Ранее в нашей лаборатории был получен неожиданный феномен. Мышам предложили сложную задачу за достойное вознаграждение: в кормушки снова положат сыр (рис. 1, плюсы), если пересечь поле 1 (рис. 2 слева, зона 1). Контрольные мыши справились с задачей за 10 опытов (по 10 минут), научились получать сыр многократно и ходили при этом минимизированным маршрутом (рис. 1, слева). Опытных мышей при первом попадании в лабиринт мы заставили однократно пройти от кормушки до кормушки обходным путем как показано на рис. 1. После этого, они обучались 10 дней в лабиринте полного объема, так же как и контрольные (рис. 1, справа). Также как и контрольные мыши, спустя 10 опытов они научились многократно получать сыр за 1 опыт. Но ходили они «неправильным» маршрутом: каждую пробу совершали многократные кольцевые обходы (красный пунктир) и не могли их угасить (рис. 1, справа). Мы назвали этот феномен эффектом катушки.
Рис. 1. Схема эксперимента Никольской-Толченниковой.
Мы предположили, что эффект катушки может быть обнаружен не только у мышей. Цель данного проекта состоит в воспроизведении данного эффекта на человеке. Первый этап нашего исследования, выполненный в 2018 году, состоял в создании виртуального аналога «мышиного» лабиринта и проведении контрольной серии экспериментов. В виртуальном лабиринте было протестировано 120 игроков (студентов биофака МГУ, опытных геймеров). У испытуемых регистрировали активность мозга (ЭЭГ) и частоту сердечных сокращений (ЧСС). После окончания игры испытуемым предлагали нарисовать на листе бумаги лабиринт, по которому они ходили, а также предпочитаемый маршрут.
Рис. 2. Слева – структура виртуального пространства Nikol-5.3. 1 – свободное поле, 2 – многоальтернативная зона: Ы– вход в лабиринт (пищевую среду); А, Г – сундуки с монетами; Б, В – сундуки без монет; Р, Т – выходы в свободное поле (непищевую среду); Остальными буквами обозначены отсеки лабиринта,; крестиком обозначен старт. Справа – скриншот игры. Справа вверху – счетчик, отображающий количество добытых монет.
Оказалось, что студенты решали задачу за 5-10 минут и формировали навык, соответствующий принципу максимума подкрепления при минимуме действия. Этот результат имел удивительное сходство с таковым, полученным на животных в нашей лаборатории (помимо мышей также на крысах, рыбах, хорях, ушастых ежах и обезьянах). Однако, в отличие от животных, достигался в десятки раз быстрее. При этом только 15% испытуемых могли точно нарисовать лабиринт и свой маршрут (рис. 3, слева).
Интересно, что у испытуемых, которые отображали структуру лабиринта искаженно (рис. 3, справа), наблюдалась устойчивая тенденция к стеротипному воспроизведению иррациональных маршрутов, что имело сходство с обнаруженным ранее феноменом катушки.
Рис. 3. На рисунках представлены примеры точного, неполного и искаженного отображения структуры пространства лабиринта.
Таким образом, полученные результаты позволяют перейти ко второму этапу исследования: воспроизведению феномена катушки на человеке. Мы рассчитываем существенно продвинуться в понимании природы открытого эффекта, поскольку у человека возможно проконтролировать понимание структуры задачи и структуры пространства непосредственно, получить вербальный отчет о собственных действиях.