Крысы-сомелье продемонстрировали продвинутое обонятельное обучение в тесте на распознавание вина

Крысы успешно отличали два сорта белого вина, Рислинг и Совиньон Блан, в исследовании учёных из Университета Тренто, Университета Линкольна, Университета Лондона и Венского университета. Результаты показывают, что животные могут категоризировать сложные обонятельные стимулы без лингвистических или специфически человеческих когнитивных способностей.

В исследовании "Rats Can Distinguish (and Generalize) Among Two White Wine Varieties", опубликованном в Animal Cognition, использовался метод обонятельной дискриминации в сценарии "действуй/не действуй" (go/no-go), чтобы оценить, могут ли крысы обучаться и обобщать категории запахов в сложной области.

Девять взрослых самцов домашних крыс, ранее обученных другой задаче категоризации запахов, тренировали различать вина двух разных сортов винограда.

Каждой крысе назначался один сорт как вознаграждаемый стимул (S+), а другой — как невознаграждаемый (S−). Обучение включало воздействие нескольких вин каждого сорта из разных урожаев и географических регионов.

Экспериментальная установка включала автоматизированную систему подачи запахов с камерами, где крысы должны были совершить носовое тыкание, чтобы активировать появление рычага. Правильный ответ (нажатие на рычаг для S+) вознаграждался едой, а неправильный (нажатие для S−) приводил к штрафу в виде тайм-аута. Тренировка продолжалась до тех пор, пока крысы не поддерживали уровень правильных ответов выше 80% в течение трёх последовательных сессий.

Во время тестирования крысам предъявляли новые вина тех же сортов в пробных испытаниях без вознаграждения. Результаты показали, что все девять крыс научились различать два сорта вина, причём большинство обобщило выученные категории на новые вина. Крысы нажимали на рычаг чаще для новых вин, соответствующих их ранее вознаграждаемой категории, что подтверждает способность к обобщению за пределами конкретных тренировочных образцов.

Статистический анализ выявил значительную разницу в частоте ответов на новые S+ и новые S− стимулы. Обобщённая линейная смешанная модель указала на успешное обобщение на основе категорий. Крысы-сомелье правильно определили 94% тренировочных вин и 65% новых вин, хотя различение новых вин имело тенденцию к улучшению при повторном воздействии. Восемь из девяти крыс с большей вероятностью обобщали новые вина, а шесть показали статистически значимый уровень различения.

Крыса по кличке Пинатс была единственной из девяти, которая завершила тренировочную фазу, но продемонстрировала необычную модель ответов во время тестирования. В отличие от других, Пинатс не смог успешно обобщить выученное различение на новые вина. Вместо этого он показал более высокую частоту неправильных ответов, нажимая на рычаг чаще для невознаграждаемых (S−) новых вин, чем для правильной категории (S+).

Результаты Пинатса могут отражать естественные индивидуальные различия в обработке обонятельной информации или консолидации памяти. Также возможно, что Пинатс был большим ценителем, чем другие, находя награду в самих элементах каждого сорта вина, что привело к непоследовательным ответам в эксперименте.

Смешанное обучение, возможно, способствовало быстрому приобретению навыков различения, подтверждая его эффективность в парадигмах обонятельного обучения. Исследователи использовали подход смешанной подачи запахов, при котором несколько образцов вина предъявлялись в рамках одной сессии, а не тренировали крыс на одном вине за раз. Это контрастирует с последовательным методом обучения, часто используемым в исследованиях обнаружения запахов.

Результаты предполагают, что сложная обонятельная категоризация не требует языкового посредничества и может быть более распространена среди животных, чем считалось ранее. Будущие исследования могут изучить, распространяются ли схожие способности на другие виды млекопитающих, включая собак и приматов, и могут ли крысы различать вина по терруару, стилю виноделия или региону происхождения.