КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 23-28-00364
НазваниеИсследование механизмов поведения животных при решении когнитивных задач разного уровня сложности
Руководитель Смирнова Анна Анатольевна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва
Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-552 - Психофизиология, психогенетика, сравнительная психология, зоопсихология, эволюционная психология
Ключевые слова когнитивные способности животных, мышление, понимание причинно-следственных связей, использование орудий, изготовление орудий, протоорудийные задачи, задачи на подтягивание приманки при помощи веревки, кооперация, серые вороны
Код ГРНТИ15.31.21
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Фундаментальная проблема когнитивной науки, на решение которой направлен проект — вопрос о степени развития высших когнитивных способностей животных и механизмов их поведения. Ее решение позволит сделать еще один шаг к пониманию эволюционных предпосылок становления мышления человека. Эта проблема будет решена за счет применения спектра экспериментальных подходов (как модифицированных существующих, так и новых). В современной когнитивной науке наблюдается тенденция к расширению спектра исследуемых видов. Лишь такой подход даст возможность получить комплексные сравнительно-психологические данные, которые позволят понять изучаемые процессы на качественно новом уровне. В связи с этим, одна из частей проекта будет выполнены на новом объекте - домашних лошадях.
Несмотря на относительно большое число сравнительно-психологических исследований, механизмы, лежащие в основе решения используемых экспериментальных задач у тех или иных видов животных, все еще нуждаются в уточнении. Крайне актуальна разработка новых комплексов задач, позволяющих не только описывать наличие или отсутствие способности решать ту и или иную задачу, но и оценивать механизмы ее решения. Запланированные комплексные поисковые исследования позволят получить принципиально новые экспериментальные данные о степени развития когнитивных способностей исследуемых видов и о механизмах их поведения. Запланированные исследования внесут вклад в процесс унификации используемых методических подходов, что даст возможность точнее интерпретировать полученные данные и проводить более точный сравнительно-психологический анализ поведения.
Спектр использованных подходов включает комплекс из четырех задач.
Часть А. Исследование способности серых ворон решать новый комплекс протоорудийных задач на подтягивание подноса с приманкой при помощи выскальзывающей веревки). В ходе данного эксперимента будет разработан и впервые применен новый комплекс протоорудийных задач, который позволит оценить, понимают ли они структуру этих задач или же решение обусловлено более простыми ассоциативными механизмами.
Часть Б. Исследование способности серых ворон к кооперации. Будет впервые исследована способность серых ворон к кооперации. Используемая процедура позволит оценить, понимают ли они структуру задачи и роль партнера или же ее решение - результат ассоциативного обучения.
Часть В. Исследование способности серых ворон изготавливать объекты в соответствии с представлением о цвете и размере ранее подкрепляемого стимула. Способность птиц изготавливать объекты в соответствии с представлением о ранее подкрепляемом стимуле может являться одним из механизмов накопительной (кумулятивной) эволюции культурных тенденций - феномене, который ранее считали отличительной чертой человеческой культуры. Наша работа будет первым исследованием наличия подобной способности у серых ворон.
Часть Г. Исследование степени развития представления о “неисчезаемости” объектов у домашних лошадей. Усовершенствованная нами методика тестирования позволит определить на какой стадии развития сенсомоторного интеллекта по Пиаже находятся лошади и унифицировать проведение подобных тестов. Полученные результаты прояснят вопрос о роли простых ассоциативных механизмов в решении этих тестов.
В целом, реализация проекта направлена на развитие новых для научного коллектива методов исследования. Поскольку для реализации поставленных задач в качестве исполнителей привлечены трое студентов, поддержка проекта фондом будет способствовать формированию молодой исследовательской команды в области сравнительной психологии - активно развивающемся и недостаточно представленном в нашей стране разделе когнитивных наук. Накопленные руководителем проекта знания и опыт в организации и проведении сравнительно-психологических исследований позволяет быть уверенным в том, что запланированные цели и задачи будут выполнены в срок.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Часть А. Оценка способности серых ворон решать новый комплекс протоорудийных задач на подтягивание подноса с приманкой при помощи выскальзывающей веревки.
В задаче на подтягивание подноса с приманкой при помощи выскальзывающей веревки поднос можно подтянуть только потянув одновременно за оба конца веревки, продетые через петли на нем. Мы выяснили, что серые вороны могут приобрести некоторые знания о причинно-следственных закономерностях, лежащих в основе этой задачи. Все запланированные в проекте работы выполнены и завершены. В 2024 году подготовлена к печати и отправлена в журнал Scientific Reports (Q1) статья “Do Hooded crows (Corvus cornix) understand how a loose string works?“. Статья прошла техническую проверку, ей назначен редактор, два рецензента согласились ее рецензировать. После процесса рецензирования она будет опубликована в открытом доступе (Open Access).
