило, ми намагаємося вчити їх застосовувати джойстики або робити такі речі, які для їх звичайного життя не потрібні». Навпаки, гра в хованки вимагає ховатися, шукати однолітків і перемикатися з однієї ролі на іншу, тобто спирається на форми поведінки, які необхідні в щурячому житті і, крім того, часто зустрічаються в щурячих іграх. Зараз видно, що знайдена ідеальна гра для того, щоб її рівноправними учасниками могли бути два дуже різних види живих істот. "Це розумний та інноваційний підхід, - вважає Гордон Бургхардт (Gordon Burghardt) з Університету Теннессі (University of Tennessee). - Багато тварин влаштовують ігри з іншими видами, грають в" ку-ку ", перетягування каната і п'ятнашки, але, здається мені, в даному випадку - що дуже несподівано - представляє гра.
Чому щури включилися в гру? Можливо, їх залучили лоскотка та інші форми соціального заохочення. Зрештою, вже два десятиліття вченим відомо, що щурі люблять, коли їх лоскочуть, і реагують на це ультразвуковим щебетанням, яке можна порівняти зі сміхом. Однак Райнхольд виявила, що знайдені в укритті щури часто відразу ж тікали переховатися, вважаючи за краще відстрочити отримання своєї нагороди, щоб продовжити гру. «Це виглядало досить грайливо», - каже вона.
На думку Райнхольд і її колег, щури грали в хованки не стільки заради нагород, скільки заради самої гри. Вони грали, тому що їм було весело. Для початку зазначимо, що, як пишуть дослідники, «тварини виглядали веселими». І це - фраза з наукової статті! Незвично, але здорово. Заздривши, щоб грати з ними, Райнхольд, щури в несамовитому захваті підстрибували на місці - форма поведінки з умилительным назвою freudensprung, або «радісні стрибки». Вони ще й дражнили Райнхольд, неодноразово підбігаючи і тікаючи.
Крім того, поведінка цих щурів різко відрізнялася від поведінки гризунів, які беруть участь у звичайних дослідженнях зі звичайними формами винагороди. Коли при виробленні у щурів умовного рефлексу їх винагороджують їжею, вони зазвичай мовчать і можуть невтомно сотні разів виконувати одне і те ж завдання. Гризуни Райнхольд жадали пограти, вони були дуже балакучими, надзвичайно активними і в знеможенні валилися з ніг після закінчення кожної серії ігор. «У нейробіології рідко можна побачити щурів, які так захоплені виконанням якогось завдання, - зазначає Сангінетті-Шек. - Я ніколи не бачив, щоб якийсь лабораторний щур так багато бігав». Відрадно і разом з тим сумно бачити, які щури насправді, як тільки їм дозволили бути щурами.
У багатьох з нас щури, що грають заради власної розваги, викликають здивування лише тому, що довгий час наука, боячись звинувачень в антропоморфізмі, категорично заперечувала наявність у тварин людських емоцій. Звичайно, у видів, що відрізняються від нашого, часом дійсно явно менше, ніж у нас, розумових здібностей, і, якщо судити об'єктивно, це розумна точка зору. Однак «важливо також не бути бовдурами, ігноруючи той факт, що у нас і тварин багато спільного», підкреслює Сангінетті-Шек.
«Щури-підлітки відносяться до числа найбільш грайливих ссавців, - стверджує Лінда Шарп (Lynda Sharpe) з Австралійського національного університету (Australian National University). - Хоча власників домашніх щурів результати цього дослідження не здивують, воно представляє наукову цінність, бо демонструє когнітивну складність ігор у даного виду». Дійсно, за допомогою гри в хованки можна з'ясувати реальний рівень щурячих розумових здібностей. Наприклад, переходячи з однієї ролі на іншу, чи не приймають щурі точку зору свого партнера-людини, виявляючи тим самим розуміння чужої свідомості - таке розуміння, яке в науці носить назву «теорії розуму» (theory of mind)?
Команда дослідників взялася аналізувати роботу головного мозку щурів під час їхньої гри, вживляючи бездротові електроди в медіальну префронтальну кору (mPFC) - область мозку, пов'язану з прийняттям рішень, соціальними взаємодіями і (принаймні, у людей) теорією розуму. Аналіз показав, що окремі нейрони mPFC щурів «вистрілюють» в дуже специфічні моменти гри. Наприклад, один з нейронів вистрілював тільки тоді, коли перед тим, як кинутися шукати, тварина потрапляла в закриту стартову коробку. Слідкуючи за активністю цієї нервової клітини, Сангінетті-Шек міг підрахувати, не спостерігаючи за грою Райнхольд і щури, скільки зіграно раундів. «Щур активний протягом всієї гри, і деякі раунди можуть бути дуже короткими, а деякі - дуже довгими, - каже він, - але це не впливає на реакцію [нейронів mPFC] на конкретні події».
Незрозуміло, що це означає або як конкретно функціонує дана область мозку. Однак такі дослідження, як реєстрація мозкових імпульсів щурів, що грають у захоплюючу для них гру, можуть сприяти в пошуку відповіді. «Багато чого з того, що цікавить нейробіологію в щурячій поведінці, здається неймовірним, наприклад, прийняття рішень», - говорить Сангінетті-Шек. Як тварина вирішує, де їй краще шукати або сховатися? А що відбувається, коли воно здивоване? Що відбувається в його мозку, коли воно, думаючи, що знає, де знаходиться Райнхольд, не знаходить її в цьому місці? «Є багато питань, за вивчення яких можна тепер взятися завдяки грі в хованки», - вважає Сангінетті-Шек.