Привет, Хабр!
Все привыкли считать, что собаки — те самые верные ребята, которые понимают нас с полуслова: скажешь «сидеть» — и они тут же хлопнут задом по полу. А коты? Ну, они, конечно, величественные игнорщики, которые могут разве что моргнуть вам в ответ, да и то не факт. Но стоп! Новое исследование переворачивает это представление с лап на хвост: коты не просто понимают, что мы им говорим, они учат слова и связывают их с картинками быстрее, чем можно было ожидать!
Исследователи из Японии провели эксперимент, чтобы выяснить: способны ли наши хвостатые друзьяшки так же ловко ассоциировать слова и образы, как это делают младенцы или типичный представиль собак‑умников. Спойлер: котики обошли собак и младенцев на пару шагов вперед.
Первая часть эксперимента (или как всё это проверяли на котах)
Чтобы понять, что на самом деле творится в пушистых головах котов, учёные разработали методику под названием switched stimuli task — «задача с переключением стимулов». Это не первая подобная методика, она уже использовалась для младенцев, и, судя по всему, работает отлично. Суть проста: котам показывают два сочетания «слово + картинка» — в нашем случае это были бессмысленные слова вроде «парумо» и «керару», и изображения, такие как солнце и облачко.
Как всё это выглядело? Каждого кота тестировали в отдельной комнате — экспериментаторы постарались сделать всё максимально комфортно для пушистых участников. Их усаживали в 30 сантиметрах от ноутбука, на котором проигрывались картинки и звуки. А если кот вдруг решал, что сегодня его день «полежать и ничего не делать» (что вообще-то не редкость), экспериментаторы просто ставили ноутбук прямо перед ним, чтобы кот мог наслаждаться шоу, лёжа. На экране одна из картинок увеличивалась и уменьшалась в течение 9 секунд, пока слово звучало по 4 раза. Между попытками был интервал всего 1-2 секунды, чтобы коты не успели отвлечься на что-то более важное — например, собственный хвост.
После фазы привыкания — где котов как бы «тренировали» ассоциировать слова с картинками, наступала фаза тестирования. Тут-то и проверялось, заметят ли наши пушистые друзья, если поменять комбинацию слов и изображений. Половине котов показывали новые сочетания, а другой половине оставили старые.
И вот что вышло: коты оказались наблюдательнее, чем ожидали ученые! Когда им меняли комбинации, они явно задерживали свой взгляд на экране дольше, как будто говорили: «здесь явно что-то не то» Это показало, что они успешно связали слова и изображения.
Вторая часть эксперимента
Но котам мало одного эксперимента. Чтобы точно убедиться, что это не просто случайность, ученые решили провести второй эксперимент. В нём они заменили человеческие голоса на механические звуки – что-то вроде бипов и электронных сигналов. А как иначе убедиться, что коты реагируют именно на человеческую речь, а не на любые шумы?
Здесь результаты были интереснее. В отличие от первой части, коты не проявили такой же интерес к изменениям. Это означает, что они были более склонны ассоциировать слова и образы, когда слышали человеческую речь. С механическими звуками у них явно не сложилось.
Помимо этого
В первой части эксперимента участвовали 31 кот: 20 из них были мальчики, остальные – девочки. Их возраст варьировался, а средний возраст составлял около 3.5 лет. И вот что важно: 23 из этих котов жили в кошачьих кафе, а остальные – в обычных домах. В чём суть? Да, вроде бы эти коты должны вести себя по-разному, ведь кафе-коты гораздо чаще взаимодействуют с незнакомыми людьми, а домашние коты имеют более ограниченный круг общения. Но, как показали результаты, никакой разницы в их реакции не было. Это значит, что формирование словесных ассоциаций у котов – это, вероятно, врождённая способность, а не результат опыта общения с людьми.
Финальные мысли
Представьте себе — большинству кошек требовалось всего четыре попытки, чтобы привыкнуть к сочетанию «картинка + слово». Фактически, они получали лишь 9 секунд воздействия на каждую пару «картинка‑слово», и этого было достаточно, чтобы их мозг всё запомнил. Для сравнения, младенцам нужно минимум четыре 20-секундных испытания, чтобы выучить то же самое. Выходит, коты справляются с этим почти вдвое быстрее!
Почему так происходит? До конца это пока неясно. Возможно, дело в эволюции: коты, как виды, приспособились к жизни с людьми и развили способности быстрее запоминать наши сигналы. Но чтобы ответить на этот вопрос точно, надо провести исследования с дикими кошками или их ближайшими родственниками. Может, это результат совместного проживания с нами, а может — особенность кошачьего рода.
