新しい研究によると、カラスは幼児と同じように「数える」ことができる

幼児が記号による数え方（「1」は1つの物、「2」はその2倍を表す）を習得する前に、言語による数え方の発達段階を経る。この段階では、リンゴが3つあるグループにリンゴがいくつあるかと聞かれると、幼児は「1、1、1」または「1、2、3」または「リンゴ、リンゴ、リンゴ」と、数え方の原型として答えるかもしれない。リンゴが3つあることは理解しているが、その数を「3」という抽象的な形だけで表現する能力はまだない。

この知識に触発され、ドイツのテュービンゲン大学の神経生物学者で博士研究員のダイアナ・リャオ氏は、当然の疑問を投げかけることにした。「カラスもそれができるのか？」。ネタバレ注意：5月23日にサイエンス誌に発表された初の研究によると、カラスはそれができるという。ハシボソガラスは発声を制御し、その鳴き声の数を合図に対応させる、いわゆる原始的なカウントができるという。

この研究は、カラス科（ワタリガラス、カササギ、カケスを含む鳥類）が持つ認知能力の長いリストに新たな1つを加えるものである。この新しい研究は、人間の数学的能力の進化的起源を明らかにする探求にも役立つ。他の動物の能力と限界を研究することで、科学者は人間の数学的能力がどこからどのように生まれたのかをよりよく理解できる。

「本当に素晴らしい研究です」と、定量的推論を研究し、カラスの調査には関わっていないカーネギーメロン大学の心理学教授ジェシカ・カントロン氏はポピュラーサイエンス誌に語った。人間の場合、発声器官と数学的脳のつながりが数感覚の重要な部分を占めている。「発声を使って世の中の物事を表現し始めると、考え方が変わります。人間は発達と進化の過程でこのようにして数を数えるようになったのです」と彼女は説明する。「これまで、他の動物がそれをできるかどうかは明らかではありませんでした」とカントロン氏は付け加えた。

これまでの研究（通常はつつく、ボタンの押す、食べ物を選ぶ、画面をクリックする、頭を動かす、または手で歌うことなど）では、カラス、チンパンジー、サル、オウム、ネズミ、ミツバチ、ニワトリ、その他の動物は、異なる量の物の区別、基本的な計算、まれにゼロの概念化など、ある程度の量的推論能力を備えていることが実証されている。しかし、人間の発声制御レベルは動物の中でも独特である。他の霊長類でさえ「人間の言語タイプの発声をするのはとても下手です」とカントロン氏は言う。「人々は、量的推論タスクで霊長類に発声させることをあきらめたと思います。」

カラスは、自然界の「カーカー」という鳴き声に加わる、音を発する種の長いリストの中の1つに過ぎません。しかし、人間とは対照的に、科学者はほとんどの動物の鳴き声は不随意で本能的なものであり、出生時にプログラムされており、外部の環境の合図によって引き起こされるものだと考えています、とLiao氏は説明します。例えば、アメリカコガラに関する研究では、より大きな捕食者がいると、鳥は警戒音に「ディー」という音節をより多く加えることを示しましたが、この傾向は必ずしも鳴鳥が鳴き声で捕食者の大きさを文字通り測っていることを示しているわけではありません。むしろ、「ディー」の数は捕食者の存在によって引き起こされる覚醒の量に対応しており、より大きな脅威はより警戒させる可能性があります。Liao氏は、人工的な研究室のセットアップによって、彼女と彼女の同僚が本能的な恐怖と覚醒の役割を排除できる、より制御された環境でこの現象を詳しく調べたいと考えました。

ハシボソガラスに関するこの新しい研究は、人間以外のあらゆる種が自発的な発声と量の理解を結び付けることができることを初めて明確に示している。カラスの鳴き声を記録することは「つつく回数を数えるのとは違います」と、ゼブラフィッシュと生まれたばかりのヒナの数に関する論文を発表しているイタリアのトレント大学の神経科学者、ジロジオ・ヴァロルティガラ氏は言う。むしろ、発声を追跡するには「タイミングが関係し、広範な記憶と計画が必要です」と同氏は説明する。「それは確かに高度な認知能力です」

カラス科の鳥の能力を証明するため、廖氏と共著者らは3羽のハシボソガラスを訓練し、色つきのアラビア数字（1、2、3、4）と中立的な聴覚信号（自然の脅威や獲物に関係のない音）を、それに対応する柔軟な一連の発声と関連付けるようにした。廖氏によると、このプロセスには1年以上かかり、ほとんどが試行錯誤で進んだという。研究者らは各カラスにスクリーン上の数字や録音済みの音を提示し、カラスが一致する数の鳴き声を出した場合に餌を与えた。

訓練が完了すると、カラスは 1 ～ 2 時間のセッションを繰り返してテストされました。スクリーンの前に立ったカラスはそれぞれ、ターゲットをつついてテストを開始しました。すると、応答としてスクリーンに数字が表示されたり、音声キューが再生されたりします。カラスは応答として鳴き、応答の終了を示すためにスクリーン上の「Enter キー」をつつきます。鳴き声が数字キューに正しく対応していれば、カラスは賞品としておいしいミールワームまたは鳥の餌のペレットを受け取ります。

3羽とも、20回のセッションで偶然よりもはるかに高い確率で合図に合わせて発声できることを実証した。ほとんどの場合、カラスは正しく反応し、数字の1に対しては100%の正確さ、数字の2に対しては60%以上、数字の3に対しては50%以上、数字の4に対しては約40%の正確さを示した。研究者らはさらに、コンピューター分析ツールを使用して、一連の鳴き声の最初の鳴き声は、その後に続く鳴き声の数によって大幅に異なることを発見した。これは、カラスが最初の鳴き声から反応と鳴き声の番号を計画していることを示している。最後に、研究者らはカラスが間違えた軌跡を評価した結果、間違いはスタッター（鳥が鳴き声を繰り返す）とスキップ（鳥が鳴き声を忘れる）の2つのカテゴリーに分類されることを発見した。これは、鳥が間違えるときは、一般的に正しい計画を念頭に置いて開始するが、途中で見失うことがあることを示唆している。

全体として、彼らの実験は、ハシボソガラスが、幼児のように声を出して数えるなど、任意の合図に応じて発声したり控えたりする高度な能力を持っていることを示唆している。

しかし、この研究には限界もある。著者らは覚醒を直接測定していないため、鳥の反応の要因となる可能性は残っているとリャオ氏は言う。また、鳥が反応する際には個別の音節ではなく鳴き声の長さを追っていた可能性があるとカントロン氏は言う。もしそうだとしたら、鳥は鳴き声といくつかのものの間の1対1の関連性を理解する能力を実際には持っていない可能性があり、単に時間の長さを刺激と関連付けているだけかもしれない。確実に知るにはさらなる研究が必要だ。

リャオ氏は、野生のカラスが発声番号をどのように使っているかを調べるための追加実験を行う予定で、また、新たに発見された能力を支える基礎的な脳システムも調べたいと考えている。「鳥類の系統は3億年以上前に霊長類の系統から分岐しました。私たちは劇的に異なる脳構造を進化させてきました。異なる脳がどのようにして同様の行動を思いつくのかを見るのは非常に興味深いでしょう。」

将来、カラスについて学んだことは、私たち自身をより深く理解するのに役立つかもしれません。数学は人間の認知の「決定的な特徴」ですが、「私たちが完全に独自の思考方法を発明したわけではありません」とカントロン氏は言います。「人間であることのすべてには背景があり、それは現代の種に観察できるものです。進化の樹のさまざまな枝を見ると、私たち自身の思考の歴史をたどり始めることができます。」