Исследование интеллекта посредством экспериментов на животных

Исследование интеллекта посредством экспериментов на животных

Очаровательное коричневое создание, эта мышь была «опубликована», как говорят генетики, в 1999 году. В голове Дуги ученые нашли способ блокировать химический элемент, который является своеобразным упором, не позволяющим закрываться синапсу. Речь идет о долгосрочной потенциации стероидов. Долго после того, как ворота синапса обычной мыши уже могли закрыться, ворота Дуги остаются широко открытыми. Таким образом, проход остается открытым для электрических импульсов, и исследование интеллекта может быть продолжено. Дуги был чемпионом по изучению лабиринтов. «Пространственное обучение» - вот его сильная сторона. Он прошел водный лабиринт Морриса, где мышь плавает в бассейне до тех пор, пока не находит платформу, которая расположена прямо под поверхностью воды, за три попытки, в то время как обычная мышь проходит его за шесть. Дуги с блеском одолевал любые лабиринты.

Очаровательное коричневое создание, эта мышь была «опубликована», как говорят генетики, в 1999 году. В голове Дуги ученые нашли способ блокировать химический элемент, который является своеобразным упором, не позволяющим закрываться синапсу. Речь идет о долгосрочной потенциации стероидов. Долго после того, как ворота синапса обычной мыши уже могли закрыться, ворота Дуги остаются широко открытыми. Таким образом, проход остается открытым для электрических импульсов, и исследование интеллекта может быть продолжено. Дуги был чемпионом по изучению лабиринтов. «Пространственное обучение» - вот его сильная сторона. Он прошел водный лабиринт Морриса, где мышь плавает в бассейне до тех пор, пока не находит платформу, которая расположена прямо под поверхностью воды, за три попытки, в то время как обычная мышь проходит его за шесть. Дуги с блеском одолевал любые лабиринты.

Позднее, в 2005 году, команда в университете Калифорнии в Лос-Анджелесе случайно вывела мышь, которую я называю Харрис из-за его измененного белка «HRAS». Исследователи работали над редким нервным расстройством человека, которое забивает нервные клетки и замедляет обучение. Случайно молекула протеина, с которой они работали, изменила скорость высвобождения веществ в синапсах в мышиных нервах. У мыши. ДНК которой было изменено так, чтобы увеличить количество этого протеина, нейроны стреляют веществами в синапсах как из пулемета. В синапсе лавина ключей обрушивается на замки. Двери распахиваются, и обучение идет полным ходом.

Харрис продемонстрировал свои мышление и интеллект в камере, бьющей током по лапкам. Это как эксперимент с горячим асфальтом. Я была достаточно юной, когда в первый раз поставила голую ступню на горячий асфальт. Bay! Ой! Я прыгала, пищала, горячими ступнями добежала обратно до обочины, покрытой травой. И с тех пор мой мозг ассоциирует горячую смолу со жжением в ногах. Я замираю, а потом мчусь, пища и подпрыгивая. Тест на удар ног током измеряет, насколько быстро мышь усваивает тот же урок, что усвоила в детстве я.

Исследование интеллекта

Я видела исследование интеллекта и тест в действии в лаборатории Леша в Германии. Лаборант вытащил черную мышь из ее домика в камеру для теста с электричеством, окруженную защитными черными занавесами. Исследователь Томас Вульц дал ей несколько минут, чтобы понюхать и обследовать усами новую для нее окружающую среду- Мыши не способны к успешному обучению, если у них нет времени, чтобы вначале освоиться. В конечном итоге Вульц, все время рассказывающий нам о том, что вторичка в Болгарии будет падать в цене, включил сигнал, который прозвучал в камере. Горячо-о-о-о. Последовала пауза. И потом мышь прыгала по всему периметру камеры так же, как я прыгала но горячему асфальту. Плитки на полу мягко били током. «Пи! Пи!» - протестовала она точно так же, как пищала я, прыгая по асфальту. Ток прекратился. И она вернулась в домик к своим товарищам.

Спустя некоторое время мы доставили ее по воздуху обратно в камеру. И снова она обнюхала все вокруг в мышиной манере: нюх, нюх, тык, тык. И снова Вульц включил звук. Горячо-о-о-о. И она замерла, демонстрируя инстинктивный ответ на опасность. Она усвоила после одного эксперимента, что после этого звука следует удар тока.

Но Харрис учился еще быстрее, усваивая даже не такие очевидные сигналы. Этой мыши не давали времени исследовать камеру перед звуком и ударом тока, а последующий его удар током был настолько мягким, что некоторые мыши даже не стали бы себя утруждать, чтобы его запомнить. Он вообще не должен был запомнить это событие.

