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# 生物学# 動物の行動と認知

動物の素早い意思決定の科学

動物の素早い決断は、驚くべき認知能力と適応力を示してるね。

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動物界の素早い決断動物界の素早い決断すよ。動物は素早い意思決定に驚くべき適応力を示
目次

日常の経験から、私たちの選択の質は、そこにかける時間と努力によって決まることが多いってわかるよね。でも、いくつかの決定はこのルールを破るみたい。例えば、いくつかの動物は考える時間が少ないのに、驚くほど正確な迅速な決断を下すことがある。

迅速な意思決定

研究によると、例えばネズミは、わずか300ミリ秒でさまざまな匂いを識別できるんだ。もっと長い時間匂いを嗅がせても、彼らの正確さはあまり改善されないみたい。人間も写真を20から40ミリ秒見ただけで認識できることがある。これは迅速な決断が遅いものと同じくらい正確であることを示してるんだ。

迅速な決断が重要な領域はスポーツだね。例えば、野球選手はボールを打つために約400ミリ秒で反応する必要がある。彼らはスイングする前に視覚情報を処理するのに約70ミリ秒しかない。ほんの少しのタイミングのズレが成功に大きな影響を与えることがある。

迅速な決断の本質

興味深い質問は、迅速な決断が遅いものに比べて深さが欠けているのかどうかだ。いくつかの研究は、速い決断は単純なルールや自然な本能に依存していることが多いと示唆している。これで疑問が生まれる:選択を柔軟で戦略的にするために、私たちは速度を落とす必要があるのだろうか?

さまざまな研究がこのアイデアを探求してきた。例えば、野球選手やフリスビーをキャッチする犬は、常に監視するのではなく、迅速な評価に頼っている。オスのハエトリグモは、メスを追いかける際に、メスの動きを追跡せずに迅速に進む道を選ぶ。彼らは距離と速度に関する固定的な仮定に基づいて素早くターンをするため、速いが柔軟性のない選択をすることになる。

アーチャーフィッシュとその意思決定

水面上の昆虫に水のジェットを撃つことで知られるアーチャーフィッシュも、興味深い迅速な意思決定を示している。昆虫を落としてから、捕まえるためにどこに行くかをすぐに決めなければならない。タイミングを逃すと、他の競争相手に食べられちゃうリスクがあるんだ。

この魚は、落ちる昆虫の初期の動きを見て、着地する可能性のある場所に向かって方向を変えることができる。でも、獲物の距離や速度、大きさによって決定を調整する必要があるという課題がある。この能力は、彼らの迅速な決断が完全に決まったものではなく、適応可能であることを示している。

新しいルールを学ぶ

最近の研究によると、アーチャーフィッシュは獲物の動きに関するさまざまな要素と、どこを狙うべきかを結びつけることを学べるんだ。もしルールが変わったら、例えば獲物が違うように落ち始めたら、彼らはすぐに決定を適応させることができる。この学習は、スピードやターンのスタイルに大きく影響を与えることなく起こるようだ。

研究者たちは、バーチャルリアリティを使ってアーチャーフィッシュが普段とは違う行動をする獲物にどう反応するかを観察した。彼らは、動きと狙うべき方向を結びつける新しいルールに直面しても、魚たちはすぐに戦略を調整できることを発見した。

状況を超えた一般化

これがさらに興味深いのは、アーチャーフィッシュが特定の状況のためだけに新しいルールを学ぶのではなく、まったく新しいシナリオに対しても学んだことを一般化できることだ。例えば、ある高さで獲物を使って訓練された場合、その高さが変わっても学んだことを適用することができた。異なる条件に適応する能力は、速い反応時間からは明らかではない認知的柔軟性を示している。

スピードと柔軟性

この考え方は、迅速な決断は単純でなければならないという信念に挑戦している。アーチャーフィッシュの例は、迅速な思考が速度を犠牲にすることなく複雑な認知プロセスを含む可能性があることを示している。この洞察は他の動物や行動にも適用できるかもしれなくて、迅速な決断を下す存在には柔軟性が共通する特性になるかもしれない。

形状が意思決定に与える役割

実験では、アーチャーフィッシュが狙う獲物の形に応じて2つの異なる決定ルールを切り替えることができることも明らかになった。ディスクや三角形のような異なる形状が提示されると、魚はその形の特性に基づいて、どのルールを適用するかを迅速に判断できた。新しいルールを異なる条件下で学んだとしても。

迅速な意思決定の実際

これらの発見は、動物の迅速な意思決定が複雑な学習と適応性を含む可能性があることを強調している。これは、競争の激しい環境で、迅速で正確な反応が成功と失敗の違いを生むことがあるから非常に重要だ。

結論

高速な意思決定、特にアーチャーフィッシュのような動物におけるそれの探求は、迅速な文脈での認知や学習を理解する新しい道を開いている。学び、適応し、異なる状況に対して一般化する能力は、通常、より高い認知機能に関連付けられる遅い方法論的な選択を超える洗練された意思決定の側面かもしれない。

オリジナルソース

タイトル: Learning and cognition in a decision made at reflex speed

概要: In recent years it has become clear that many decisions do not obey the rule that more time yields better decisions. These decisions can be made remarkably fast and yet accurately, sometimes based on very limited information. It is presently unclear whether such blink or high-speed decisions lack cognitive aspects that only much slower deliberative decision-making can support. Here we demonstrate an unexpected degree of flexibility and cognition in a decision made by a hunting animal at reflex-like speed. Based on observing initial speed, direction, and height of falling prey archerfish decide in just 40 milliseconds on a turn toward the later ballistic landing point. This enables the fish to dash off to arrive simultaneously with prey and to secure it against numerous competitors. We established an approach that allowed us to replace ballistics, the rule that governs the turn decisions, with a novel rule of how to connect the input variables with the rewarded turns. This approach revealed that the fish are not using a hardwired circuit but were able to reprogram their decision in efficient ways that allowed them to immediately generalize to untrained settings. Training even allowed the decision to simultaneously use two distinct sets of rules, one for each of two distinct objects. The flexibility of the decision and the occurrence of high-level cognitive features are counterintuitive for a reflex-like decision made faster than an Olympic sprinter can respond to the start gun. However, they imply that combining speed and accuracy in rapid decisions does not generally make them less smart than decisions made over far longer timescales.

著者: Stefan Schuster, M. Krause, W. Schulze

最終更新: 2024-06-25 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600552

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600552.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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