Zdały test. Myszy dołączają do grona samoświadomych

Test lustra jest metodą badania samoświadomości. Po raz pierwszy został przeprowadzony na szympansach w latach 70. Grupa szympansów, która nigdy wcześniej nie widziała lustra, początkowo swoje odbicie brała jako zagrożenie, innego osobnika. Po pewnym czasie szympansy zrozumiały, że w lustrze widzą swoje własne odbicia. Pozytywny wyniki testu daje rozpoznanie przez określone zwierzę swojego odbicia w lustrze, a nie traktowanie go, jako innego stworzenia.

Taka zmiana zachowania odzwierciedla pewną samoświadomość - model mentalny własnego ciała w odróżnieniu od przyjaciół, wrogów lub innych części środowiska. A ocenę dokonuje się poprzez namalowaniu na ciele zwierzęcia kolorowej kropki, którą może dostrzec na własnym odbiciu i analizę jego zachowania. Zwierzę powinno zareagować na nową cechę swojego ciała widoczną w lustrze poprzez dotknięcie jej i próbę usunięcia.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Dzieci średnio po 18 miesiącach potrafią przejść test lustra. Wśród zwierząt, które przeszły test lustra były przede wszystkim ssaki – kilka gatunków małp, słonie, świnie, delfiny, orki oraz ptaki z rodziny krukowatych, ale też gołębie. W 2018 r. do tego grona dołączyła malutka ryba - wargatek sanitarnik. W badaniach z początku tego roku okazało się, że potencjalną samoświadomością mogą pochwalić się również pingwiny.

W nowych badaniach, które ukazały się w czasopiśmie "Neuron" (DOI: 10.1016/j.neuron.2023.10.022), naukowcy z University of Texas wykorzystali test lustra, aby sprawdzić, czy myszy potrafią wykryć zmianę w swoim wyglądzie – w tym przypadku plamę atramentu na czole. Gryzonie przeszły test – potrafiły rozpoznać swoje odbicie w lustrze, jednak autorzy publikacji zauważyli, że ich eksperymenty pokazują jedynie, że myszy potrafią wykryć zmianę w swoim wyglądzie, ale niekoniecznie oznacza to, że są samoświadome.

W prowadzonych eksperymentach naukowcy dostrzegli, że myszy, gdy widzą siebie w lustrze, wykazują zachowania, które sugerują samorozpoznanie. Kiedy badacze zaznaczyli czoła myszy o czarnym futrze plamą białego atramentu, myszy spędzały więcej czasu na pielęgnacji głowy przed lustrem – prawdopodobnie próbując usunąć plamę. Jednakże myszy wykazywały takie zachowanie tylko wtedy, gdy były już przyzwyczajone do luster, miały kontakt z innymi myszami, które wyglądały podobnie do nich i jeśli plamka atramentu była stosunkowo duża.

Naukowcy wykorzystali test lustra, aby sprawdzić, czy myszy potrafią wykryć zmianę w swoim wyglądzie – plamę atramentu na czole. Ponieważ naniesienie atramentu zapewniało także bodziec dotykowy, badacze przetestowali myszy o czarnym futrze, używając zarówno czarnego, jak i białego atramentu. Chociaż test lustra został pierwotnie opracowany w celu sprawdzenia świadomości u różnych gatunków, autorzy publikacji wskazali, że ich eksperymenty pokazują jedynie to, że myszy potrafią wykryć plamę na swoim czole, co niekoniecznie oznacza samoświadomość.

Myszy rzeczywiście potrafiły wykryć zmiany w swoim wyglądzie, ale tylko pod pewnymi warunkami. Gryzonie zaznajomione z lustrami spędzały znacznie więcej czasu na pielęgnacji głowy przed lustrem, gdy oznaczano je kroplami białego atramentu. Należy podkreślić, że czynności te dotyczyły jedynie głowy, nie innych części ciała. Jednakże myszy nie wykonywały wzmożonej pielęgnacji głowy, gdy atrament był czarny, czyli tego samego koloru co ich futro. Podobnie było, gdy ślad atramentu był mały, nawet jeśli atrament był biały.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

- Myszy potrzebowały znaczących zewnętrznych bodźców zmysłowych, aby przejść test lustra. Musieliśmy nałożyć na ich głowy dużą ilość atramentu, a następnie bodziec dotykowy pochodzący z nakładania atramentu w jakiś sposób umożliwiał zwierzęciu wykrycie atramentu na głowie w lustrzanym odbiciu – mówi Jun Yokose z University of Texas, pierwsza autorka publikacji, dodając jednocześnie, że szympansy i ludzie nie potrzebują żadnego dodatkowego bodźca zmysłowego, by przejść test lustra.

W dalszych badaniach naukowcy zidentyfikowali podzbiór neuronów w hipokampie zaangażowanych w tworzenie i przechowywanie tego wizualnego obrazu siebie, dając pierwszy wgląd w mechanizmy neuronowe stojące za rozpoznawaniem siebie.

- Aby utworzyć pamięć epizodyczną, na przykład dotyczącą wydarzeń z naszego codziennego życia, mózgi tworzą i przechowują informacje o tym, gdzie, co, kiedy i kto, a najważniejszym tego elementem jest samoinformacja lub status. Naukowcy zazwyczaj badają, w jaki sposób mózg koduje lub rozpoznaje innych, ale aspekt samoinformacji jest niejasny – mówi neurolog Takashi Kitamura z University of Texas, współautor publikacji.

Korzystając z mapowania ekspresji genów, naukowcy zidentyfikowali podzbiór neuronów, które aktywowały się, gdy myszy "rozpoznały" siebie w lustrze. Kiedy badacze dezaktywowali poszczególne neurony okazało się, że myszy nie wykazywały już zachowań związanych z pielęgnacją głowy przed lustrem, choć na czole była wyraźna plama atramentu.

Co ciekawe, podzbiór tych neuronów również aktywował się, gdy myszy dostrzegały inne myszy o podobnym wyglądzie i tym samym kolorze futra. Ale gdy myszy w okolicy miały inne umaszczenie, chociażby były białe, to omawiany podzbiór neuronów nie był aktywny.

Ponieważ wcześniejsze badania na szympansach sugerowały, że do rozpoznania swojego odbicia w lustrze wymagane jest doświadczenie społeczne, badacze przetestowali także myszy, które po przyjściu na świat były odizolowane od innych gryzoni. Myszy te oznaczone plamą atramentu nie pielęgnowały głowy przed lustrem. U izolowanych myszy nie zaobserwowano również aktywacji na widok towarzyszy neuronów w hipokampie, co sugeruje, że myszy muszą mieć doświadczenia społeczne wraz z innymi podobnymi do siebie osobnikami w celu rozwinięcia obwodów nerwowych niezbędnych do samorozpoznania.

W kolejnych pracach uczeni będą chcieli głębiej poznać znaczenie bodźców dotykowych i wzrokowych. Zamierzają w ten sposób sprawdzić, czy myszy potrafią rozpoznać zmiany w swoim odbiciu w przypadku braku bodźca dotykowego. Planują także zbadać inne obszary mózgu, które mogą być zaangażowane w samorozpoznawanie, a także zbadać, w jaki sposób różne regiony mózgu komunikują się między sobą i integrują pozyskane informacje.