А может, они просто притворяются ленивыми, чтобы усыпить нашу бдительность. В любом случае, пора признать: коты — не только мастера поигнорировать своего раба хозяина, но и настоящие чемпионы по быстрому обучению.
Takagi, S., Koyasu, H., Nagasawa, M. et al. Rapid formation of picture-word association in cats. Sci Rep 14, 23091 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-74006-2
Скромно вставляю свой ТГК – t.me/coreartem.
Комментарии (49)
rinace
26.10.2024 05:53Вот это предположение странное
23 из этих котов жили в кошачьих кафе, а остальные – в обычных домах. В чём суть? Да, вроде бы эти коты должны вести себя по-разному, ведь кафе-коты гораздо чаще взаимодействуют с незнакомыми людьми, а домашние коты имеют более ограниченный круг общения.
Нейронные сети разве не формируются очень рано? В случае кошек и котов , наверное в период котенков .
Т.е. когда кот стал жить в доме или в кафе , нейронные сети и паттерны поведения уже сформированы .
Впрочем , следующий результат именно это и подтвердил.
как показали результаты, никакой разницы в их реакции не было. Это значит, что формирование словесных ассоциаций у котов – это, вероятно, врождённая способность, а не результат опыта общения с людьми.
А вот взали бы для эксперимента котов родившихся и выросших на улице и дома , результат был бы наверняка сильно разный .
Впрочем в Японии с бродячими кошками собаками проблема в виду отсутствия оных. Так, что экспериментальные данные вряд ли можно считать корректными , по причине неполной выборки.
HellQwer
26.10.2024 05:53Не знаю насколько корректно приводить такой пример, потому что кажется, что у людей с возрастом может идти усреднение среды и какой-нибудь гений-абориген или человек совсем нестандартной судьбы завалит IQ тест, но:
Уже к 16-летнему возрасту корреляция между коэффициентом интеллекта приёмных детей и их приёмных родителей становится близка к нулю. Различия в образовательном уровне детей зависят от образовательного уровня биологических родителей вдвое сильнее, чем от образовательного уровня приёмных родителей
Окружающая среда, в частности, семья, оказывает заметное влияние на развитие интеллекта ребёнка. Были выявлены зависимости от многих факторов, характеризующих уровень жизни семьи, например: размер и стоимость дома, годовой доход, отношения между членами семьи, методы воспитания и другое. Такое влияние приносит коэффициенту интеллекта долю в 0,25—0,35. Но чем старше становится ребёнок, тем слабее эта зависимость проявляется, практически полностью пропадая к моменту совершеннолетия. Эти исследования были проведены среди обычных семей с двумя родителями
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Коэффициент_интеллекта
torbasow
26.10.2024 05:53Надо, наверное, давать ссылку не на Википедию, а на первоисточник, он же в ней должен быть указан.
AuToMaton
26.10.2024 05:53Впрочем в Японии с бродячими кошками собаками проблема в виду отсутствия оных.
Про собак похоже на правду много больше чем про кошек, nekojima можно выгуглить. Да и просто так встречаются, даже на замедленном YouTube в видео бесцельно блуждального стиля.
morett1m Автор
26.10.2024 05:53Интересное замечание! Насчёт раннего формирования — действительно, у котов, как и у людей, есть так называемые «критические периоды», когда закладываются базовые связи в мозге. Но даже после этого пластичность остаётся, и мозг продолжает адаптироваться под окружение, просто не так кардинально.
Про котов из разных условий, рожденных на улице и в доме, — отличная идея для сравнения. Если честно, немного завидую японским котам, ведь тамошний уровень «кошачьего быта» им явно повышает качество жизни
Pshir
26.10.2024 05:53С одичавшими кошками результаты эксперимента не имели бы значения: они бы просто находились в постоянном стрессе. А если бы это были типа деревенские кошки, которые хоть и живут на улице, но внутри человеческого общества, то результаты от домашних, скорее всего, никак не отличались бы.
Skykharkov
26.10.2024 05:53Я человек простой. Вижу статью про котов - ставлю плюс.
Но эти шерстяные жопы и правда очень умны. Они просто по другому умны. Как им надо умны. Уж сколько подтверждений этому я видел за свою жизнь вместе с кошками.
