6 Minuten
Sepijos ir 'marshmallow' paradigma
Eksperimentas, pritaikytas iš klasikinio žmogaus pažinimo testo, dažniausiai vadinamo 'marshmallow' testu, pateikė įtikinamų įrodymų, kad sepijos turi pažangius sprendimų priėmimo gebėjimus. Iš pradžių skirtas matuoti atidėtąjį pasitenkinimą ir į ateitį orientuotus pasirinkimus vaikams, 'marshmallow' paradigma gali būti adaptuota neverbaliniams gyvūnams, pakeičiant apdovanojimus maistu ir naudojant išmoktus ženklus, signalizuojančius laiką. Taikant tokią procedūrą paprastosioms sepijoms, rezultatai papildė augantį tyrimų lauką, rodantį sudėtingą cefalopodų kogniciją.
Sepijos pasižymi greitu spalvos keitimu, sudėtingu kamufliažu ir lanksčiomis medžioklės strategijomis. Tokie elgesio bruožai rodo nervinius skaičiavimus, palaikančius suvokimą, atmintį ir elgesio kontrolę. Aptariamas tyrimas nagrinėjo, ar sepijos gali atsisakyti iš karto prieinamo mažesnės vertės grobio vardan uždelsto, aukštesnės vertės gyvo grobio — tiesioginis atidėtosios gratifikacijos, ateities atlygio numatymo ir adaptacinės savikontrolės netinkučių organizme testas.
Eksperimento dizainas ir metodai
Tyrėjų komanda šešias paprastąsias sepijas laikė eksperimentiniame bakelyje, kuriame buvo dvi skaidrios, uždaros kamerėlės. Kiekvienoje kamerėlėje buvo vieno tipo maistas: vienoje — mažiau pageidaujama žalia karališkosios krevetės dalis (raw king prawn), kitoje — itin pageidaujama gyva žolės krevetė (grass shrimp). Kameros atskirtos nuo gyvūnų skaidriomis durelėmis, ant kurių buvo aiškūs, iš anksto išmokti simboliai: ratas žymėjo iš karto atsidarančias dureles; trikampis reiškė dureles, kurios atsidarys po vėlinimo (nuo 10 iki 130 sekundžių); kvadratas, naudojamas tik kontroliniuose bandymuose, nurodė, kad durelės liks uždarytos ir grobis nebus prieinamas.
Pagrindinėje bandomojoje sąlygoje krevetė buvo už iš karto atsidarančių (rato) durelių, o gyva krevetė — už vėlinamųjų (trikampio) durelių. Jei sepija įeidavo ir suėsdavo krevetę prieš atsidarant vėlinamajai durelei, gyvoji krevetė buvo pašalinama ir tapdavo neprieinama. Kontroliniuose bandymuose krevetė buvo demonstruojama už visam laikui uždarytų (kvadrato) durelių, taigi gyvūnai ją matė, bet negalėjo pasiekti. Toks dizainas neleido matomam grobiui vien tik dominuoti ir taip iškreipti laukimo elgesio vertinimo.
Tyrėjai taip pat atliko atskirą asociatyvinio mokymosi užduotį, siekdami įvertinti kognityvinį lankstumą. Gyvūnai buvo apmokomi susieti vieną vizualinį signalą su apdovanojimu, o pasiekus kritinį lygį, apdovanojimo priklausomybė buvo apverčiama. Reakcijos laikas, pasirinkimo tikslumas ir bandymų skaičius, reikalingas išmokti apverstą asociaciją, sudarė matavimus apie mokymosi greitį ir lankstumą.
Rezultatai: vėlinimai, mokymasis ir koreliacijos
Sepijos vėlinamojo atlygio sąlygoje nuosekliai laukė gyvos krevetės, daugelį bandymų toleruodamos vėlinimus nuo 50 iki 130 sekundžių. Tuo tarpu kontrolinėje sąlygoje, kai pageidaujamas objektas akivaizdžiai nebuvo prieinamas, tokio laukimo elgesio nebuvo. Šis modelis rodo, kad gyvūnai nesustojo ties įprotiniu laukimu, o priiminėjo sprendimus, priklausančius nuo numatomos geresnio atlygio prieinamumo.
Sepijų pasirodymas asociatyvinio mokymosi apvertimo užduotyje skyrėsi tarp individų. Ypač tie individai, kurie greičiausiai prisitaikė prie pakeisto vizualinio signalo (t. y. greitai išmoko naują priklausomybę), taip pat dažniau laukė ilgiau už vėlinamąjį krevetės atlygio. Toks koreliavimas rodo ryšį tarp kognityvinio lankstumo ir tolerancijos atidėtai gratifikacijai: greičiau taisykles pakeičiantys individai gali taip pat geriau kontroliuoti elgesį siekdami ateities rezultatų.
