U człowieka już na bardzo wczesnym etapie rozwoju pojawia się tzw. system liczb przybliżonych (ANS, ang. approximate number system), dzięki któremu możliwe jest w krótkim czasie oszacowanie liczebności obserwowanych przedmiotów. Wyniki badań sugerują, że funkcjonuje on już u niemowląt, angażując neurony płata ciemieniowego. Podobną aktywność odkryto także w mózgu małp. Nie udało się jednak stwierdzić czy jest to wrodzona zdolność u ssaków naczelnych, ponieważ małpy przed badaniem przechodziły treningi, podczas których otrzymywały nagrody za wybranie większej liczby kropek. Zdolność do uczenia się rozróżniania i wskazywania mniejszej lub większej liczebności obiektów wykazywały też inne zwierzęta: psy, ryby i pszczoły.

“Zrozumienie mechanizmów neuronowych, zarówno u ludzi, jak i u innych gatunków, daje nam wgląd w to, jak nasze mózgi zmieniały się w czasie ewolucji i jak funkcjonują teraz – mówi prof. Stella Lourenco, współautor badania.”

Dlatego też naukowcy starają się dowiedzieć, czy i w jaki sposób mózgi zwierząt reagują na różną liczbę obserwowanych przedmiotów. W tym celu przebadano za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego 11 psów, które wcześniej za pomocą metody pozytywnego wzmocnienia zostały nauczone samodzielnego wchodzenia do skanera i leżenia w nim na brzuchu. W ten sposób wyeliminowano konieczność unieruchamiania zwierząt lub stosowania leków uspokajających. Podczas badania psy mogły swobodnie się poruszać i były nagradzane za przebywanie w skanerze.

Co istotne, przed przeprowadzeniem eksperymentu psy zostały jedynie przyzwyczajone do przebywania w skanerze, nie przechodziły treningu związanego z rozpoznawaniem mniejszej lub większej liczebności. Podczas badania zwierzęta biernie obserwowały tablicę, na której pojawiały się zestawy 2, 4, 6, 8, i 10 kropek, zajmujących w sumie 10, 20 lub 30% powierzchni całego obrazu. Lokalizacja kropek zmieniała się losowo, ale odległość między nimi zawsze była na tyle duża, aby można było mieć pewność, że psy będą je odbierać jako osobne obiekty. Analiza zapisu fMRI ujawniła, że u 8 z 11 zwierząt aktywność w ciemieniowo-skroniowym obszarze kory mózgowej była większa, kiedy liczba kropek zmieniała się, niż wówczas gdy pozostawała stała.

“Poszliśmy prosto do źródła, obserwując mózgi psów, aby uzyskać bezpośredni obraz tego, co robią ich neurony, kiedy psy oglądały różne ilości kropek – mówi Lauren Aulet, współautor badania. – To pozwoliło nam ominąć słabości poprzednich badań behawioralnych psów i niektórych innych gatunków.”

Psy i ludzi dzieli 80 mln lat ewolucji. Mimo to zdolność do oceniania liczebności jest wspólna dla tych dwóch gatunków, podobnie jak odpowiadający za to obszar kory mózgu. W przeciwieństwie jednak do innych zwierząt, ludzie są w stanie wykorzystać tę zdolność do znacznie bardziej skomplikowanych obliczeń, angażując w nie przede wszystkim korę przedczołową.

“Jednym z powodów, dla których jesteśmy w stanie wykonywać rachunek różniczkowy i algebraiczny jest to, że mamy tę podstawową zdolność liczenia, którą dzielimy z innymi zwierzętami – mówi Lauren Aulet. – Chciałabym dowiedzieć się, w jaki sposób rozwinęliśmy tę wyższą zdolność matematyczną i jak te umiejętności rozwijają się z czasem u poszczególnych osób, zaczynając od tej podstawowej zdolności w okresie niemowlęcym.”

Bibliografia:
Aulet L.S., Chiu V.C., Prichard A., Spivak M., Lourenco S.F., Berns G.S. Canine sense of quantity: evidence for numerical ratio-dependent activation in parietotemporal cortex. Biology Letters 2019

Dodaj komentarz