Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных - Грегори Бернс

Если хозяина в поле зрения собаки быть не должно, единственная альтернатива – ввести новые зрительные сигналы – один для лакомства, другой для похвалы. Можно было бы выводить их изображение на экран в створе тоннеля томографа (допустим, на компьютерный монитор), но тогда хозяин не смог бы взаимодействовать с собакой лично. Кроме того, дома никто из собак не проявлял интереса ни к телевизору, ни к интернету (возможно, правда, все дело в отсутствии контента, ориентированного на четвероногих).

Как-то вечером Келли откопала во дворе сокровище. Я узнал об этом по отчаянному лаю Като. Сам по себе лай еще ничего не значил: Като лаял по любому поводу – такой у него был универсальный способ общения. Разница заключалась только в энергии, которую он в этот лай вкладывал: чем интереснее добыча у другой собаки, тем сильнее надрывался Като.

Судя по тому, как он заходился в этот раз, Келли добыла что-то исключительно ценное – обычно это оказывался какой-нибудь мелкий зверек вроде крота.

Не успел я выйти наружу и выяснить, что у них там происходит, как на кухню ворвалась вся собачья стая во главе с Келли, гордо сжимающей в пасти не крота, а перепачканную Барби – привет из детства моих дочерей, надо полагать. Кукла знавала лучшие времена. Однако теперь, оказавшись в роли собачьего трофея, она подсказала нам решение для эксперимента с похвалой и лакомством.

Будем использовать игрушки!

На следующий день мы с Питером устроили мозговой штурм.

– И как будем их предъявлять? – спросил Питер.

– На палке? Приклеить яркую цветную игрушку на деревянный штырь.

– Да, это хорошо. Показываем игрушку на десять секунд, а затем выдаем награду.

Мне эта мысль тоже понравилась.

– Одна игрушка означает выдачу сосиски, другая – похвалу от хозяина.

Питер в раздумье наморщил лоб.

– Но хозяин при демонстрации игрушки все равно должен оставаться вне поля зрения, по крайней мере до того момента, как будет хвалить собаку.

Да, он прав. Чтобы соблюсти чистоту эксперимента, нам нужно сформировать у собак ассоциации между игрушкой и соответствующим вознаграждением. Устоят ли собаки в томографе, наблюдая кукольный спектакль, который мы собираемся перед ними разыгрывать? Был только один способ выяснить.

Мы с Питером разошлись по домам – рыться в детских корзинах на предмет чего-нибудь яркого. Сперва я хотел взять ту самую Барби, которую добыла Келли, но вовремя сообразил, что насаживать пластиковую красотку на палку, пожалуй, не лучшая идея. Вместо Барби я выбрал рыцаря на коне. Около пятнадцати сантиметров длиной и десяти сантиметров высотой, насыщенного кобальтового цвета – как раз то что надо, чтобы воздействовать на цветовые рецепторы, максимально чувствительные к синему цвету. Даже если самого всадника собака не идентифицирует, от других игрушек он будет отличаться по окраске. Копаясь среди детских вещей, я наткнулся на щетку для волос – такую цилиндрическую, с щетиной во все стороны. Ни в игрушке, ни в щетке не было металла, а значит, отсутствовал риск засасывания их в магнит.

Питер позаимствовал у своего сына машинку – малышовую версию «Фольксвагена-жука» цвета фуксии с желтыми колесами. Она будет воздействовать на другой цветовой рецептор, максимально чувствительный к желтой части спектра.

Я просверлил на станке отверстия во всех игрушках и закрепил наш инвентарь эпоксидным клеем на метровых деревянных стержнях.

Первой поучаствовать в новом эксперименте выпало Кэйди, флегматичной помеси лабрадора. Мы установили на тренировочной площадке симулятор томографа и придвинули лестницу, а хозяйка Кэйди, Патриция Кинг, поставила в тоннель головную катушку.

Услышав команду забираться, Кэйди взбежала по ступенькам и, как положено, водрузила морду на стойку.

Я принес камеру на штативе и нацелил ее в створ тоннеля. За исключением тех недолгих моментов, когда Патриция будет появляться, чтобы похвалить Кэйди, никого из людей в поле зрения собаки быть не должно, поэтому реакцию Кэйди нам предстояло отслеживать с помощью камеры.

Это нужно было делать вдвоем. Я уселся на пол за тоннелем томографа, чтобы Кэйди меня не видела. У нас было три типа попыток, заранее расставленных компьютером в случайном порядке. Синий рыцарь будет означать выдачу сосиски. Розовая машинка – похвалу. А щетка для волос нужна только для зрительного контроля и не означает ничего.

Для первого раза я быстро продемонстрировал Кэйди все три стимула, высовывая каждую игрушку секунды на три. Показав синего рыцаря, я нанизал кусок сосиски на длинный стержень, который моя дочка окрестила наградным шампуром, и поднес его, словно бильярдный кий, к морде Кэйди. Судя по жадному чавканью, лакомство пошло на ура. Показав розовую машинку, я кивнул Патриции, и она появилась перед Кэйди с бурными: «Умница! Молодец!»

После десяти повторов попыток каждого типа мы сделали перерыв и посмотрели отснятое видео. Кэйди оставалась абсолютной загадкой. Все это время собака выдерживала требуемую стойку, и по выражению ее морды никак нельзя было угадать, что она думает или чувствует. Впрочем, это даже хорошо, иначе зачем нам вообще делать МРТ. Чтобы закрепить у Кэйди ассоциации между игрушками и наградами, мы провели еще два раунда, а потом повторили все это через две недели, проверяя устойчивость ассоциаций. Теперь можно было экспериментировать в настоящем томографе.

На сканировании Кэйди тоже не подвела. В пассивных заданиях, когда требовалось лишь смирно лежать в головной катушке, ей не было равных. Поэтому именно с Кэйди мы начинали «обкатку» экспериментов. Не сомневаясь, что это задание окажется по силам и остальным нашим испытуемым, мы по той же схеме, что и с Кэйди, приучили их к условным сигналам в виде игрушек. За несколько месяцев нам удалось пропустить через томограф всех.

Анализ результатов фМРТ затруднений не вызывал. Как и в изначальных экспериментах, мы намеревались сосредоточить внимание на хвостатом ядре. Это ядро образует большую перевернутую «С», дуга которой, начавшись крутым изгибом у лобных долей мозга, тянется почти до самой затылочной части. У человека передняя часть этой дуги связана с теми отделами лобной коры, которые отвечают за такие когнитивные функции, как планирование, или, как мы наблюдали в эксперименте «можно/нельзя», за самоконтроль. Далее хвостатое ядро сливается со структурой под названием прилежащее ядро, входящей в системы, отвечающие за подкрепление и мотивацию. Вот в этой части хвостатого ядра мы и будем измерять активность при предъявлении разных стимулов. Ключевым будет сравнение реакций на синего рыцаря и розовую машинку. Если один из стимулов вызовет бóльшую активацию, значит, соответствующая ему награда вызывает большее предвкушение.

Сперва, чтобы проверить, закрепилось ли отдельное значение за каждым из стимулов, мы сравнили активность при предъявлении машинки и рыцаря с активностью при предъявлении щетки. Все, как и предполагалось: игрушки вызывали сильную активность в хвостатом ядре, а щетка – нет.

Однако, когда мы сравнили ответы на рыцаря и щетку друг с другом, оказалось, что между ними нет значимой разницы. Активность в хвостатом ядре возрастала как при предъявлении рыцаря, так и при предъявлении машинки. То есть собаки усвоили, что рыцарь означает лакомство, а машинка – похвалу, однако предвкушали оба поощрения в равной степени.