猫の知能

猫は問題解決能力を使ってドアを開ける

猫の知能とは、問題を解決し、環境に適応し、新しい行動を学び、自分のニーズを伝える能力を指します。構造的には、猫の脳は人間の脳と類似点があり、 [ 1 ]複雑な処理を担う大脳皮質に約2億5000万個のニューロンが含まれています。 [ 2 ]猫は神経可塑性を示し、経験に基づいて脳を再編成することができます。猫は10年以上情報を保持するよく発達した記憶を持っています。これらの記憶は感情と絡み合っていることが多く、猫は特定の場所に関連する良い経験と悪い経験の両方を思い出すことができます。[ 3 ]猫は観察学習と問題解決に優れていますが、人間と同じように因果関係を理解するのが苦手であることが研究で結論付けられています。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

猫の知能に関する研究は、主に飼い猫に焦点を当てています。都市環境での生活は、適応行動を必要とする様々な課題に猫をさらし、認知発達に貢献しています。[ 7 ]品種改良と遺伝的変化は、猫の知能にさらなる影響を与えています。[ 8 ] [ 9 ]子猫は母親を観察することで生存に必要なスキルを学び、成猫は試行錯誤を通して能力を磨いていきます。

背景

猫の知能に関する初期の研究は、19世紀後半から20世紀初頭にまで遡ります。当時、エドワード・ソーンダイクなどの心理学者は、パズルボックスを用いて動物の学習を研究していました。ソーンダイクの実験は、猫が試行錯誤を通してレバーやラッチの操作を学習できることを実証し、連合学習能力を明らかにしました。時が経つにつれ、より洗練された実験によって、空間認識、記憶、問題解決戦略など、認知の新たな側面が調べられるようになりました。[ 10 ]

対照実験において、猫は物体の永続性の概念が完全に発達しており、感覚運動知能が完成していることが示唆されました。対照的に、人間の乳児は、感覚運動知能の第6段階および最終段階における心的表象の出現を評価するために、物体の複数の目に見えない移動を伴うテストを受けました。これらの課題における猫の探索行動は、感覚運動知能の未知覚な物体を表象する能力と一致しており、完全に発達した感覚運動知能を反映していました。[ 11 ] [ 12 ]

2009年、猫が紐を引っ張ってプラスチックスクリーンの下のおやつを取り出す実験が行われました。紐が1本の場合、猫は簡単におやつを取り出せましたが、複数の紐（おやつにつながっていない紐も含む）が提示された場合、猫は正しい紐を安定して選ぶことができませんでした。この結果から、猫は人間と同じように因果関係を理解し​​ていないという結論が導き出されました。 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

認知能力

ライオンなどの野生のネコ科動物では、選択圧によって、これらの動物は問題解決に関して、解決後少なくとも7ヶ月間は広範な長期記憶を示すことが実証されています。[ 13 ]しかし、人間との関係、知能の個体差、年齢なども記憶に影響を与える可能性があります。猫は優れた長期記憶能力を持ち、出来事や場所の記憶を10年以上保持します。これらの記憶は感情と絡み合っていることが多く、猫は特定の場所に関連する良い経験も悪い経験も思い出すことができます。[ 3 ]生涯を通じて過去の環境の記憶を適応させるこの能力により、猫は現在の環境に容易に適応することができます。[ 14 ] [ 15 ]

子猫の時期は、母猫の観察や他の猫との遊びを通して、生存スキルを学び、記憶する時期です。実際、子猫にとって遊びは単なる楽しみ以上のものです。社会秩序の確立、狩猟スキルの構築、そして成猫の役割に必要な運動能力を身につけるために不可欠なのです。[ 16 ]

猫は年を取るほど、これらの変化が記憶に与える影響は大きくなります。高齢猫の記憶に関する研究は行われていませんが、人間と同様に、短期記憶は加齢の影響をより強く受けるという推測があります。ある実験では、餌の場所を調べたところ、猫の短期記憶は約16時間持続しました。[ 17 ]

猫の脳

飼い猫の脳の長さはおよそ5センチメートル（2.0インチ）で、重さは25〜30グラム（0.88〜1.06オンス）です。[ 18 ] [ 19 ]体長約60センチメートル（24インチ）、体重約3.3キログラム（7.3ポンド）の典型的な猫の場合、これは体重の約0.91％に相当します[ 20 ] 。平均的な人間の約2.33％と比較すると、この割合は大きくなります。ジェリソンの1973年の脳化指数（EQ）に関する研究（1より大きい値を脳が大きい、1より小さい値を脳が小さいと分類）によると、[ 21 ]飼い猫のEQ値は1〜1.71であるのに対し、人間の値は7.44〜7.8です。[ 18 ] [ 20 ]

ネコ科の 中で最も大きな脳を持つのは、ジャワ島とバリ島に生息するトラの脳です。[ 22 ]脊椎動物において、脳の大きさと知能の間に因果関係があるかどうかは議論の的となっています。脳の大きさと知能の関連性に関する実験のほとんどは、複雑な行動には複雑な（したがって知能の高い）脳が必要であるという仮定に基づいていますが、この関連性は一貫して実証されていません。[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