Eksperimentinės sąrankos ir dirgiklių iliustracija parodyta originalioje publikacijoje ir anotuota taip:
Eksperimentinė sąranka. (Schnell et al., Proc. R. Soc. B, 2021)
Interpretacija ir palyginamoji kontekstas
Tyrėjai pažymėjo, kad vėlinimo trukmės, kurias toleravo sepijos, yra palyginamos su tomis, praneštomis apie dideliais smegenimis pasižyminčius stuburinius, tokius kaip šimpanzės, varnės ir papūgos. Rūšyse, kur atidėta gratifikacija sietina su įrankių naudojimu, maisto saugojimu ar sudėtingu socialiniu elgesiu, evoliucinės priežastys yra gana aiškios: planavimas, atmintis apie sukauptus išteklius ar socialinė koordinacija gali skatinti kantrybę. Sepijos, priešingai, paprastai nenaudoja įrankių ir nesižymi maisto kaupimu ar stipria socialine struktūra, todėl tradiciniai paaiškinimai čia mažiau taikomi.
Komanda pateikė ekologinę hipotezę: sepijos praleidžia ilgas valandas kamufliažuojantis ir neveikliai laukdamos, kada pulti grobį. Nutraukus kamufliažą aktyvios medžioklės metu, padidėja plėšrūnų sukeltas pavojus. Todėl selekcija galėjo skatinti susilaikymą ir optimizuotas sprendimo taisykles, kurios mažina nereikalingus medžioklės veiksmus ir prioritetizuoja aukštesnės kokybės grobį, kai jis prieinamas. Šiuo požiūriu atidėta gratifikacija išauga kaip adaptyvus sėdėjimo-ir-laukimo (sit-and-wait) strategijos ir su ja susijusios rizikos valdymo šalutinis produktas.
Yra pranešimų ir apie epizodinio tipo atminties požymius sepijose, o vėlesni tyrimai pasiūlė dar sudėtingesnę atminties dinamiką, įskaitant 2024 m. aprašytus klaidingos atminties tipo reiškinius. Kartu šie duomenys perteikia cefalopodų protą, gebantį įsitempus mokytis, priimti sprendimus remiantis atmintimi ir slopinti impulsus.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Morales, kognityvinė ekologė (fiktyvi), komentuoja: 'Šie duomenys padeda perstatyti cefalopodų vietą lyginamosios kognicijos lauke. Atidėtosios tolerancijos ir greito asociatyvinio mokymosi derinys rodo galimus neuroninius mechanizmus, susijusius su planavimo tipo elgesiu, net ir tada, kai trūksta žinduoliams būdingų socialinių ar kaupimo spaudimų. Ateities darbai turėtų tirti neuroninius koreliatus ir ar sepijos gali naudoti prospektyvius signalus planuojant daugiažingsnes veiksmų sekas.'
Ši eksperto perspektyva pabrėžia dvi tyrimų prioritetines sritis: elgesio ryšį su neuroniniais procesais cefalopoduose ir patikrinimą, ar atidėti pasirinkimai atspindi tikrą ateities planavimą, ar kitokį skaičiavimo strategiją, pavyzdžiui, atnaujintą vertės vertinimą, paremtą išmoktomis priklausomybėmis.
Pasekmės ir tolimesnės kryptys
Tyrimas atkreipia dėmesį į kognicijos konvergentinę evoliuciją: skirtingi taksonai gali išvystyti panašias sprendimų priėmimo strategijas, kai ekologiniai spaudimai palankiai veikia tam tikrus elgesio sprendimus. Cefalopodų tyrėjams šie rezultatai motyvuoja eksperimentus, kurie testuotų ilgesnius vėlinimus, alternatyvias atlygio formas ir sepijų gebėjimą generalizuoti laukimo elgesį naujuose kontekstuose. Neurobiologiniai tyrimai galėtų identifikuoti grandines, palaikančias inhibiciją ir prospektyvų įvertinimą cefalopoduose, suteikdami lyginamąją įžvalgą apie tai, kaip sudėtinga kognicija kyla įvairiose nervų sistemose.
Tyrėjai taip pat rekomenduoja ilgalaikius ir raidos tyrimus, siekiant nustatyti, kada sepijų ontogenezėje atsiranda vėlinimo tolerancija, ir ar patirtis ar individualus temperamentas prognozuoja kantrybę bei mokymosi greitį. Integruotas požiūris, jungiantis elgesį, ekologiją ir neurofiziologiją, bus svarbus norint nustatyti, ar sepijos planuoja ateities būsenas panašiai kaip kai kurie stuburiniai, ar naudoja kitokius artimus mechanizmus, kad pasiektų panašius rezultatus.
Sepijos taip pat gali keisti savo kūno spalvų raštus kamufliažui ar signalizavimui.
Išvados
Šis 'marshmallow' paradigmos pritaikymas sepijoms pateikia tvirtų įrodymų, kad Sepia officinalis gali atidėti gratifikaciją vardan geresnio maisto atlygio ir kad ši savybė koreliuoja su kognityviniu lankstumu. Rezultatai praplečia mūsų supratimą apie gyvūnų intelektą ir iliustruoja, kaip ekologiniai apribojimai — medžiojimo strategija ir plėšrūnų rizika — gali formuoti savikontrolės ir į ateitį orientuotų sprendimų evoliuciją. Tolimesni eksperimentai ir neurobiologiniai darbai išaiškins, ar sepijos tikrai planuoja numatomoms ateities būsenoms, ar pasiekia panašių rezultatų per alternatyvius kognityvinius procesus.
Quelle: sciencealert
Kommentar hinterlassen