В исследовании приняли участие 25 добровольцев (7 женщин, 18 мужчин). Социабельность оценивали при помощи стандартного опросника, размеры отделов мозга – при помощи магнитно-резонансной томографии и стандартного программного обеспечения, разработанного для этой задачи. По отдельности оценивался объем конечного мозга, неокортекса, левой и правой лобной и височной долей (потому что именно в них находятся основные центры, связанные с социальным интеллектом). При обработке данных использовались поправки на рост и возраст, а также другие процедуры, предназначенные для оценки достоверности результатов.
Оказалось, что социабельность положительно коррелирует с объемом всех перечисленных отделов мозга. Корреляция с объемом лобных долей оказалась менее четкой, чем с объемом височных долей, неокортекса и всего конечного мозга. При раздельном рассмотрении мужчин и женщин положительные корреляции сохраняются, но перестают быть статистически значимыми – скорее всего, из-за маленького размера выборки.
Полученные результаты можно рассматривать как дополнительное подтверждение гипотезы социального интеллекта, согласно которой сложные социальные отношения были важным стимулом для увеличения мозга в эволюции наших предков. Главная слабость этого и других подобных исследований – в малом числе участников. Кроме того, исследование не дает ответа на вопрос о причинах и следствиях. Теоретически здесь возможны три варианта: 1) большой мозг, наряду с другими факторами, способствует повышенной общительности; 2) общительные люди активнее тренируют социально ориентированные мозговые центры, что ведет к их увеличению; 3) какой-то третий фактор схожим образом влияет и на социабельность, и на объем мозга. Эти варианты не являются взаимоисключающими: возможны любые переходы и комбинации.
Подобные исследования проводятся не только на людях, но и на других социальных животных. Ниже мы рассмотрим несколько примеров таких работ.
Птицам нужен большой мозг, чтобы выживать в городе и общаться с многочисленными сородичами
В 2011 году шведские ученые собрали и проанализировали данные о птицах, гнездящихся в городах Центральной Европы (Maklakov et al., 2011). Исследователи хотели понять, как влияет размер мозга на способность птиц селиться в городах. Этот вопрос имеет и практическое, и теоретическое значение. Практика в данном случае увязывается с проблемами охраны биоразнообразия на фоне быстро растущих городских площадей. Теоретический смысл поставленной задачи примыкает к вопросу об эволюционном значении большого мозга. Кому-то кажется более важным первый аспект, ну а нам, конечно, второй. Итак, есть ли связь между размером мозга у птиц и их способностью адаптироваться к городской среде?
Шведские специалисты показали, что такая связь есть. В качестве базовой выборки ученые взяли воробьиных, населяющих Центральную Европу. Воробьиные – наиболее массовый отряд птиц, хорошо изученный с точки зрения и биологии, и экологии, с разработанной филогенией. Из биологических характеристик понадобились данные об относительном размере мозга, а из экологических – о месте гнездовий в городах и дикой природе. Филогенетические построения нужны для рассмотрения гипотез о связи эволюционного происхождения с размером мозга и способностью жить в городах.
Были учтены данные по 82 видам воробьиных из 22 семейств. Каждый вид был отнесен к одной из двух категорий – городской или сельский. Городскими считались виды, которые могут успешно выводить птенцов в центре города. Если же птицы гнездятся только за городом или на окраинах, то их относили к условным сельским жителям, предпочитающим свои исконные местообитания.
Оказалось, что относительный размер мозга у городских жителей в среднем выше, чем у сельских. Сопоставление с филогенией на уровне семейств показало, что увеличение мозга связано не с родством, а именно с местом жительства. Если в семействе много городских видов, то и средний размер мозга в нем будет больше (по сравнению с семействами с низкой долей городских видов). Однако жизнь в городе является более хорошим предиктором размера мозга, чем принадлежность к тому или иному семейству. Иными словами, для успешной адаптации к городу важно иметь собственный крупный мозг, а не принадлежать к более мозговитому (в среднем) семейству.
Ясно, что увеличение мозга у городских птиц не может быть результатом отбора на адаптацию к городу. Ведь городская среда появилась недавно, и к тому же у большинства “городских” видов воробьиных реально проживает в городах лишь небольшая часть особей. Поэтому морфологическая эволюция, связанная с адаптацией к городу, вряд ли имеет отношение к выявленной закономерности. Нет, перед нами результат определенной предрасположенности более мозговитых пернатых к городским условиям. Чем крупнее мозг, тем проще птице освоить новую среду обитания. Птицы с маленьким мозгом не смогли столь же успешно внедриться в новую, порой враждебную, среду и воспользоваться ее преимуществами – прежде всего богатой кормовой базой.
Здесь на примере птиц мы видим подтверждение того, что большой мозг нужен позвоночным животным, чтобы успешно вписываться в новые места, справляться с новыми обстоятельствами и использовать себе на пользу нестандартные условия, а еще что города стали именно таким эволюционным предложением – привлекательным, но сложным (предъявляющим высокие требования к когнитивным способностям).
