Ученые в поисках разума

23 мая 2013 года в Государственном Дарвиновском музее в рамках выставки «Братья по разуму? Экспериментальное изучение интеллекта животных» состоялась публичная лекция доктора биологических наук, профессора, заведующей лабораторией физиологии и генетики поведения биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Зои Александровны Зориной «Ученые в поисках разума».

Из-за ограниченного времени Зоя Александровна смогла остановиться только на одном аспекте проблемы мышления — способности животных экстренно решать новые задачи с помощью орудий. Ниже мы предлагаем краткое изложение этой интереснейшей лекции. Подготовила Наталья Резник.

Что ищут ученые?

Мы постоянно наблюдаем за поведением животных, которое поражает нас своей целесообразностью и сложностью. Неспециалисты приписывают животным человеческие качества и чувства: хитрость, ревность, удивительную сообразительность. В результате рождаются мифы о птицах, которые притворяются ранеными, уводя хищника от гнезда, или о крысах, ворующих птичьи яйца: одна особь служит корзинкой, а другая — тягловой силой. Антропоморфный подход к животным господствовал до конца XIX века и не изжит и до сих пор.

Начало научному подходу к проблеме разумности животных положил Чарльз Дарвин, утверждавший, что поведение животных состоит из трех основных компонентов: инстинкта, способности к обучению и способности к «рассуждению», т.е. мышления.

Инстинкты — врожденные, характерные для всего вида, стереотипные по исполнению поведенческие акты,которые приспосабливают животное к типичным для вида условиям среды. Обучение обеспечивает способность постепенно приспосабливаться к условиям среды, которые регулярно действуют на данную особь на протяжении некоторого времени. Мышление -обобщенное и опосредованное отражение действительности, позволяющее адекватно действовать в новой, неожиданно возникшей ситуации без предварительных проб и ошибок. Если животное действует именно так, можно говорить о его разумности.

Каждый поведенческий акт включает все три компонента, смешанные в разных пропорциях. Иногда преобладают инстинкты, иногда разум, и подчас неспециалисту трудно понять, с чем он имеет дело, поскольку внешне сходные формы поведения могут иметь разную основу. Например, Дарвинов вьюрок, который палочкой добывает насекомых из-под коры, ведет себя инстинктивно. А голубая сойка, которая, сидя в клетке, не может дотянуться клювом до корма и скрученным в жгут клочком газеты подгребает его к себе, демонстрирует индивидуальную сообразительность. Птицу перед опытом несколько часов не кормили, она была голодна, вокруг клетки валялись крошки вчерашнего корма, а дно было выстлано чистой газетой. Сойка оторвала кусочек газеты и согнула клювом и лапами. В естественных условиях сойки никаких орудий не используют.

Эксперименты и наблюдения

Ответить на вопрос, есть ли у животных разум, и отличить инстинктивное и приобретенное поведение от разумного, позволяют эксперименты и регулярные наблюдения специалистов-этологов в природных или приближенных к ним условиях.

Естественно, первые кандидаты в разумные животные — человекообразные обезьяны. Экспериментальное изучение их мышления началось в 20-е годы ХХ века. Вольфганг Кёлер (Wolfgang Kohler) предлагал шимпанзе видимую, но недосягаемую приманку. Палки и ящики, с помощью которых можно было достать лакомство, лежали тут же, и шимпанзе сооружали пирамиду из ящиков, забирались на нее и сшибали приманку палкой. Они добивались цели с первого раза, не совершая ошибок. Это явление Кёлер назвал инсайтом, от английского «озарение». Опыты Кёлера неоднократно повторяли другие исследователи, в том числе Иван Петрович Павлов и советский и российский физиолог высшей нервной деятельности Леонид Александрович Фирсов. Результаты всегда были одинаковы.

Под влиянием множества фактов И.П. Павлов изменил свои взгляды на условный рефлекс как единственный способ приспособления животных к среде обитания. В 1935 году он писал: «.А когда обезьяна строит вышку, чтобы достать плод, это условным рефлексом не назовешь. Это есть случай образования знания, улавливания нормальной связи вещей, зачатки того конкретного мышления, которым мы орудуем».

Мышление — важный компонент поведения человекообразных обезьян не только в лаборатории, перед лицом поставленной экспериментатором задачи, но и в естественных условиях. Британская исследовательница Джейн Гудолл (Jane Goodall) несколько десятилетий наблюдала за шимпанзе в джунглях Танзании. Она обнаружила, что обезьяны широко пользуются различными предметами не только для добывания пищи, но и в других целях. Так, молодой самец Майк добился лидерства в группе, гремя двумя пустыми канистрами из-под керосина. После нескольких таких демонстраций он добился статуса, не положенного ему по возрасту. Положение лидера Майк утратил только в глубокой старости, за год до смерти.

Наблюдения за животными в джунглях плодотворны, но трудны. Этологи часто работают с модельными популяциями, которые живут в условиях, приближенных к естественным, но достаточно комфортных для ученых. Прекрасные условия для горилл созданы в Пражском зоопарке. Обезьяны живут группой, состав которой близок к природной: главный самец, два самца помоложе, несколько самок, дети и подростки. Более 10 лет назад поведение обезьян стали фиксировать с помощью четырех видеокамер. Руководит исследованиями ученица Л.А. Фирсова Марина Алексеевна Вончатова, ведущий приматолог Чехии.