猫の大脳皮質の表面積は約83cm2 （13平方インチ）です。さらに、理論上の体重2.5kg（5.5ポンド）の猫の小脳の重さは5.3g（0.19オンス）で、全体重の0.17%に相当します。[ 28 ]タフツ大学獣医学部の研究者によると、人間と猫の脳の物理的構造は非常に似ています。[ 29 ]人間と猫の大脳皮質には似たような葉があります。[ 30 ] [ 31 ]

猫の脳に含まれる皮質ニューロンの数は2億300万個と報告されている。 [ 2 ]視覚皮質の17野[ 32 ]には、 1mm3あたり約51,400個のニューロンが含まれていることがわかった。[ 33 ] [ 34 ] 17野は一次視覚皮質である。[ 35 ]猫の脳は、人間の脳と同様に表面の折り畳み構造を持つ、いわゆる「ギレンセファリック」である。 [ 36 ] [ 37 ]

猫の脳の分析によると、脳は多くの領域に分かれており、それぞれが高度に相互接続された特殊なタスクを担い、感覚情報をハブアンドスポーク型のネットワークで共有していることが明らかになっています。ハブアンドスポーク型ネットワークには、多数の専門ハブとそれらを結ぶ多数の代替経路が存在します。こうした感覚情報の交換によって、脳は現実世界に対する複雑な知覚を構築し、環境に反応し、それを操作することが可能になります。[ 38 ]

猫の視床[ 39 ] [ 40 ]には、視床下部[41]、視床上体、外側膝状体[42]、およびその他の二次核構造が含まれます。飼い猫の脳には、海馬[ 43 ] 、扁桃体[ 44 ]、前頭葉（猫では脳全体の3～3.5%を占め、ヒトでは約25%）[ 45 ] 、 [ 46 ] 、脳梁[ 47 ]、[ 48 ] 、前交連[ 49 ] 、松果体[ 50 ]、尾状核、中隔核、および中脳[ 51 ]が含まれます。

グラウスら（1979）は、 RNA構造の変化と相関する視覚刺激の制御に関して、子猫の脳の神経可塑性を確認した。[ 52 ]その後の研究では、猫は視覚認識記憶を持ち、[ 53 ] [ 54 ]視覚情報からの脳の符号化の柔軟性を持っていることがわかった。[ 55 ]

ダイエット

猫用認知サポート食は、注意力、短期・長期記憶、学習能力、問題解決能力といった精神機能の向上を目的として配合された食品です。現在、このような食が認知機能の向上に効果的であるという確固たる証拠はありません。認知機能サポートを謳う栄養補助食品は、子猫用の脳の発達を促す栄養補助食品や、高齢猫の認知障害予防を目的とした栄養補助食品の多くに見られます。これらの栄養補助食品は、通常、オメガ3脂肪酸、オメガ6脂肪酸、タウリン、ビタミン、その他認知機能に良い影響を与えると考えられている補助栄養素の供給に重点を置いています。

オメガ3脂肪酸は、猫の認知機能にとって重要な栄養素です。猫にとってオメガ3脂肪酸は、体内で合成することができないため、食事から摂取する必要があるため、必須です。 [ 56 ]脳の発達と機能をサポートするオメガ3脂肪酸は、 α-リノレン酸、ドコサヘキサエン酸（DHA）、エイコサペンタエン酸（EPA）です。[ 56 ]魚油、魚、その他の海洋資源は、DHAとEPAを豊富に含んでいます。[ 56 ] α-リノレン酸は、油や種子から摂取できます。[ 56 ]

オメガ6脂肪酸も、猫の認知機能を高める食事によく含まれています。脳のサポートと認知機能に役割を果たす重要なオメガ6脂肪酸はアラキドン酸です。[ 57 ]アラキドン酸（AA）は、肉や卵などの動物性食品に含まれています。[ 57 ]猫はデルタ6デサチュラーゼという限られた酵素のせいで、リノール酸から微量のAAしか変換できないため、猫の食事にはアラキドン酸が必要です。[ 58 ] DHAと同様に、アラキドン酸は猫の脳組織によく見られ、脳機能をサポートする役割を果たしているようです。[ 57 ] Contrerasらによる2000年の研究では、哺乳類の脳内の脂肪酸の20％をDHAとAAが占めていることがわかりました。[ 59 ]アラキドン酸はほとんどの細胞膜に大量に存在し、多くの炎症誘発作用があります。[ 58 ]

タウリンは、猫の体内で合成する能力が低いため、猫の食事に不可欠なアミノ酸です。タウリンは血液脳関門を通過する能力があり、脳内の多くの神経機能、特に視覚の発達に関与しています。[ 60 ]タウリンが不足すると、猫は小脳と視覚皮質に異常な形態を示すことがあります。[ 60 ]タウリン欠乏症の猫にタウリン欠乏症の食事を与えると、眼の網膜におけるタウリン濃度が低下します。その結果、光受容体の機能が低下し、最終的には失明に至ります。[ 61 ]