Часть Б. Оценка способности серых ворон к кооперации.
В первый год выполнения проекта мы обнаружили, что серые вороны, получившие значительный опыт решения задач на подтягивание подноса при помощи выскальзывающей веревки (для их решения надо было совместить два конца веревки и потом подтянуть поднос), не справились с тестом на кооперацию, в котором птицам одновременно с центральным подносом (кооперативная задача) предъявляли два боковых подноса (индивидуальные задачи). Одна пара птиц (Родя и Джо) начала обучаться решению этой задачи в ходе теста.
В 2024 году мы продолжили работу с этой парой птиц. Было запланировано обучить этих ворон решению кооперативной задачи, а затем оценить механизм ее решения. После того, как эти птицы были обучены решать кооперативную задачу (при обучении использовали только центральный поднос), они вновь не справились с тестом с тремя подносами. В 30 пробах они подтянули центральный поднос лишь лишь в 4 пробах, тогда как в первом тесте, проведенном до обучения решению кооперативной задачи, они сделали это 10 раз. Таким образом, после обучения решению кооперативной задачи с одним центральным подносом, ни одна из этих птиц не поняла роль партнера. Птицы усвоили какое-то ассоциативное правило, которое оказалось не применимо к новой ситуации - тесту с тремя подносами. Последующие тесты, в которых варьировали число подносов, доступных каждому животному, длину веревок и время выпуска птиц из стартовой клетки, подтвердили этот вывод. Полученные результаты обработаны. Идет подготовка статьи.
Часть B. Оценка способности серых ворон изготавливать объекты в соответствии с некоторыми характеристиками (цветом и размером) ранее подкрепляемых стимулов.
Мы обнаружили, что серые вороны обладают способностью изготавливать объекты в соответствии с представлением о некоторых характеристиках ранее подкрепляемых стимулов. Ранее подобная способность была выявлена только у новокаледонских ворон (Jelbert et al., 2018) и какаду (Laumer et al. 2021). Полученные результаты свидетельствуют о том, что такая способность есть не только у тех птиц, у которых изготовление орудий является видоспецифической особенностью поведения, но и у других, обладающих высоким уровнем развития мозга, способными формировать представления и оперировать ими. Все запланированные в проекте работы полностью выполнены и завершены. На основе полученных данных в 2024 году в открытом доступе (Open Access) опубликована статья “Hooded crows (Corvus cornix) manufacture objects relative to a mental template” в журнале Animal Cognition (Q1 в 2023 г; Q2 в 2024 г). DOI: 10.1007/s10071-024-01874-6
Часть Г. Оценка наличия у лошадей преставления о “неисчезаемости” объектов.
В отчетном году были проверены две гипотезы, объясняющие отрицательный результат теста на поиск приманки, скрывшейся из поля зрения за одной из двух ширм, у трех из четырех протестированных лошадей.
Отрицательный результат теста у этих животных мог быть обусловлен недифференцированным подкреплением, которое использовали для предотвращения влияния обучения. Для проверки этой гипотезы провели второй тест, в котором подкрепление в тестовых пробах было дифференцированным. С каждой лошадью провели 36 тестовых проб, не чередуя их с фоновыми. Ни у одной из трех лошадей доля правильных выборов не превысила случайный уровень. Таким образом, даже при наличии дифференцированного подкрепления, эти лошади не определяли местонахождение приманки, исчезнувшей у них на глазах за одной из двух ширм.
Еще одним объяснением отрицательного результата первого и второго теста у этих животных могло быть то, что в тестовых пробах экспериментатор убирал обе руки за спину, не продемонстрировав, что в руке, в которой он раньше держал сухарь на виду, его теперь нет. Для проверки этой гипотезы был проведен третий тест. Его процедура отличалась от той, что была использована в первом тесте только тем, что после того, как экспериментатор заводил оба кулака за ширмы, он оставлял обе приманки (ту, которая была на виду у лошади, и ту, которая была спрятана в другом кулаке), за ширмами. Затем он демонстрировал животному пустые ладони, и только после этого убирал руки за спину. Одна из трех лошадей перестала совершать выбор в тестовых пробах, и работа с ней была прекращена. У двух лошадей доля правильных выборов в тестовых пробах не отличалась от случайного уровня. Полученные результаты опровергли проверяемую гипотезу.