Но в следующий раз он застывал немедленно, когда попадал в камеру, ему не требовался даже звук, чтобы оживить воспоминание. Харрис также одержал победу над обычной мышью в водном лабиринте Морриса.

У Дуги и Харриса были совершенно отличающиеся мутации, но мутации улучшали одну и ту же область мозга - гиппокамп.

«Это крохотный район, - говорит Даффи, показывая мне диаграмму. - У мыши это бананообразная структура, занимающая, вероятно, ю% мозга. Но это центр обучения и памяти. Он также склонен к инсульту и эпилепсии, поэтому эти события оставляют вас без кратковременной памяти».

Он что, говорит мне, что все мои тексты песен, и имена, И лица, и запахи, и орнамент на ковре из моего детства хранятся в этой маленькой штучке?

Нет. Фух.

«Исследование интеллекта позволяет нам думать, что гиппокамп похож на телефонную книгу, - объясняет он. - Он отправляет всю эту информацию коре [самому внешнему слою мозга] на хранение. Когда вам нужно что-то вспомнить, гиппокамп вызывает эту информацию». Сложные воспоминания, как о кухне в моем детстве, могут быть разделены на компоненты: пространственное расположение печи «Ат-лантик» хранится в одном районе моей коры, ее внешний вид - глянцевую серую эмаль - положили на другую полку, а бархатистая шерстка бассет-хаунда дремлет ниже, на еще одной полке. Даффи воспринимает такие воспоминания как «созвездие нейронов», они все связаны синапсами и загораются, когда к ним обращается гиппокамп.

Так, Дуги, Харрис и, предположительно, человек блестящего ума - все они имеют высокопроизводительный гиппокамп. Маленький, но мощный. Без этого библиотекаря, направляющего поток и хранящего информацию, мы бы все пропали.

И наоборот, если бы мы могли узнать, как улучшить гиппокамп, мы бы смогли помочь поврежденному мозгу лучше учиться.

Пока Даффи посвящал меня в описание некоторых из этих взаимодействий, Родер выскользнул из комнаты. Он вернулся с греческим богом. Я снова перестала записывать, на этот раз чтобы предаться наблюдению. Черты этого юноши приближались к совершенной симметрии. Его рот был как лук Купидона; голову покрывали темные кудри. Если симметрия указывает на наличие сильного интеллекта - а наука предполагает, что так и есть, - этот молодой человек может потом приступить к лечению и болезни Альцгеймера, и шизофрении, и ухудшения памяти средних лет. Пока что Родер направлял его на получение степени доктора наук.

Его звали Бечара Сааб. Он вместе с несколькими коллегами собрал некоторые перспективные части исследования, которые лежали по всей лаборатории, и перемешал их вместе, чтобы посмотреть, что могло получиться. В результате появилась мышь с выраженным любопытством. И это любопытство шло рука об руку с быстрым обучением и великолепной памятью.

Является ли любопытство ключом к интеллекту? В этом есть некоторый смысл. Любопытство отправляет животных на поиск новых возможностей. У простых животных эти возможности будут представлены материальными физическими вещами, как еда и друзья. Но у людей любопытство может также вдохновить интеллектуальные путешествия, которые мы называем «трудоемким познанием», воображением и творческим интересом.

Итак, на что же похоже любопытство у мыши? Это гиппокамп, который отвечает на самое легкое прикосновение. Он поет, как Страдивари. Он набирает скорость, как феррари.

Дофамин играет большую роль в чувствительности этого усовершенствованного гиппокампа. Я думаю, достойна внимания поддержка, которую оказывает дофамин экстраверсии, импульсивным качествам. Кроме того, как мы только что видели в главе о добросовестности, дофамин создает стимул потреблять вещи, которые нам нужны, чтобы долго жить и продлить свой род. Без дофамина крыса не будет искать еду или даже подбирать еду, находящуюся у нее перед носом, хотя она охотно пережевывает еду, если ученые положат ее прямо животному в рот. Теперь мы вы-яснили, что дофамин также играет главную роль в любопытстве. Создается впечатление, что это вещество, которое может быть известно под названием «возьми это».

У мыши Сааба дофаминовые рецепторы - замки, не ключи, - похоже, провоцируют любопытство. И отличаются только дофаминовые рецепторы в гиппокампе, этой библиотеке обучения. Чтобы вывести свою мышь, Сааб добавил больше дофаминовых замков, особенно в гиппокамп. Он предположил, что вместо того, чтобы замедлить поток информации, это увеличит число ворот, готовых для входящего сигнала.

