カラスは235ミリ秒で視覚的な判断を下す、研究で判明

カラスは高い正確性を保ちながら、素早く視覚的な選択を行った

テュービンゲン大学の実験に参加した2羽のハシボソガラスは、動く点のパターンの方向を識別し、平均235ミリ秒で選択を示したと研究者らは報告した。Scienceに掲載されたこの研究では、鳥の行動と判断に関連する神経活動の両方が調べられた。

この結果が注目されるのは、課題が単なる反射ではなかったからだ。鳥たちは、点が主に左または右へ動く視覚表示を評価し、利用可能な証拠がどちらの方向をより強く支持しているかを判断したうえで、報酬を得るためタッチスクリーン上の対応する標的をくちばしでつつかなければならなかった。

研究者らによると、動きのパターンを見分けるのが難しい場合でも、カラスの選択は偶然を上回った。視覚信号が明瞭な場合、その正確性は100％近くに達した。

神経信号は70ミリ秒以内に分岐した

Philipp SchmidbauerとAndreas Niederは、鳥類の脳にある連合領域、nidopallium caudolateraleのニューロンを記録した。研究者らはこの領域を、機能的には人間の前頭前野と比較している。測定の結果、2つの動きの方向の可能性に関連する神経信号は、視覚刺激が現れてから早くも70ミリ秒後に分岐し始めた。

この分離は、動物が行動反応を示すかなり前に起きていた。判断が形成されるにつれて神経活動は増大し、しきい値に達すると、カラスは2つの標的の一方をつついた。神経反応には、選択された方向と、鳥が利用できた視覚情報の強さの両方が反映されていた。

実際の意味で、この実験は刺激を見て、証拠を蓄積し、行動を決めるまでの一連の流れを研究者に示すものだ。また、この流れが哺乳類の脳とは大きく異なる構造の脳でも、極めて速く進行し得ることを示している。

異なる脳でも、比較可能な判断ダイナミクスを支えられる

カラスには、哺乳類のような新皮質がない。それでもこの研究では、霊長類で以前に報告された過程と一致する、判断に関連した神経ダイナミクスが見つかった。この比較は、鳥類と哺乳類の脳が解剖学的に同じだという意味ではない。むしろ、動物が不確かな感覚情報を選択へ変換しなければならないとき、異なる脳構造でも似た計算を支えられることを示唆している。

テュービンゲンのチームの成果は、鳥類が認知を研究するうえで有力な対象になり得るという見方をさらに裏付ける。今回、カラスは明らかな手がかりに素早く反応しただけではない。証拠が曖昧な場合でも成績は偶然を上回り、脳活動はその証拠の質と方向に合わせて変化した。

したがってこの研究は、観察可能な行動結果、すなわち平均235ミリ秒の反応時間を、それよりはるか前に始まる測定可能な神経過程と結び付けている。意思決定を研究する研究者にとって、この組み合わせは価値がある。速度と正確性を、特定の連合脳領域の活動に関連付けられるからだ。

この発見が重要な理由

動物が変化する環境を解釈しなければならないとき、速く正確な判断は不可欠だ。今回の実験は、カラスが人間やサルと同じように考えることを示すものではない。しかし、カラスが要求の高い視覚弁別課題を驚くべき速さでこなし、判断の進展を追跡する神経シグナルを示すことは明らかにした。

この成果は、反応時間の比較を超えた意味を持つ。鳥類の脳で、証拠に敏感な神経活動がどのように発達するかを観察することで、神経系がどのように判断を生み出すのかについて、より広い考えを検証できる。今回の研究の中心的な教訓は、異なる脳の構造でも、速く、段階的で、非常に正確な選択を生み出せるということだ。

実験に参加した2羽のハシボソガラスにとって、テストは動く点を表示するタッチスクリーンだった。神経科学にとっては、視覚入力から確定した行動に至る道筋を調べるための簡潔なモデルとなる。

この記事はPhys.orgの報道に基づいている。原記事を読む。