В целом, полученные результаты позволяют утверждать, что некоторые лошади не формируют представление о “неисчезаемости” объектов в ходе жизни и не способны быстро научиться определять местонахождение приманки, исчезнувшей из их поля зрения за одним из двух ширм, в ходе теста с дифференцированным подкреплением.
В настоящее время завершается подготовка к печати статьи “Do horses (Equus caballus) know where to look for a hidden object?”, которая в 2025 году будет опубликована в одном из высокорейтинговых журналов (Q1-Q2).
Публикации
1. Чеплакова М.А., Смирнова А.А. Исследование способности серых ворон (Сorvus cornix) к решению нового комплекса протоорудийных задач и кооперации Всероссийская научно научно-практическая конференция с международным участием «Учение академика И.П.Павлова в современной системе нейронаук», посвященная 175-летию со дня рождения академика И. П. Павлова, ИЭМ Санкт-Петербург, с.110-111 (год публикации - 2024)
2. Чеплакова М.А., Кубенко К.Н., Смирнова А.А. Исследование наглядно-действенного мышления серых ворон при помощи нового комплекса протоорудийных задач Второй Всероссийский орнитологический конгресс (г. Санкт-Петербург, Россия, 30 января – 4 февраля 2023 г.). Тезисы докладов. Москва: Товарищество научных изданий КМК, с. 75-76 (год публикации - 2023)
3. Булгакова Л.Р., Смирнова А.А. Исследование способности серых ворон изготавливать объекты в соответствии с представлением о цвете и размере ранее подкрепляемого стимула Второй Всероссийский орнитологический конгресс (г. Санкт-Петербург, Россия, 30 января – 4 февраля 2023 г.). Тезисы докладов. Москва: Товарищество научных изданий КМК., с.25-26 (год публикации - 2023)
4. Чеплакова М.А., Смирнова А.А. Исследование когнитивных способностей серых ворон при помощи комплекса задач на подтягивание приманки при помощи выскальзывающей веревки СБОРНИК ТЕЗИСОВ XXIV СЪЕЗДА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА ИМ.И.П.Павлова, ООО "Издательство ВВМ", Санкт-Петербург , с. 535-536 (год публикации - 2023)
5. Смирнова А.А. , Булгакова Л.Р. Серые вороны способны изготавливать объекты в соответствии с представлением о характеристиках ранее подкрепляемого стимула СБОРНИК ТЕЗИСОВ XXIV СЪЕЗДА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА ИМ.И.П.Павлова, ООО "Издательство ВВМ", Санкт-Петербург, с. 588-589 (год публикации - 2023)
6. Булгакова Л.Р., Смирнова А.А. Серые вороны способны изготавливать объекты в соответствии с представлением о цвете и размере ранее подкреплявшегося стимула Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов, Е.И. Зимакова. [Электронный ресурс] – М.: МАКС Пресс, 2023. (год публикации - 2023)
7. Чеплакова М.А., Смирнова А.А. Использование нового комплекса протоорудийных задач для исследования наглядно-действенного мышления серых ворон Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов, Е.И. Зимакова. [Электронный ресурс] – М.: МАКС Пресс, 2023. (год публикации - 2023)
8. Дегтярева А.С., Смирнова А.А. Оценка наличия у лошадей представления о "неисчезаемости" обьектов при помощи нового теста "Достижения и перспективы фундаментальной физиологии: к столетию кафедры физиологии человека и животных МГУ", товарищество научных изданий КМК, Москва, с. 62-63 (год публикации - 2024)
9. Чеплакова М.А., Смирнова А.А. Оценка способности серых ворон (Corvus cornix) к решению нового комплекса протоорудийных задач и кооперации "Достижения и перспективы фундаментальной физиологии: к столетию кафедры физиологии человека и животных МГУ", товарищество научных изданий КМК, Москва , с. 209-210 (год публикации - 2024)
10. Чеплакова М.А., Смирнова А.А. Новый комплекс протоорудийных задач для исследования мышления серых ворон (corvus cornix) Экологический вестник Чувашской Республики. Выпуск 85. Материалы XIV Всероссийской научной конференции с международным участием «Экология врановых птиц в естественных и антропогенных ландшафтах Северной Евразии», Чебоксары , Выпуск 85, с. 126-127 (год публикации - 2024)
11. Дегтярева А.С., Смирнова А.А. Новая методика для оценки наличия у животных представления о "неисчезаемости" объектов Всероссийская научно научно-практическая конференция с международным участием «Учение академика И.П.Павлова в современной системе нейронаук», посвященная 175-летию со дня рождения академика И. П. Павлова, ИЭМ Санкт-Петербург, с. 45 (год публикации - 2024)
12.