Даже оторопь иногда берет, когда понимаешь, что кошки придумывают специальные "мявы" для человека, чтобы обозначить свои требования. "Дай еду", "Открой дверь", "Гладь"... Отдельные "слова" специально для человека.
SerjioValentes
За котика лайк!
Но вот над чем бы я подумал, у кошек насколько я помню вдвое меньше нейронов чем у собак к примеру. Есть мнение, что информация у них усваивается быстрее, но на более поверхностном уровне. У животных с большим количеством нейронов есть ещё дополнительные уровни абстракции между действиями и осознаниями.
morett1m Автор
Да, у собачек по разным исследованиям нейронов в среднем в два раза больше. Но это не делает кошек хуже. У них просто свой стиль: быстрее усваивают информацию, пусть и с меньшей глубиной. Интеллект важен не тем, сколько нейронов, а тем, как они работают и применяются (это касается даже нашего человеческого рода).
Про собак явно будет больше материала в будущем, с ними очень много исследований.
VBDUnit
Человек — 86 млрд нейронов
Слон — 257 млрд нейронов
А разгадка простая: число связей важнее числа нейронов, у слона их 42 трлн, а у человека — 125 трлн.
Tamul
Только посчитал.
Это что, получается, что для хранения весов сети человеческого мозга нужно чуть больше 100 тб? Если поквантовать бит до 6.
*присматривается к винчестерам*
(А для хранения карты этих весов ещё несколько петабайт)
VBDUnit
Да (нет).
Живой нейрон в мозге — это совсем не его примитивная модель в современных нейросетях. Если повезёт, на один синапс надо выделять по килобайту, если не по мегабайту.
Tamul
Про 6 бит шутка, но всё равно, сколько ни читаю - не могу придумать, почему на хранение "мёртвого" синапса (не на реалтайм моделирование и обучение и не на его связи в коннектоме) нужно больше байт 40. (Рубрика "погуглите мне ответ за меня")
Математическая модель синапса да, сложная, но они одинаковые плюс-минус внутри одного типа.
VBDUnit
Нейроны электрохимические. У каждого нейрона собственный источник энергии, куча рецепторов, детектирующих разные вещества‑гормоны, внутренняя память и системы, которые это всё обрабатывают. С разной скоростью и по‑разному в зависимости от окружающих веществ и внутреннего состояния. Каждый синапс имеет свои подсистемы, свою калибровку и скорость реакции на это всё.
И все эти особенности влияют на обработку информации. Выбросился дофамин, тут мало глюкозы, здесь ваще кортизол, эти нейроны истощены, валим туда, а там синапсы уже тормозят, потому что этанол подвезли...
И при этом они ещё и ПОЛЗАЮТ! Вам надо буквально моделировать поведение миллиардов ползающих друг по другу сложных наноосьминогов с ионным покрытием и кучей параметров!
zbot
имхо как минимум в половине случаев хватит и 6 бит да и предполагаемое количество связей можно сократить вдвое.
morett1m Автор
Ну, если поквантовать бит до 6, то да, выходит внушительно, но мозг — это не просто "винчестер с весами". В мозгу веса меняются, переподключаются, и часть данных хранится "динамически" — в сигналах, паттернах активности и химических процессах. Так что никакой SSD тут не прокатит xd
Zhabrozavr
У попугаев мозги вообще размером с напёрсток, но тоже не дураки
tommyangelo27
Кроме Попки
Moog_Prodigy
Ну или вон тех же воронов взять. У них упаковка более компактная в мозгах, техпроцесс меньше.
tbl
У них ограничение по весу мозга, поэтому эволюция пошла по пути оптимизации вычислительных блоков, а не как у приматов - брутфорс в сторону увеличения количества связей
VBDUnit
У воронов архитектура мозгов действительно другая, к примеру, у них нет неокортекса в привычном для млекопитающих виде, и лобных долей нет, нейроны меньше, синапсы короче. Поскольку расстояние меньше, в черепушку помещается где‑то 2 млрд нейронов и 15 млрд связей, и работает это всё быстрее — типа выше тактовая частота. Но сокращение длины синапсов ведет к снижению универсальности. Предположу, что из‑за того, что нейроны в большей степени, чем у нас, обмениваются информацией локально (т. е. с ближайшими соседями), ворону сложнее проводить аналогии и выявлять закономерности между непохожими, на первый взгляд, вещами, чем млекопитающему с аналогичным числом нейронов и синапсов, но с большей длиной.