Птицы – удобный объект для подобных исследований. Для млекопитающих, пожалуй, не наберется хорошей статистики (не так уж много видов млекопитающих освоилось в городах), а у “низших” позвоночных и беспозвоночных стратегии адаптации к городской среде могут оказаться совсем другими, не имеющими отношения к сообразительности.
Гипотезу о связи интеллекта с социальностью тоже пытались проверить на птицах, оценивая уровень социальности по размеру групп. Хотя надо признать, что способность жить в большом коллективе – не единственный возможный показатель развитости социального интеллекта. Например, в ряде работ было показано, что размер мозга у птиц коррелирует не столько с размером групп, сколько с формированием устойчивых брачных пар. Что ж, поддержание стабильных отношений в семье – тоже важная социальная задача (и весьма ресурсоемкая, по-видимому).
Чтобы лучше разобраться в сложных взаимосвязях социальности и интеллекта, необходимы данные по внутривидовой изменчивости этих показателей. Такие данные удалось получить австралийским и британским орнитологам, работавшим с вороной-свистуном, или черноспинной певчей вороной, – Gymnorhina tibicen dorsalis (Ashton et al., 2018).
Эти птицы формируют устойчивые группы, различающиеся по размеру, имеют иерархию доминирования и практикуют коллективную оборону территории и кооперативное родительство (помогают друг другу выращивать птенцов).
В течение четырех лет (с 2013 по 2016 год) ученые наблюдали за 14 группами ворон в парковой зоне Гилдфорда – пригорода Перта (Западная Австралия). Птицы привыкли к людям и были индивидуально помечены (окольцованы). Группы различались по размеру: в самой маленькой было всего три вороны, в самой большой – 12 взрослых особей. За время наблюдений не было замечено переходов ворон из одной группы в другую, что подтверждает мнение о стабильности вороньих коллективов.
Чтобы оценить умственные способности ворон, им предлагали четыре типа задач:
1) Тест на тормозной контроль, то есть на способность подавлять первый “естественный” позыв, если он не рационален. Для этого приманку накрывали прозрачной пластиковой крышкой, открытой с боков, но непроницаемой со стороны птицы. Правильное решение заключалось в том, чтобы зайти сбоку и достать приманку, неправильное – долбить клювом по пластику. Считалось, что птица справилась с заданием, если она принимала правильное решение три раза подряд. И чем меньше ей для этого понадобилось обучающих попыток, тем лучше результат.
2) Тест на ассоциативное обучение. Птица должна была понять, что еда всегда находится под крышкой определенного цвета.
3) Тест на переучивание. После того как птица усваивала, что еду нужно искать под крышкой одного цвета, экспериментаторы начинали накрывать приманку крышкой другого цвета и смотрели, как быстро птица переучится.
4) Тест на пространственную память. Птица должна была запомнить, в какой из восьми закрытых лунок находится еда.
Удалось протестировать в общей сложности 56 птиц. Тесты проводили в естественной для птиц обстановке, улучая момент, когда интересующая исследователей особь находилась как минимум в десяти метрах от сородичей, чтобы те ее не отвлекали и не вмешивались в процесс. Во всех четырех тестах наилучшие результаты показали вороны из больших групп (рис. 10.1).
На всякий случай ученые повторили тестирование, предложив птицам такие же по смыслу, но иначе оформленные задачки. Результаты получились те же, причем птицы, хорошо выступившие в первой серии тестов, успешно справились и со второй, и наоборот.
Статистический анализ показал, что успешность решения разных задач строго скоррелирована: птицы, хорошо справляющиеся с задачами одного типа, быстрее решают также и задачи других типов. Эта корреляция позволяет говорить уже не просто о способностях к решению каких-то конкретных задач, а о некой общей сообразительности, или общем интеллекте (его еще называют фактором G)[47]. Для его количественной оценки ученые использовали метод главных компонент. Оказалось, что результаты всех четырех тестов вносят вклад в первую главную компоненту (PC1), которая отражает 64,6 % общей вариабельности по успешности прохождения тестов (это очень много по сравнению с аналогичными результатами у других видов животных), и поэтому PC1 можно рассматривать как количественную меру интеллекта ворон. Лучшим предиктором этой меры опять-таки оказался размер группы.
Затем ученые решили выяснить, как меняются когнитивные показатели с возрастом. Для этого были протестированы молодые птицы, научившиеся летать 100, 200 и 300 дней назад. Как и следовало ожидать, с возрастом птицы умнеют, но этот процесс идет быстрее в больших группах. У самых молодых, “100-дневных”, птиц еще не прослеживается связи между размером группы и успешностью решения задач. Более того, в этом возрасте нет и корреляции между успешностью выполнения разных заданий, то есть нет оснований говорить об “общем интеллекте”. Но уже через 200 дней после начала взрослой жизни обе корреляции (между успешностью решения разных задач и между сообразительностью и размером группы) четко прослеживаются.