コリンは水溶性栄養素で、てんかんや認知障害を予防・改善します。[ 62 ]補充療法は、発作や認知機能障害のある猫の治療に用いられますが、この治療法は主に逸話的な証拠や犬を対象とした研究に基づいています。[ 63 ]コリンはドーパミンやアセチルコリンなどの神経化学物質の前駆体であるため、神経系の正常な機能に重要です。[ 62 ]

学習能力

エドワード・ソーンダイクは、猫の学習能力に関する重要な実験をいくつか行いました。ソーンダイクの実験の一つでは、約51cm×38cm×30cm（20インチ×15インチ×12インチ）の様々な箱に猫を入れ、重りを引いて扉を開けるようにしました。猫は「偶然の成功を伴う試行錯誤」によって箱から脱出する様子が観察されました。[ 64 ] [ 65 ]猫の成績は時折悪化することもありましたが、ソーンダイクは猫が実験を続けるにつれて、ほとんどの場合、箱からの脱出にかかる時間が短縮されることを発見しました。[ 66 ]

ソーンダイクは、猫は効果の法則に従うと考えていた。効果の法則とは、満足感（つまり報酬）に続く反応は、将来的に同じ刺激に対してより起こりやすい反応になるというものである。[ 65 ] [ 64 ]ソーンダイクは猫の知能の存在に概ね懐疑的で、動物の知覚に関する当時の文献を「事実からの推論、特に調査のための事実の選択における偏り」と批判した。[ 67 ]

子猫の観察学習の可能性を検証する実験が行われた。母猫が実験的に計画された行動をとるのを観察できた子猫は、血縁関係のない成猫を観察した子猫よりも早く同じ行動をとることができた。また、試行錯誤の環境に置かれ、他の猫がその行動をとるのを観察しなかった子猫よりも早く同じ行動をとることができた。[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]

透明なフェンスを用いて、ペットの猫と犬の迂回路問題解決能力を調べる実験が行われました。猫は障害物の両側が同等に解決可能な課題であると認識すると、課題を解決するために空間的なアプローチを自由に変更します。[ 71 ]

複数の猫行動学者や児童心理学者によると、成猫の知能は2～3歳児の知能に匹敵する。これは、どちらの種も模倣、観察、実験を通して学習するからである。[ 72 ]猫は飼い主を観察し、その行動を真似するだけで、ドアを開けたり電気を消したりするなど、人間のような行動を学ぶことができる。[ 73 ]

家畜化の影響

猫の知能に関する研究は、主に飼い猫を対象としています。家畜化の過程で猫の行動をより詳細に観察できるようになり、種間コミュニケーションの発生頻度も増加しました。[ 74 ] [ 75 ]また、猫の脳に固有の可塑性は、この分野の研究の増加に伴い科学的知見が深まるにつれて明らかになりました。

多くの猫の遺伝子構造の変化が確認されている。[ 8 ] [ 9 ]これは家畜化の慣行と繁殖活動の両方の結果として生じたもので、種は人間の選択による遺伝的進化の変化を受けた。[ 8 ] [ 9 ]この人間の選択は、人間の住居を共有し、新石器時代の都市環境で生活するのに望ましい特性を持つ、最初に自然に発生した選択された猫のセットと結びついている。 [ 76 ]

猫の知能は半家畜化の間に向上した可能性がある。都市生活は、新しい適応行動を必要とする豊かで刺激的な環境を提供したのかもしれない。 [ 7 ]この腐肉食行動[ 77 ]は進化の観点からはゆっくりとした変化しか生み出さなかっただろうが、そのような変化は、原始的な猫（例えば、マカイロドン亜科、メガンテレオン、ホモテリウムなど）と共存し、サバンナの環境に適応した初期の原始的ヒト科動物の脳の変化[ 78 ]に匹敵するだろう。[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]

参照

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さらに読む

  • ベルグラー、ラインホルト「人間と猫：猫を飼うことの利点」ブラックウェル・サイエンティフィック・パブリケーションズ（1989年）
  • ブラッドショー、ジョン・WS「飼い猫の行動」CABインターナショナル（1992年）
  • チェスラー, P. (1969). 「子猫の観察学習における母親の影響」. Science . 166 ( 3907): 901–3 . Bibcode : 1969Sci...166..901C . doi : 10.1126/science.166.3907.901 . PMID  5345208. S2CID  683297 .
  • ホブハウス、LT 『進化における心』マクミラン、ロンドン（1915）
  • ターナー、デニス・C、パトリック・ベイトソン共著『飼い猫：その行動の生物学』ケンブリッジ大学出版局（1988年）
  • マイルズ, RC (1958). 「子猫における操作的、探索的、および食物のインセンティブによる学習」比較生理心理学ジャーナル. 51 (1): 39– 42. doi : 10.1037/h0049255 . PMID  13513843 .
  • ネヴィル、ピーター「Claws and Purrs」シジウィック＆ジャクソン（1992）
  • ネヴィル、ピーター「猫は精神科医が必要か」シジウィック＆ジャクソン（1990）
  • Voith, VL (1981). 「あなたも猫に芸を教えることができます（シェーピング、二次強化、学習の制約の例）」. Modern Veterinary Practice . 62 (8): 639–42 . PMID  7290076 .
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