Видеонаблюдения оказались кладезем информации. Как и в лаборатории, гориллы в вольере складывают пирамиды подручных средств и достают приманку палками, Исследователи увидели, что обезьяны без подсказки используют один и тот же предмет для решения разных задач. Так, пластиковые ящики служат им ступеньками, гнездом, подносом, оружием. Для достижения одной цели можно использовать разные предметы: роль ступеней играли ящики, корзина, мяч, куски дерева, другое животное. Стружка послужила наполнителем корзины (горилла в ней спала) и подушкой для сидения. Молодая самка Мойя несколько раз зацепляла комки стружки ногами и передвигалась по заснеженному полу вольера, как в галошах. Самая удивительная новация — использование стружки для блокировки фотоэлемента на фонтанчике для питья. В результате фонтанчик не отключался, и горилла плескалась в свое удовольствие. За годы наблюдений исследователи зарегистрировали сотни эпизодов употребления разных орудий, но умом и сообразительностью отличались только три гориллы. Остальные ничему у них не учились. Разница в способностях между представителями одного вида огромна. Когда специалисты говорят, что для высших обезьян характерны мышление и орудийная деятельность как проявление мышления, речь идет не о виде в целом, а об отдельных особях. Это справедливо и для других видов.

Фукидид и птицы

Орудийная деятельность свойственна не только человекообразным обезьянам, но и некоторым птицам. Их мозг не имеет ни борозд, ни извилин, ни шестислойной коры, которая считается самым высшим отделом мозга. Передних конечностей, которыми можно ухватить предмет, у них тоже нет. Но, несмотря на это, птицы часто используют орудия и даже их изготовляют.

Первое описание птичьего мышления (и мышления животных вообще) принадлежит греческому историку Фукидиду, жившему в IV веке до н.э.

Он писал о том, как ворон бросал камешки в дупло, на дне которого скопилась вода. Уровень воды поднялся, и ворон смог напиться.

Уже в наши дни эти наблюдения проверили в лаборатории на других врановых птицах — грачах. В узкий прозрачный цилиндр наливали немного воды, на поверхности которой плавал червяк. Грач осмотрел цилиндр и сразу понял, что до лакомства он не дотянется, даже пробовать не стал. Тогда экспериментатор выложил рядом с цилиндром кучку камней, грач немедленно стал опускать их в цилиндр по одному, пока вода не поднялась до нужного уровня. Птицы, уже решавшие эту задачу, оптимизировали процесс, выбирая более крупные камни.

Попугай какаду делал палочки, чтобы доставать орех, засунутый экспериментатором в неудобное место. Места каждый раз были разные, палочки, соответственно, тоже.

Новокаледонские вороны в лаборатории Оксфордского университета додумались сгибать проволочку, чтобы получившимся крючком подцеплять приманку — ее клали в маленькое ведерко, помещенное в узкий цилиндр. В природе новокаледонские вороны выковыривают добычу из-под коры разными палочками и крючками, которые выкусывают из веток деревьев, в лаборатории им приходилось работать с другими материалами. Если птице давали заготовку для крючка, она неизменно совершенствовала ее форму. Похоже, ворона заранее представляла, какое орудие у нее должно получиться.

Грачи в естественных условиях никакими орудиями не пользуются, но, когда в лаборатории им предложили ведерко с приманкой в цилиндре, быстро справились с задачей, согнув крючок.

Проблемы орудийной деятельности

Орудийная деятельность присуща далеко не всем животным. Низшие обезьяны по своей инициативе никогда не станут использовать палку, чтобы достать лакомство, хотя их можно этому научить.

Хищным млекопитающим такое поведение тоже, в общем, не свойственно. Их мозг по структуре гораздо проще мозга низших обезьян, в нем меньше борозд и извилин. Пока из этого правила известно единственное исключение. В 2012 году специалисты Центра изучения динго (Австралия) предложили группе животных лакомство, подвесив его вне досягаемости. Динго находились в вольере. Одна из собак зубами подтащила легкий столик, другая тут же на него вскочила, но сразу и спрыгнула. Увы, стол подвинули неудачно, с него до приманки было не дотянуться, но собаки поправлять ничего не стали. Изобретательница в конце концов дотянулась до корма, балансируя на краю стола.

Интересно сравнить деятельность динго с поведением некоторых слушателей на лекции З.А. Зориной. Ближе к концу лекции несколько человек почему-то решили уйти. Аудитория была забита до предела; чтобы пробраться к выходу, людям пришлось лавировать между стульями, и попалась им на пути табуретка. Кто-то ее перешагивал, кто-то обходил, но ни один не убрал с дороги, задвинув под стол, хотя сделать это было совсем нетрудно.

Орудийные задачи не всем доступны, не всякое животное физически способно сгибать проволочки и строить пирамиды, однако это не значит, что оно лишено разума. Чтобы исследовать мышление у любого вида позвоночных, советский биолог Леонид Викторович Крушинский разработал задачу на экстраполяцию. Животному показывают приманку, которая затем исчезает из поля зрения. Если животное мысленно представит, как движется ставшая невидимой кормушка, и пойдет в нужную сторону, то сможет полакомиться. Оказалось, что рыбы и амфибии эту задачу не решают, а рептилии, птицы и млекопитающие в той или иной степени с ней справляются.

При этом животные, очевидно, не перебирают варианты, а мысленно анализируют условия задачи, представляют причинно-следственные связи между ее элементами, составляют план решения.

Таким образом, ученые отыскали разум у широкого круга позвоночных. Пусть во многих случаях он присутствует в зачаточной форме, но он, безусловно, есть. Степень его развития зависит от уровня мор-фофизиологической организации мозга. Способность к разумной деятельности зависит от личностных особенностей животного и проявляется много позже, чем способность к обучению