Как крысы играют в прятки и зачем снова прячутся

В лаборатории крысы играют в прятки с человеком. Но одна деталь особенно удивила исследователей: когда крысу находили, она иногда убегала и пряталась снова. Хотя по правилам игры после этого её ждало поощрение.

Получается, животное самостоятельно продлевало игру, откладывая награду.

В 2019 году исследователи Берлинского университета имени Гумбольдта опубликовали в Science эксперимент, который показал, что крысы способны освоить прятки с двумя ролями: искать человека и прятаться от него. А в 2022 году в Current Biology вышла работа, позволившая подробнее разобраться, что происходило в мозге животных во время этой игры.

Вместе эти исследования открывают необычную сторону поведения крыс, которых чаще представляют либо лабораторными животными, либо городскими вредителями.

Нашли крысу? Она может спрятаться снова

Эксперимент проходил в помещении площадью 30 квадратных метров. Там расставили картонные перегородки и несколько видов укрытий. Одни были непрозрачными, другие прозрачными.

Игроков было двое: человек и крыса.

Когда крыса должна была искать, её помещали в небольшой стартовый бокс и закрывали крышку. Экспериментатор прятался, после чего дистанционно открывал бокс. Животное выбегало и начинало поиски.

В следующем варианте роли менялись. Бокс оставался открытым, человек находился рядом, а крыса должна была найти укрытие.

В первоначальной группе из шести молодых самцов все освоили роль ищущего за одну-две недели. Пять научились также прятаться и переключаться между ролями.

Но самое интересное заключалось в условиях поощрения.

За успешную игру крысам не давали еду. Когда животное находило человека или его самого обнаруживали, экспериментатор гладил его, щекотал и взаимодействовал с ним в игровой форме.

Получалось, что наградой служил социальный контакт.

И вот тут обнаружилось неожиданное поведение. Некоторые крысы после того, как их находили, убегали и прятались повторно. Они фактически откладывали приятное взаимодействие с человеком, чтобы продолжить игру.

Это наблюдение согласуется с предположением, что сама игра могла быть для животных привлекательной. Хотя полностью исключить влияние ожидаемого социального поощрения исследователи не могли.

Крысы учитывали, когда нужно молчать и где лучше спрятаться

Поведение животных зависело от того, какую роль они выполняли.

Когда крысы искали человека, они использовали зрительную информацию и память. Если экспериментатор несколько раз прятался в одном месте, животные находили его быстрее. Когда им позволяли видеть, куда человек направился, поиск тоже занимал меньше времени.

Но в роли прячущегося крысы меняли стратегию.

Они чаще выбирали непрозрачные укрытия, чем прозрачные. Причём во время поиска такого предпочтения не наблюдалось.

Это существенная деталь. Если бы крысы просто любили тёмные коробки, они выбирали бы их независимо от ситуации. Но предпочтение менялось вместе с игровой задачей.

Ещё интереснее оказалось их звуковое поведение.

Крысы общаются с помощью ультразвуковых сигналов, недоступных человеческому слуху. Исследователи записывали эти звуки и сопоставляли их с происходящим в комнате.

Во время активной игры животные часто подавали сигналы. Когда крыса находила человека, она могла активно вокализировать. А находясь в укрытии, обычно издавала значительно меньше звуков. В момент, когда прятавшуюся крысу обнаруживали, она нередко замолкала.

Нельзя утверждать, что животные сознательно решали «не шуметь, чтобы их не нашли». Но различия в поведении показывали: крысы не просто запоминали набор движений. Они гибко приспосабливали свои действия к роли и событиям игры.

Что происходило в мозге во время пряток

Первое исследование уже показало, что активность нейронов в префронтальной коре связана с отдельными событиями игры.

Префронтальная кора участвует в организации поведения, выборе действий и использовании правил. Авторы регистрировали активность её нейронов с помощью имплантированных электродов.

Некоторые клетки реагировали на конкретные события. Например, закрытие стартового бокса означало, что крысе предстоит искать человека. У части нейронов активность менялась именно в этот момент.

В 2022 году Бенце Баги и его коллеги решили посмотреть на эти записи иначе.

Вместо того чтобы заранее определять, какие события искать в нейронных сигналах, они использовали математическую модель, способную самостоятельно выделять повторяющиеся состояния активности.

Для основного анализа взяли записи четырёх крыс из 13 экспериментальных сеансов. В отдельных сеансах одновременно регистрировалось от нескольких до 31 нейрона.

Программа не получала подсказок о том, что именно делает животное. Ей предоставляли данные нейронной активности, а затем проверяли, совпадают ли найденные состояния с определёнными моментами поведения.

Совпадения действительно обнаружились.

Одни состояния активности соответствовали передвижению по комнате, другие — взаимодействию с экспериментатором, третьи — поведению возле коробок и укрытий.

Особенно любопытной оказалась активность, связанная с моментами, когда крыса выглядывала из коробки. Похожее состояние возникало как в стартовом боксе, так и при выглядывании из других укрытий.

Это позволяло выделять особенности поведения непосредственно по записи активности мозга, не определяя заранее каждое интересующее действие.

Авторы также повторно проанализировали другую выборку записей, полученную в эксперименте, где крысы могли либо играть, либо наблюдать, как играет другая крыса.

В этих двух ситуациях выявлялись заметно различающиеся наборы нейронных состояний.

Иными словами, для префронтальной коры участие в игре и наблюдение за ней сопровождались разными картинами активности.

Работа 2022 года не была новым независимым экспериментом, доказывающим способность крыс играть в прятки. Это был более глубокий анализ ранее полученных записей, включая данные первоначального исследования.

Игра ради игры?

Поведение крыс заставляет иначе посмотреть на саму природу игры.

В классических лабораторных опытах животное обычно обучается выполнять определённое действие ради награды. В прятках задача сложнее: нужно переключаться между ролями, учитывать расположение партнёра, выбирать укрытие и менять действия в зависимости от ситуации.

Авторы исследования 2019 года предположили, что игра может быть привлекательна сама по себе.

Особенно хорошо с этим согласуется повторное прятанье после обнаружения, когда животное откладывает игровое поощрение.

Но внутренние переживания крысы нельзя непосредственно прочитать по её действиям. Эксперимент не доказал, что она получает от пряток точно такое же удовольствие, как ребёнок, и тем более не установил наличие у неё человеческого понимания мыслей другого игрока.

Исследования проводились на небольшом числе лабораторных животных. Участие человека, предварительное обучение и социальное поощрение могли влиять на их поведение.

Тем не менее результаты позволяют говорить о сложной форме игры у крыс, связанной с гибким выбором поведения и различимыми состояниями активности мозга.

Возможно, такие способности имеют древние эволюционные корни. Умение искать и умение скрываться важно для выживания многих животных, хотя существование подобных игр у диких крыс эти работы не устанавливали.

Самый выразительный момент эксперимента остаётся очень простым.

Человек наконец находит крысу. Можно заканчивать раунд и получать поощрение. Но животное иногда выбирает другой вариант: снова убегает за коробку.

И игра продолжается.