Kishore Kuchibhotla, neurobiolog z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, który bada proces uczenia się u ludzi i zwierząt i który od dawna pracuje z myszami, zastanawiał się, dlaczego gryzonie często słabo wypadają w testach, choć wiedzą, jak wypaść dobrze. Dzięki prostemu eksperymentowi i zachowaniu się w roli „trochę mysiego psychologa” on i jego zespół doszli do tego.
„Wygląda na to, że duża część tej luki między wiedzą a wynikami polega na tym, że zwierzę angażuje się w jakąś formę eksploracji – to, co robi, jest bardzo sprytne” – powiedział. „Trudno powiedzieć, że zwierzęta stawiają hipotezy, ale naszym zdaniem zwierzęta, podobnie jak ludzie, mogą stawiać hipotezy i mogą je testować, a do tego mogą wykorzystywać wyższe procesy poznawcze”.
Wyniki pracy, które pogłębiają naszą wiedzę na temat poznania zwierząt i mogą prowadzić do zidentyfikowania neuronalnych podstaw planowania strategii, opublikowano w czasopiśmie Current Biology.
Laboratorium Kuchibhotli odkryło już wcześniej, że zwierzęta wiedzą o zadaniach o wiele więcej, niż wykazują w testach. Zespół miał dwie teorie na temat tego, co może kryć się za tą luką. Albo myszy popełniały błędy, ponieważ były zestresowane, albo robiły coś bardziej celowego: eksplorowały i testowały swoją wiedzę.
Aby to rozgryźć, Kuchibhotla i Ziyi Zhu, absolwent neurologii, wymyślili nowy eksperyment.
Myszy usłyszały dwa dźwięki. Na jeden dźwięk mieli skręcić koło w lewo. Aby uzyskać inny dźwięk, skręciliby koło w prawo. Kiedy myszy działały prawidłowo, były nagradzane.
Naukowcy zaobserwowali, jak myszy słysząc którykolwiek dźwięk w kolejnych próbach, obracały na chwilę koło w lewo, a następnie przestawiały się na kręcenie w prawo, pozornie popełniając błędy, ale w rzeczywistości działając celowo.
„Odkryliśmy, że kiedy zwierzę eksploruje, stosuje naprawdę prostą strategię, która polega na tym, że: «pójdę na chwilę w lewo, zastanowię się, co się dzieje, a potem przełączę się i pójdę w prawo przez jakiś czas». podczas” – powiedział Kuchibhotla. „Myszy są bardziej strategiczne, niż niektórzy mogą sądzić”.
Zhu dodał: „Błędy podczas uczenia się zwierząt są często uważane za błędy. Nasza praca pozwala nam na nowe spojrzenie na to, że nie wszystkie błędy są takie same”.
Zespół dowiedział się jeszcze więcej o działaniach gryzoni, eliminując nagrodę z równania.
Kiedy mysz działała prawidłowo i nie została nagrodzona, po ponownym teście natychmiast podwoiła się w zakresie prawidłowej reakcji.
„Jeśli zwierzę ma wewnętrzny model zadania, brak nagrody powinien naruszyć jego oczekiwania. A jeśli tak się stanie, powinno to wpłynąć na zachowanie w kolejnych próbach. I dokładnie to ustaliliśmy. W kolejnych próbach zwierzę po prostu to robi znacznie lepiej” – stwierdził Kuchibhotla. „Zwierzę mówi: «Hej, spodziewałem się nagrody, ale tak się nie stało, więc pozwól mi sprawdzić swoją wiedzę, wykorzystaj ją i zobacz, czy jest ona prawidłowa»”.
Gdyby zwierzę nie miało wewnętrznego modelu zadania, nie byłoby żadnych oczekiwań, które można by naruszyć, a myszy w dalszym ciągu osiągałyby słabe wyniki.
„Na bardzo wczesnym etapie uczenia się zwierzę ma oczekiwania, a kiedy je naruszymy, zmienia swoją strategię” – powiedział Kuchibhotla. „To było zaskakująco strategiczne”.
Strategię tę można porównać do sposobu, w jaki uczą się niewerbalne ludzkie dzieci. Obydwa mają charakter wysoce eksploracyjny i oba mogą testować hipotezy na różne sposoby, powiedział Kuchibhotla.
Podczas eksperymentów Kuchibhotla powiedział, że stał się „trochę psychologiem myszy”, aby zinterpretować ich zachowanie. Podobnie jak w przypadku niewerbalnego niemowlęcia, on i Zhu musieli wywnioskować podstawowe procesy umysłowe na podstawie samego zachowania.
„To właśnie było naprawdę zabawne w tym projekcie: próba odgadnięcia, co myśli mysz” – powiedział. „Trzeba myśleć o tym z perspektywy zwierzęcia”.
Następnie zespół ma nadzieję określić neuronowe podstawy myślenia strategicznego oraz porównanie tych strategii u różnych zwierząt.