И как же это влияет на мышей? Они показали себя маленькими Марко Поло, маленькими Шеклтонами. Когда Сааб поместил этих мышей в незнакомую коробку с незнакомыми пред-Метами, они проводили намного меньше времени, разнюхивая вокруг, чем обычные мыши. И они огромное число раз поднимались на задние лапы. В пугающей окружающей среде мышь поднимается от страха. Но Сааб предлагал им безопасную коробку с приглушенным светом. А когда мыши встают на задние лапы в безопасной окружающей среде, они исследуют. Эти мыши поднимались на задние лапы в два раза чаще, чем другие. Их аппетит к употреблению информации был огромным.

Сааб провел с мышами Шеклтонами еще один тест на любопытство. В лабиринте с большим количеством разветвлений любопытные мыши посетили в два раза больше ответвлений, чем обычные особи. И вместо того чтобы в течение пяти минут акклиматизироваться перед началом исследования, эти мыши отправлялись в путь уже через две минуты.

Эти мыши не обладали гиперактивностью или импульсивностью, чертами, которые также берут начало в дофамине. Они бегают вокруг не из-за постоянной тревоги. Сааб исключил эту возможность, тестируя их на ярком свете, который пугает мышей. Как и обычные мыши, они отказываются исследовать территорию, когда их инстинкт говорит им, что это небезопасно.

Исследования мышей также не были бездумными. Они запоминали информацию о местах, где были, и делали это с огромной скоростью. Сааб дал им и нескольким нормальным мышам по одной попытке в водном лабиринте Морриса, потом вернул всех мышей в их домики на двадцать четыре часа. Когда он предоставил им вторую попытку на следующий день, все обычные мыши забыли, где найти платформу. Но мыши Шеклтоны запомнили важную информацию и провели большую часть своего времени, исследуя нужную часть бассейна.

Что происходило в этих блестящих маленьких мозгах? Чтобы это узнать, Сааб пожертвовал несколькими мышами, изучив тонкие слои их мозговых структур.

Послойное исследование интеллекта посредством изучения мозговой ткани я уже видела у Леша. Лаборант, сгорбившись над столом, работал с белым мозгом размером с арахис. Подвергнутый глубокой заморозке для сохранения формы, мозг соскользнул с холодного лезвия, которое срезало один слой. Лаборант снял эту ткань, свернувшуюся, как картофельные чипсы, с лезвия и положил на предметное стекло микроскопа. Он прижал свой теплый палец снизу стекла. По мере того как слой оттаивал, он расправлялся на предметном стекле. Мозг необходимо целиком разделить на такие тонкие слои, чтобы создать полную энциклопедию от задней до передней его части.

Выбирая слои гиппокампа мышей Шеклтонов, команда Сааба изучала один нерв за другим, для того чтобы узнать, как устроен процесс обучения этого любопытного мозга. Маленькими инструментами они имитировали процесс обучения, выстреливая крохотными электрическими зарядами по синапсу. Так они определят, являются ли нейроны Шеклтона более чувствительными, чем нормальные. Итак, они установили уровень электрического тока на половину нормальной мощности, которая требуется для того, чтобы преодолеть синапс, и нажали на выключатель. У нормальной мыши это смогло бы открыть достаточно ворот, только чтобы создать краткосрочную потенциацию, самый слабый отпечаток памяти. В любопытном мозге он практически снес двери с петель. Эти слои мозга записывали нестираемые воспоминания прямо там на столе.

Так еще одна часть пазла встает на свое место. Но должно быть намного больше. И обнаружение кусочков не будет гарантировать, что мы сможем использовать их для улучшения человеческого здоровья. Я имею в виду, приятно осознавать, что добавление дофаминовых рецепторов в ваш гиппокамп, вероятно, может сделать вас любопытным гением. Но как в точности мы можем это совершить? У мышей Шеклтонов это получилось в результате манипуляции с генами. Пока что люди не выстраиваются в очередь, чтобы их гены кто-то реорганизовал.

И мы не знаем, есть ли недостатки у мышей Шеклтонов в какой-то другой области. Родер вернулся, разливая на пол чай и слушая своего студента с неподдельным интересом.

«У мышей есть различные виды интеллекта, - говорил он. - У вас может быть вид, характеризующийся высоким уровнем обучения и памяти, но, например, низким уровнем социальной ориентации. У меня нет социального интеллекта, - добавил он с улыбкой. - Я ценю его в других, в моей жене, например».

