Вирджиния Морелл - Эти удивительные животные. Самые неожиданные факты о братьях наших… разумных

Крошечный мозг насекомых состоит из ганглиев – скоплений нервных клеток. В ганглиях головного мозга есть две нейронные структуры, которые из-за их внешней схожести с грибами называются грибовидными телами и являются центром обучения и памяти. Несмотря на маленький размер мозга некоторых насекомых (таких как скалистые муравьи), многие исследователи отмечают его поразительное сходство по строению и функциональности с корой головного мозга млекопитающих. Кроме того, размер этого крошечного мозга имеет гораздо большее значение, чем большинство из нас думает. То, что верно для компьютеров, справедливо и для животных: если машина больше, это еще не означает, что она лучше. Также и большой мозг не всегда является показателем хорошей способности думать и решать проблемы. Более важным является количество нейронных связей, а насекомые, в частности социальные, такие как муравьи и пчелы, имеют очень плотную сетку нейронов. На самом деле мозг общественных ос, пчел и, вероятно, еще и муравьев увеличивается в размерах, когда они сталкиваются с более сложными задачами в своих гнездах.

Это, конечно, не означает, что насекомые являются миниатюрными людьми, покрытыми твердой оболочкой; их врожденное поведение ограничивает их действия и реакции. Но оно более гибкое, чем исследователи предполагали даже десять лет назад. На протяжении двадцатого века, когда идеи бихевиоризма доминировали в вопросах изучения разума животных, ученые рассматривали насекомых (и почти всех животных) как существ, мозг которых считался неизменным, подобно проводам на печатной плате. Каждый нейрон в мозге насекомых (а нейронов у муравьев может насчитываться более ста тысяч; у нас же их около ста миллиардов), как предполагалось, был прикреплен к другому нейрону (т. е. встроен), и они не изменялись с того момента, как насекомое появлялось на свет, и до самой его смерти. Поведение насекомых считалось неизменным, как и их мозг; они действовали исключительно согласно своим встроенным «инстинктам» (этот термин многие исследователи критиковали, так как он не имел точного определения, но означал, что насекомые являлись, по сути, рабами своих генетических инструкций и были не в состоянии изменить свое поведение). Считалось, что насекомые не способны учиться на собственном опыте независимо от того, был ли этот опыт полезным или нет.

Даже для тех, кто думал иначе, довольно трудно, а порой и невозможно было найти соответствующий экспериментальный способ, чтобы заглянуть внутрь мозга насекомого. Например, зоолог и психолог Винсент Дезьер восемнадцать лет (с 1948 до 1966 года) провел в университете Пенсильвании, пытаясь доказать, что мясные мухи ( Phormiaregina ) способны к обучению, то есть они могут изменить свое поведение на основе собственного опыта [4] Чарльз Абрамсон, сравнительный психолог и историк в Университете Оклахомы, считает, что афроамериканский ученый Чарльз Генри Тернер провел много экспериментов, доказывающих, что достаточно большое количество насекомых – муравьи, пчелы, тараканы и пауки – имеют способность к обучению. Абрамсон считает исследования Тернера «основой для всех последующих исследований касательно наличия способностей к обучению у насекомых». Многие из работ Тернера ученые цитируют и сегодня, хотя они были опубликованы в конце XIX – начале XX века. Тернер получил докторскую степень в области зоологии в университете Чикаго, но так и не был принят на работу ни в один университет, несмотря на то, что неоднократно подавал заявки в профессуру. Он преподавал на старших курсах научной школы и параллельно проводил свои новаторские исследования, три из которых были опубликованы в журнале Science еще при его жизни. . «Вероятно, мухи – это маленькие сонные машины, как думает большинство людей, – написал он в 1964 году, – но, глядя на их… вытаращенные глаза… невозможно не задуматься, а что же у них там внутри». В конечном счете, испробовав все, что он мог себе представить, Дезьер сдался, о чем и рассказал в интервью Washington Post в 1966 году. В газете написали об этой неудаче, а под фотографией мухи с преувеличенно огромными глазами, как из фильма ужасов, поместили заголовок: «Не удалось ничему научиться».

Спустя пять лет, в 1971 году, одна из бывших студенток Дезьер, Маргарет Нельсон, наконец доказала, что мухи имеют способность к обучению (если они, например, окунут ноги в воду, то получат вкусный сироп). Ее исследование наряду с расшифровкой танца пчел Карла фон Фриша стало поворотным пунктом в нашем понимании сознания насекомых. Вскоре после того, как были опубликованы результаты исследования Нельсон, другие ученые доказали, что плодовые мушки также имеют способность к обучению и запоминанию. В настоящее время в науке выделили гены плодовых мушек, которые отвечают за эти способности. Действительно, все животные и даже бактерии могут учиться на собственном опыте, как и люди [5] В 2008 году ученые из Принстонского университета обнаружили, что бактерии способны обучаться и «предсказывать» будущие изменения условий внешней среды, как собаки Павлова научились «предсказывать» появление пищи, когда раздавался звонок. В эксперименте исследователей колонии кишечной палочки были помещены в специальные камеры, в которых сначала повышали температуру, а затем снижали содержание кислорода. В результате микроорганизмы «научились» заранее перестраивать свой метаболизм под нехватку кислорода, прежде чем начинала повышаться температура. «Ассоциативное обучение у собак и людей происходит в течение всей их жизни и включает в себя изменение силы связей между нейронами в головном мозге, – говорит Саид Тавазойи, ведущий ученый этого исследования. – Тот процесс обучения, который мы обнаружили у микроорганизмов, происходит в периоды смены нескольких поколений и влечет за собой изменения на генетическом уровне. Тем не менее в основе этого процесса лежат все те же основные принципы ассоциативного обучения». . В каждом из нас, видимо, живет «врожденная учительница» – так Конрад Лоренц назвал предрасположенность к обучению. Эта способность очень удобна, потому что, несмотря на непредсказуемость нашего мира, животные неоднократно сталкиваются с повторяющимися ситуациями. И если они запомнят, как на них реагировать: «Вот вода; если я засуну в нее ноги, я получу сахар!» – им это может очень пригодиться.

Но даже если все животные – это ученики, которые способны учиться чему-то в своем мире, даже если продолжительность их жизни очень коротка, тем не менее ни одно животное, даже шимпанзе, никогда не было признано учителем в полной мере. Поэтому, когда Фрэнкс и Ричардсон опубликовали свое открытие о том, что муравьи способны обучать друг друга, это вызвало бурю протеста.