Крыс научили управлять машиной. И им понравилось

В Университете Ричмонда нейробиолог Келли Ламберт с командой обучили лабораторных крыс водить миниатюрные автомобили. Начав в 2019 году с простых конструкций из бутылок и проводов, за пять лет они усовершенствовали машины до сложных электрических моделей, которые назвали «Tesla Cybertruck для грызунов».

По словам учёных, крысы не только освоили вождение, но и получали от него удовольствие. Перед экспериментами они с энтузиазмом подходили к клетке, что указывало на повышение уровня дофамина — гормона радости, схожего с человеческим.

Автошкола для крыс

Во время пандемии Ламберт заметила, что крысы, соскучившиеся по людям, выбегали к краю клетки, словно ждали начала экспериментов. Они могли радоваться не только лакомствам, получаемым за выполнение заданий, но и самому процессу. Это подтолкнуло учёных изучить влияние положительных эмоций на поведение и мозг.

Водить машину крыс учили постепенно, шаг за шагом усложняя задание. Сначала грызуны учились базовым движениям, вроде залезания в машину и нажатия педали газа. Со временем эти простые действия превратились в более сложные. Например, движение на автомобиле в определённом направлении.

Процесс обучения показал, что жившие в более сложных условиях (с игрушками, пространством и сородичами) крысы обучались быстрее, чем те, кто содержался в стандартных клетках. Это подтвердило идею о нейропластичности — способности мозга адаптироваться к новым задачам под влиянием окружающей среды.

В дальнейшем учёные улучшили «транспортные средства». Команда усовершенствовала автомобили, превратив их в устойчивые «ROV» (Rat‑Operated Vehicles) с надёжной проводкой, прочными шинами и эргономичными рычагами управления. Эти машины стали своего рода «Tesla Cybertruck» для крыс. Проект продолжился.

Хотя автомобили, созданные для крыс, далеки от всего, с чем они могли бы столкнуться в дикой природе, исследователи сочли, что вождение представляет собой интересный способ изучения того, как грызуны приобретают новые навыки. Неожиданно они обнаружили, что у крыс была сильная мотивация к обучению вождению, они часто запрыгивали в машину и нажимали педаль газа ещё до того, как их транспортное средство выпускали на дорогу. Крысы с энтузиазмом бежали к своим автомобилям, показывая явное желание начать поездку. Это напоминало радостное ожидание прогулки у домашних животных. Почему?

Это было интересно. Команда разработала программу, где крысы должны были подождать перед получением награды. Исследователи использовали принцип условного рефлекса по Павлову. Например, крысы ждали 15 минут после появления блока с корморм в клетке, прежде чем получить лакомство. Им также нужно было подождать в транспортной клетке перед входом на игровую площадку. Вдобавок им давали задания вроде очистки семечек подсолнуха перед едой.

Оказалось, что крысы, обученные ждать награду, демонстрировали более оптимистичное поведение, решали задачи лучше и проявляли большую смелость. Это подтверждает, что положительные ожидания меняют работу мозга.

Эмоции через тело

Студенты, которые участвовали в исследованиях, заметили, что у ждущих награды крысы хвост принимал S‑образную форму. Нейробиологи определили это как мягкую форму того, что называется реакцией Штрауба, обычно наблюдаемой у крыс, которым давали морфин. Этот S‑образный завиток — признак, связанный с дофамином и положительными эмоциям. Когда дофамин блокируется, реакция Штрауба стихает. Это добавило новый слой понимания эмоциональной жизни животных.

Крысы и удовольствие от процесса

Так как исследователи не могли спросить крыс, нравится ли им водить машину, они разработали поведенческий тест для оценки их мотивации к вождению. Им предоставили выбор: грызуны могли доехать до места, где их ждёт лакомство, или проделать этот же путь пешком. Две из трёх крыс предпочли доехать до цели, а не бежать к ней.

Исследование помогло сделать вывод о важности позитивного ожидания для обучения и мотивации. Исследования показали, что оно может влиять на нейрохимию мозга, укрепляя связи, связанные с вознаграждением. А ещё — что наслаждаются не только результатом своих действие, то есть поездке ради вкусняшки, но и самой поездкой.