Интеллект у мыши или человека - это намного больше, чем просто сумма записанных единиц информации. Интеллект опирается во многом на нашу способность реорганизовывать эти единицы информации для создания новых идей. Это то, что позволяет животным ориентироваться в окружающей среде, которая всегда меняется. Это общий интеллект.

Когда я принесла домой мышей Митци и Макси из зоомагазина и посадила их в новый домик, они использовали свой общий интеллект. Они никогда не видели точно такую же бутылочку с водой, какую я им приготовила, но они направились прямо к ней и попили. Также они никогда не видели такое же колесо, как мое, но обе мыши залезли на борт и начали бежать. (Митци, моя тревожная мышь, не останавливалась около двадцати четырех часов.) В зоомагазине они спали в пластиковых хижинах, но здесь они разобрались, как прятаться под кучей измельченных банковских отчетов. Окружающая среда была незнакомой, но напоминающей условия предыдущей среды обитания, и они обобщили информацию.

Общий интеллект позволяет нам адаптироваться. В первый раз, когда я вхожу в ваш дом, я, как мои мыши, буду знать, как получить воду. Ваш кран может отличаться от всех, которые я видела, или у вас в углу может просто стоять бочка. У вас могут быть чашки, стаканы или ковш. Несмотря на это, я смогу собрать вместе прежние воспоминания так, чтобы освоиться в этой новой ситуации. Это эффективная система, потому что позволяет животным применять общие правила к любой среде обитания вместо того, чтобы запоминать каждую деталь.

Ученые могут создать мышь, которая учится хорошо, но потом забывает, теряя свой общий интеллект. Они могут создать такую, которая быстро выучит лабиринт, но потом не сможет переучиться на новый маршрут, когда ученые переместят награду в другое место лабиринта. Или они могут создать мышь, которая хорошо учится, но не может использовать свои знания, поскольку она слишком гиперактивна, чтобы сосредоточиться.

«Есть десятки умных мышей, - говорит Сааб. - Самое замечательное в них - это их специфика. Мы точно знаем, что меняем- Это приближает нас к основам того, как работает мозг, как перемещается информация».

Но некоторые мыши обучаются лучше, чем другие, еще до того, как ученые повозятся с их генами. Почему же эволюция не сделала каждую мышь маленьким гением?

Мы, такие мудрые ученые, забываем, что ум определяется делами. Животному нужно ровно столько мыслительных способностей, сколько требуется для того, чтобы успешно вырастить потомство. Большинство животных могут преодолеть возникающие жизненные трудности, затратив небольшое количество энергии. И при этом дополнительная требуемая мощность может нести в себе риск. Умная мышь быстро изучит свою окружающую среду, что позволит ей более эффективно заниматься своими делами. Но обучение требует внимания. В течение всей своей маленькой жизни умная мышь будет уделять большую часть своего внимания обновлению банков памяти, добавляя новые ориентиры на свою ментальную карту, а также замечая новый самый короткий путь до места, где она добывает пищу.

Внимание не может быть бесплатным. Мозг выполняет только небольшое количество операций одновременно. И мышь, которая делает засечки и запоминает запахи, не уделяет достаточно внимания хищникам, как это делает обычная мышь. Простая мышь запоминает один маршрут на работу и следует по одному и тому же маршруту до дня своей смерти. Так как она почти все время на автопилоте, то может уделить все внимание своего мозга ястребам, совам, лисам, змеям и ласкам. Так почему же эволюция не сделала каждую мышь такой? Потому что простой мыши приходится расплачиваться, когда окружающая среда меняется - кто-то сметает ее участок с семенами, и ей приходится искать новый. А потом запоминать, где он находится.

Каждый стиль жизни адекватен среде обитания. Ни то, ни другое не работает безупречно. Но поскольку разнообразие стилей личности дает всему виду больше шансов пережить испытания природы, то разнообразие продолжает существовать.

Расскажите друзьям

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Больше информационных новостей

Для перекачки дизельного топлива с различных резервуаров и ёмкостей используются…

Подробнее

Парктроник – это устройство для парковки и движения по узким…

Подробнее

Новогодние каникулы в России являются давним предметом споров. О том,…

Подробнее

Не так давно были представлены новые устройства электронного рынка, значительно…

Подробнее
Недавно опубликованы

Как новичку в мире тяжелого спорта поверить в свои силы,…

Подробнее

Давно заглядываетесь на чудо-устройство, но не знаете, как выбрать гироскутер?…

Подробнее

Для тех, кто жить не может без автомобилей, неплохо в…

Подробнее

Участники алкогольного рынка, а также производители безалкогольной продукции собрались четвертого…

Подробнее