2016-06-09

Ученые из Оксфорда доказали: рыбы могут обучиться различать лица людей

В попытках понять и оценить особенности процесса и глубину восприятия нас с вами окружающими живыми существами ученые Оксфордского университета сумели научить рыбу семейства Taxotidae запоминать и идентифицировать увиденные ранее лица людей. Ценность эксперимента и его результатов не только в практической составляющей, но и в зрелищности «постановки». Впрочем, судите сами…

Забавно, но механизм вознаграждения, который заставляет свирепых львов словно котят становиться по указке палочки дрессировщика на задние лапы и прыгать через горящие кольца работает и для рыб. И это позволило группе ученых из Оксфорда поставить ряд экспериментов, приливших свет на давний спор о природе способности окружающих нас живых существ к распознавания лиц.

Цели эксперимента

Существуют две конкурирующие теории о том, как человек узнает лица окружающих: (а) способность признавать является врожденной, и достигается благодаря определенным участкам коры неокортекса, и (б) способность признавать является приобретенной и формируется в процессе сосуществования с объектом узнавания.

Задача исследований: определить способность рыб, как живых существ без неокортекса, распознавать человеческие лица. Здесь стоит отметить, что попытки определить роль неокортекса в способности распознавания человека ранее предпринимались в экспериментах с голубями. Однозначного ответа на этот вопрос, несмотря на положительные результаты экспериментов, получено не было, поскольку, с одной стороны, было доказано существование у птиц начальных структур неокортекса, с другой — трудно полностью исключить, что за сотни лет совместного проживания с человеком у голубей не развилось приспособления, позволяющего распознавать лица. В «противовес» птицам, рыбы, не обладающие неокортексом, и не располагающие за все время своего существования возможностью прямого контакта с человеком, вряд ли развили со временем какие-либо специфические инструменты распознавания.

В ходе обучения брызгуны (Toxotes chatareus) из семейства Taxotidae не просто научились распознавать человеческие лица, но и для того, чтобы устранить любые сомнения в этом, убедительно демонстрировали участникам эксперимента, насколько хорошо усвоили пройденный урок.

Обитают «мудрые» брызгуны из семейства лучеперых рыб в пресных водоемах Австралии, Индии, Полинезии и Филиппин. А привлекли группу ученых из Оксфорда эти небольшие рыбки как раз своим оригинальным способом добывать пропитание: пролетающую над водой добычу они поразительно точно поражают выпущенной изо рта струей воды с расстояния 1-2 метра. Упавшие кузнечики, мухи и комары становятся легкой добычей и даже в «тяжелые» времена не оставляют популяции этих рыбок без пропитания. Неизвестно, кому из группы специалистов пришла в голову идея задействовать в экспериментах уникальные способности брызгунов, но полученный результат в итоге полностью подтвердил ожидания.

Эксперимент и полученные результаты

Для проведения эксперимента в непосредственной близости над аквариумом был размещен влагозащищенный дисплей на который последовательно выводились цветные и черно-белые изображения из нескольких человеческих лиц.

Эксперимент 1

На первом этапе демонстрировалось одно лицо (раздражитель, CS+) — именно его, по замыслу ученых, рыба должна была впоследствии отличить от нескольких других, демонстрируемых вместе на следующем этапе эксперимента. Определив нужный объект, в соответствии с поставленным заданием рыба должна была выпустить в него струю воды, доказав, что урок освоен. За старание и правильное определение нужных лиц брызгун каждый раз получал вознаграждение в виде порции аппетитного корма.

В первом эксперименте были использованы четыре брызгуна и два изображения человеческих лиц, одно из которых было принято за условный раздражитель (CS+). Как отмечается в отчетной публикации, все без исключения рыбы научились различать CS+ в пределах 2-14 сеансов (рис. ниже: Рыба 1: 12 сеансов; Рыба 2: 14 сеансов; Рыба 3: 3 сеанса; Рыба 4: 2 сеанса).

Эксперимент 2

Во втором эксперименте задача была усложнена: на картинках, демонстрируемых брызгунам менялась форма головы, яркость изображения и цветовая гамма с сохранением тех же лиц. Показательно, что и в этом случае рыбы, после непродолжительного периода обучения, отлично справились с поставленной задачей.

Помимо самого факта обучаемости рыб семейства Taxotidae ученые пришли к любопытному выводу: процент восприятия и запоминания черно-белой картинки оказался несколько выше (86%), чем цветной (81%).

Таким образом, используя две альтернативных методики выбора, ученые из Оксфорда показали, что брызгуны (Toxotes chatareus) способны научиться выделять определенное лицо из большого количества альтернативных изображений (в эксперименте 1, 44 лица), причем демонстрируют такую способность даже после изменения цветовой гаммы, формы головы и яркости изображения (эксперимент 2, 18 граней). Это означает, что брызгуны, не имеющие неокортекса, тем не менее, располагают впечатляющими способностями распознавания. При этом продемонстрированные навыки были получены ими в результате процесса обучения.

_{Публикация на Scientific Reports}
_{Публикация на сайте университета Оксфорда}

На этом всё, с вами был простой сервис для выбора сложной техники Dronk.Ru. Не забывайте подписываться на наш блог, будет ещё много интересного…