Крысы — очень умные и социальные животные, которые полагаются на обоняние, зрение и слух, чтобы идентифицировать других крыс. Продолжаются исследования, чтобы выяснить, обладают ли крысы способностью распознавать и различать человеческие лица. Хотя окончательный вердикт еще не вынесен, есть некоторые убедительные выводы, которые предполагают, что у крыс развиты визуальные и когнитивные навыки, которые позволяют им различать людей.
Крысы обладают относительно хорошим зрением по сравнению со многими другими грызунами. Их глаза расположены по бокам головы, что обеспечивает им широкое поле зрения. Крысы могут видеть цвет, хотя у них плохая острота зрения и они не могут различать мелкие детали. Однако их зрительная система хорошо приспособлена для обнаружения движения и различения общих форм и узоров.
Некоторые ключевые факты о зрении крыс:
Итак, вкратце, у крыс достаточно зрения, чтобы распознавать общие формы, цвета, движения и приближающиеся объекты. стимулы, но их мир больше зависит от обоняния, чем от зрения. Тем не менее, их зрительные способности позволяют им потенциально различать человеческие лица.
Было проведено несколько исследований, изучающих, могут ли крысы научиться различать человеческие лица. Крысы были обучены задачам распознавания лиц и продемонстрировали способность различать разных людей.
Одно из первых исследований распознавания лиц крысами было опубликовано в 2001 году Бруксом и др. Исследователи обучили крыс нажимать рычаги в ответ на портрет одного человека по сравнению с другим. Сначала крыс обучили различать две абстрактные картины. Затем им показали 40 разных пар человеческих лиц, и они могли надежно различать два лица, когда им давали пищевое вознаграждение за выбор правильного портрета.
Это говорит о том, что крысы могут различать человеческие лица, помимо простых признаков, таких как цвет волос или пол, при обучении с подкреплением. Однако критики утверждали, что крысы могли полагаться на простые визуальные подсказки, а не на фактическое распознавание лиц.
Более позднее исследование 2015 года, проведенное Анпиловым и соавторами, использовало компьютерные сенсорные экраны для обучения крыс различению лиц. Крысам одновременно показывали две фотографии лиц, и они научились последовательно касаться одного изображения лица, чтобы получить пищевое вознаграждение. Они смогли различить 20 различных пар человеческих лиц с точностью более 80%.
Исследователи постепенно усложняли задачу различения, показывая больше пар лиц и вводя различные углы наклона головы и освещение. Результаты крыс снизились, но оставались выше случайных, что указывает на то, что они полагались не только на простые визуальные подсказки. Исследование предполагает, что крысы могут обобщать идентичность лиц, несмотря на изменения в освещении, наклоне головы и выражении лица.
Выходя за рамки поведенческих исследований, нейробиологические исследования также изучали активность мозга крыс в ответ на человеческие лица. Бергс и др. (2018) использовали функциональное МРТ-сканирование для визуализации активности мозга крыс, показывая им фотографии человеческих лиц. Отдельные области мозга крысы показали повышенную активацию при просмотре вертикальных лиц по сравнению с перевернутыми лицами или объектами.
Это указывает на специализированную обработку лиц, которая является не просто реакцией на визуальную стимуляцию. Мозг крысы может распознавать лица как отдельные и важные социальные визуальные стимулы, так же как это делает мозг человека и обезьяны.
Исследования поведенческого обучения и нейробиологии показывают, что крысы способны различать человеческие лица. Но используют ли эти способности домашние крысы в своих обычных повседневных социальных взаимодействиях с людьми? Есть некоторые признаки того, что они это делают:
Так что, хотя это и не окончательно, крысы, похоже, используют способности распознавания лиц для определения знакомых и незнакомых людей в реальных социальных условиях. Вероятно, они полагаются на комбинацию сигналов лица, запаха, голосов и контекстной информации, чтобы различать знакомых людей и незнакомцев.
Если крысы могут распознавать человеческие лица, какие визуальные и когнитивные способности позволяют им это делать? И какие факторы облегчают или затрудняют распознавание лиц для крыс?
Таким образом, в оптимальных условиях со знакомыми лицами, фронтальным видом, постоянным освещением и поощрениями за узнавание людей крысы демонстрируют надежные способности к распознаванию лиц. Их мотивация к взаимодействию с людьми также усиливает эти способности.