Смирнова А.А., Булгакова Л.Р., Чеплакова М.А., Джелберт С. А.
Hooded crows (Corvus cornix) manufacture objects relative to a mental template
Animal Cognition, Том 27, номер 36 (год публикации - 2024)
10.1007/s10071-024-01874-6
13. Дегтярева А.С., Смирнова А.А. Есть ли у лошадей (equus caballus) представление о «неисчезаемости» объектов? Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 21 – 22 июня 2023 г. Под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман, А.Я. Койфман, ООО "Буки-Веди", Москва., с. 136-141 (год публикации - 2023)
14. Чеплакова М.А., Смирнова А.А. Применение нового комплекса протоорудийныхзадач для исследования наглядно-действенногомышления серых ворон (corvus cornix) Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 21 – 22 июня 2023 г. Под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман, А.Я. Койфман, ОО "Буки-Веди", Москва , с. 509-513 (год публикации - 2023)
15. Булгакова Л.Р., Смирнова А.А. Способны ли серые вороны (corvus cornix) изготавливатьобъекты в соответствии с представлением о цветеи размере ранее подкрепляемого стимула? Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 21 – 22 июня 2023 г. Под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман, А.Я. Койфман, ООО "Буки-Веди", Москва , с. 86-90 (год публикации - 2023)
16. Дегтярева А.С., Смирнова А.А. Исследование представления о постоянстве объектов у домашних лошадей (equus caballus) ПСИХОЛОГИЯ ПОЗНАНИЯ Материалы конференции. Всероссийская научная конференция памяти Дж. С. Брунера, ООО "Филигрань", Ярославль, с. 123-127 (год публикации - 2024)
17. Дегтярева А.С., Смирнова А.А. Оценка наличия у лошадей преставления о «неисчезаемости» объектов Десятая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов. Пятигорск, 26–30 июня 2024 г. В двух частях. Часть I / Отв. ред. Киреев М.В. – Пятигорск, 2024., Часть 1, с. 97-98 (год публикации - 2024)
18. Дегтярева А.С., Смирнова А.А. Оперируют ли лошади представлением о “неисчезаемости” объектов? СБОРНИК ТЕЗИСОВ XXIV СЪЕЗДА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА ИМ.И.П.Павлова, ООО "Издательство ВВМ", Санкт-Петербург, с. 526-527 (год публикации - 2023)
19. Смирнова А.А., Булгакова Л.Р. Оценка способности серых ворон изготавливать объекты в соответствии с цветом и размером ранее подкрепляемых стимулов Десятая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов. Пятигорск, 26–30 июня 2024 г. В двух частях. Часть I / Отв. ред. Киреев М.В. – Пятигорск, 2024., Часть 1, с. 298-299 (год публикации - 2024)
20. Смирнова А.А., Булгакова Л.Р., Зорина З.А. Орудийная деятельность и другие когнитивные способности врановых птиц Экологический вестник Чувашской Республики. Выпуск 85. Материалы XIV Всероссийской научной конференции с международным участием «Экология врановых птиц в естественных и антропогенных ландшафтах Северной Евразии», Чебоксары, Выпуск 85, с. 26-27 (год публикации - 2024)
21. Смирнова А.А., Булгакова Л.Р. Серые вороны (Сorvus cornix) воспроизводят при изготовлении объектов признаки ранее подкрепляемых стимулов "Достижения и перспективы фундаментальной физиологии: к столетию кафедры физиологии человека и животных МГУ", товарищество научных изданий КМК, Москва, с. 182-183 (год публикации - 2024)
22. Чеплакова М.А., Смирнова А.А. Способны ли серые вороны понять структуру протоорудийной задачи на подтягивание подноса при помощи выскальзывающей веревки? есятая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов. Пятигорск, 26–30 июня 2024 г. В двух частях. Часть I / Отв. ред. Киреев М.В. – Пятигорск, 2024., Часть 1, с.350-351 (год публикации - 2024)
23. Смирнова А.А., Булгакова Л.Р. Цвет и размер ранее подкрепляемых стимулов влияют на соответствующие характеристики объектов, изготавливаемых серыми воронами (Сorvus cornix) Всероссийская научно научно-практическая конференция с международным участием «Учение академика И.П.Павлова в современной системе нейронаук», посвященная 175-летию со дня рождения академика И. П. Павлова, ИЭМ Санкт-Петербург, с. 101-102 (год публикации - 2024)