Итальянские ученые показали, что цыплята с более выраженной латерализацией мозга считают слева направо. Чтобы усилить латерализацию, ученые светили на яйца с эмбрионами с 18 по 21 день инкубации. В результате цыплята значительно чаще начинали счет слева, а их сородичи, которые развивались в темноте, — с любого конца ряда. Исследование опубликовано в журнале eLife.
Если нас попросят визуально представить ряд чисел от одного до десяти, вероятнее всего мы представим единицу слева, а десять — справа. Такое представление числовой линии долгое время связывали с тем, что во многих культурах принято читать слева направо. Но подобные пространственно-числовые ассоциации есть и у новорожденных, и даже у нечеловеческих животных — у птиц, рыб, обезьян и даже у пчел. Вероятно, есть некие общие нейронные механизмы, которые заставляют нас и других животных считать слева направо. Так, одна из гипотез гласит, что животные считают слева направо, поскольку за пространственные и числовые представления отвечает правое полушарие, которое получает сигналы от противоположного, левого глаза. Если эта гипотеза верна, счет слева направо должен быть более выражен тогда, когда мозг сильнее латерализован, и когда информацию обрабатывает только правое полушарие — то есть когда открыт лишь левый глаз.
Чтобы выяснить, связана ли латерализация мозга с пространственным представлением числового ряда, исследователи из Падуанского университета под руководством Розы Ругани (Rosa Rugani) провели эксперименты с сотней цыплят (Gallus gallus). С 18 по 21 день инкубации половину яиц держали при свете, чтобы усилить латерализацию мозга эмбрионов. Поскольку эмбрион в это время повернут правой стороной к полупрозрачной скорлупе яйца, свет стимулирует правый глаз, пока левый остается в тени. Из-за зрительного перекреста у птиц сигналы от левого глаза поступают в правый таламус, а от правого — в левый. Затем таламические нейроны проецируются в гиперстриатум — птичий аналог неокортекса: левый таламус, стимулированный светом, посылает сигналы как в левый, так и в правый гиперстриатум, а правый таламус — только в правый. В результате этого правое полушарие получает больше сигналов от обоих глаз, чем левое.
С третьего дня после вылупления всех цыплят обучали выбирать четвертую по счету крышку в вертикальном ряду из десяти крышек. Для этого в нее клали кусочек мучного червя, а остальные крышки оставались пустыми. Затем крышки засыпали опилками, а ряд поворачивали на 90 градусов и снова предлагали цыплятам выбирать. Тест проводили трижды: в первом случае цыплята смотрели двумя глазами, затем — только правым и только левым. Пока крышки располагались вертикально, все цыплята чаще всего выбирали четвертую крышку — в 30–35 процентах случаев. Когда ряд повернули, сильно латерализованные цыплята стали чаще других выбирали четвертую крышку слева. Их сородичи, инкубированные в темноте, начинали считать как слева, так и справа, из-за чего с одинаковой частотой — 20 процентов — выбирали четвертую крышку с обоих концов.
Когда один глаз цыплят закрывали повязкой, особи с низкой латерализацией терялись: они чаще выбирали первую и вторую крышки со стороны открытого глаза, редко доходя до четвертой. Латерализованные цыплята продолжали выбирать четвертую крышку со стороны открытого глаза более чем более чем в 20 процентах случаев, однако с той же частотой они выбирали и первую крышку с той же стороны.
Далее ученые провели те же тесты, но на этот раз в каждом испытании они меняли расстояние между крышками. Это нужно было для того, чтобы цыплята не могли ориентироваться, полагаясь на пространственную информацию. И здесь латерализованные цыплята стали, подобно выращенным в темноте, выбирать не только четвертую слева крышку, но и четвертую справа — хотя левую по-прежнему выбирали несколько чаще: 22 процента выборов против 16. Когда птицам закрывали правый глаз, они выбирали четвертую крышку слева не чаще, чем вторую и третью — независимо от того, насколько сильно был латерализован их мозг. В большинстве случаев они выбирали первую крышку слева. Если же закрыт был левый глаз, все цыплята чаще всего выбирали первую крышку справа, но латерализованные особи также клевали четвертую справа крышку чаще остальных.
Так авторы показали, что у цыплят счет слева направо связан с более выраженной латерализацией мозга. Но когда пространственная информация не доступна, латерализованные цыплята больше не считают слева направо. Это подтверждает гипотезу о том, что объединение пространственных и числовых сигналов формирует представление числового ряда, и правое полушарие играет в этом ключевую роль.
Функциональная асимметрия мозга определяет не только счет, но и многие другие особенности поведения. Недавно ученые обнаружили, что кошки предпочитают спать на левом боку. Они связали это с тем, что правое полушарие регулирует реакцию на угрозу — поэтому кошкам важно спать так, чтобы по пробуждении у левого глаза был хороший обзор.