Чтобы крысы могли различать человеческие лица, им нужны особые навыки визуальной обработки, а также более высокие когнитивные механизмы для различения и памяти. Понимание нейронной основы распознавания лиц позволяет понять, как крысы способны к этому навыку.
Информация о лицах, воспринимаемая глазами, сначала передается по зрительному нерву в таламус, затем в первичную зрительную кору и высшие корковые области:
У крыс есть специальный путь для обработки визуальной информации о лице от глаз, ведущий в конечном итоге в височную долю. Повреждение этого пути ухудшает способность распознавания лиц.
| Область мозга | Роль в распознавании лиц |
|---|---|
| Височная кора | Восприятие и различение лиц. |
| Орбитально-фронтальная кора | Принятие решений и обработка вознаграждения. |
| Периринальная кора | Формирование и извлечение памяти о лицах. |
Височные доли позволяют крысам воспринимать лица как отдельные визуальные образы. Орбитофронтальная кора управляет мотивированным вознаграждением обучением лиц. Периринальная кора кодирует воспоминания об отдельных лицах. Повреждение этих областей ухудшает распознавание лиц.
Химические вещества, которые изменяют активность клеток мозга, также влияют на распознавание лиц у крыс:
Увеличение этих нейромодуляторов в мозге может потенциально повысить мотивацию крыс и их способность различать лица посредством обучения.
Тот факт, что крысы могут распознавать человеческие лица, может показаться удивительным, учитывая их крошечный мозг. Но на самом деле у крыс отличные общие способности к обучению и памяти наравне с другими высокоинтеллектуальными животными. Распознавание лиц возникает из взаимодействия визуальных, социальных, когнитивных и вознагражденных механизмов.
Крысы обладают достаточной остротой зрения и путями визуальной обработки, чтобы различать похожие на лица узоры от других объектов. Эта базовая перцептивная способность позволяет им видеть лица как уникальные.
Крысы — высокосоциальные животные, живущие в сложных колониях. Они используют сигналы лица, чтобы идентифицировать других крыс и оценивать социальную информацию. Эта врожденная социальная природа позволяет им распространять распознавание лиц на взаимодействие с людьми.
Крысы способны к ассоциативному обучению, при котором визуальный стимул становится связанным с вознаграждением или значением. Благодаря обучению они связывают человеческие лица с идентичностями, вознаграждениями и социальной значимостью.
У крыс высокоразвитые сети памяти, которые позволяют им запоминать усвоенные ассоциации. Их долговременная память на лица помогает им распознавать лица.
Крысы стремятся общаться с людьми через игру, ласки, пищевые вознаграждения и социальное взаимодействие. Эта мотивация усиливает их интерес к человеческим лицам.
Таким образом, у крыс есть правильное сочетание зрительных способностей, социального мозга, гибкого обучения, хорошей памяти и мотивации, чтобы сделать распознавание и различие человеческих лиц полезным социальным инструментом.
Хотя существующие исследования предоставляют убедительные доказательства способности крыс распознавать лица, остаются некоторые вопросы:
Дальнейшие исследования, систематически изучающие эти вопросы с помощью поведенческих задач, нейронных записей и фармакологических манипуляций, прольют больше света на степень и механизмы распознавания лиц у крыс. Полный спектр возможностей распознавания лиц у крыс еще предстоит определить.
Подводя итог, можно сказать, что крысы демонстрируют надежную способность визуально различать и идентифицировать человеческие лица. Их сенсорные и когнитивные способности позволяют им узнавать своих владельцев, обучаться распознавать лица, связанные с наградами, и отличать знакомых людей от незнакомых. В то время как крысы в значительной степени полагаются на другие чувства, их зрение и память обеспечивают удивительно продвинутое распознавание лиц. Социальная природа их мозга, по-видимому, настроена на поиск человеческих лиц и извлечение социальных сигналов из информации о лице так же, как они это делают из лиц других крыс. Крысы оппортунистически используют свои способности к обучению и памяти, чтобы идентифицировать людей, с которыми они часто взаимодействуют. Поэтому, когда ваша домашняя крыса смотрит на вас своими глазами-бусинками, она, скорее всего, точно знает, кто вы.