Двое немецких исследователей подтвердили: черные вороны способны принимать решения в условиях зашумленного сигнала быстрее людей и макак. В эксперименте птицы выбирали направление движения большей части точек на экране и делали это в среднем за 235 миллисекунд — примерно вдвое быстрее, чем люди и макаки в аналогичной задаче. Исследование также зафиксировало наличие нейрональных кодов направления и выбора в мозге птиц, аналогичных тем, что обнаруживаются у млекопитающих. Результаты опубликованы в журнале Science.

До этого считалось, что у приматов скорость накопления доказательств связана с активностью нейронов коры: чем выше когерентность, тем быстрее растет активность нейронов, и время на решение в среднем у макак составляло 410–600 миллисекунд, у людей — 450–820 миллисекунд, если дать им время работать в собственном темпе. Авторы подчеркивали, что нейронных аналогов неокортекса у птиц нет, и механизм принятия решений у них до конца не ясен.

На эту тему учёные Филипп Шмидбауэр и Андreas Nieder из Тюбингенского университета создали эксперимент с двумя черными воронaми (Corvus corone) возрастом 9 и 10 лет. Воронам предложили ту же задачу: определить направление движения большей части точек. В некоторых блоках точки двигались преимущественно вправо или влево, в других — вверх или вниз; когерентность варьировала между 3, 9, 27 и 81 процентами. Контрольный тест проводили с когерентностью 0 процентов, когда точки двигались случайно. Чтобы сделать выбор, птицы должны были клюнуть в цель справа или слева (или вверх или вниз) от группы точек. Во время экспериментов регистрировали активность нейронов каудолатерального нидопаллиума — предполагаемого аналога префронтальной коры у приматов.

Результаты оказались впечатляющими: вороны правильно определяли направление в среднем в 75% случаев. Даже при слабом сигнале когерентности 3% птицы показывали достоверно лучшую точность, чем при случайном выборе. При максимальной когерентности 81% точность достигала 99%. Время реакции почти не зависело от сложности задачи: средняя скорость — около 235 миллисекунд, что примерно вдвое быстрее, чем у людей и макак. При отсутствии объективного сигнала и выборе направления вслепую птицы справлялись за 254 миллисекунды.

В нидопаллиуме обнаружилась популяция нейронов, избирательных к направлению: часть клеток активировалась сильнее на движение в одном направлении, другая — на противоположное. При выборе направлений разница в активности возникала уже через 70 миллисекунд после появления стимула и сохранялась за 170 миллисекунд до клика птицы по цели. Даже в ошибочных пробах и тестах со случайным движением точек активность кодировала направление, которое выбрала ворона, а не истинное направление. При этом связь между степенью когерентности и скоростью активации была не линейной, а лучше аппроксимировалась логарифмической: на низких когерентностях скорость роста сигнала быстрее, на высоких — приближалась к плато. Порог активации нейронов к моменту принятия решения тоже зафиксирован: у быстрых ответов порог поднимался быстрее, у медленных — медленнее, но в целом уровень сходился примерно за 50 миллисекунд до клювания цели.

Авторы заключили, что механизм принятия решений у ворон, несмотря на независимое эволюционное развитие, частично повторяет принципы приматов: есть популяции нейронов, которые накапливают доказательства и достигают порога активности, после чего наступает выбор. Быстрая скорость реакции воронов связывается с плотной связностью паллиума, высоким быстродействием зрительного восприятия и возможной эволюционной ролью быстрого зрительно-моторного контроля в условиях естественной среды. В контексте предыдущих работ Nieder и его коллеги дополнили картину: восприятие слабых визуальных стимулов отражается в активности нейронов паллиума, что может служить коррелятом сознания даже без неокортекса.