Quạ ra quyết định trong 235 mili giây, nhanh gấp đôi con người và khỉ

Một con quạ đen quan sát màn hình đầy những chấm nhấp nháy có thể nhận ra phần lớn các chấm đang trôi về hướng nào rồi mổ đáp án trong chưa đầy một phần tư giây. Tốc độ này nhanh gấp khoảng hai lần so với thành tích của khỉ và con người trong cùng dạng nhiệm vụ, trong khi những con quạ không phải đánh đổi độ chính xác.

Phát hiện này đáng chú ý bởi bài kiểm tra chấm chuyển động là thí nghiệm kinh điển của khoa học về ra quyết định, đã được dùng suốt nhiều thập kỷ để cho thấy não linh trưởng thu thập bằng chứng và đi đến một lựa chọn như thế nào. Các nhà khoa học thần kinh tại Đại học Tübingen, Đức, nay cho thấy não chim – vốn không có vỏ não phân tầng mà động vật có vú dựa vào – giải quyết nhiệm vụ theo cùng một logic và đi tới đáp án trước.

Philipp Schmidbauer và Andreas Nieder viết trên tạp chí Science rằng hai con quạ của họ mất trung bình 235 mili giây, tính từ lúc các chấm xuất hiện đến khi chúng bắt đầu quay đầu để mổ. Trong các phiên bản được ghép tương ứng sát sao của nhiệm vụ này, khỉ mất khoảng 410, 490 và 600 mili giây trong ba nghiên cứu trước đó, còn các công trình trước đây cho thấy tình nguyện viên là con người cũng mất chừng ấy thời gian.

Bên trong đầu những con chim, lựa chọn còn xuất hiện sớm hơn. Các nơron tại một vùng có tên nidopallium caudolaterale bắt đầu báo hiệu hướng mà con quạ sẽ chọn vào khoảng 70 mili giây sau khi các chấm hiện ra, tức khoảng 170 mili giây trước khi đầu nó chuyển động.

“Chúng tôi chưa từng ép những con quạ phải nhanh nhất có thể,” Nieder nói với Ars Technica. “Chúng tôi chỉ để chúng tự quyết định theo nhịp độ của mình. Và ngay cả trong tình huống này, chúng vẫn nhanh gấp đôi bất kỳ con khỉ hay con người nào mà tôi biết.”

Hai con quạ làm bài kiểm tra được thiết kế cho khỉ như thế nào

Hai con quạ được nuôi bằng tay ngồi trước một màn hình cảm ứng hiển thị các chấm trắng trên nền đen. Trong mỗi lượt thử, một tỷ lệ các chấm cùng chuyển động sang trái hoặc sang phải, trong khi số còn lại đi lang thang ngẫu nhiên; con chim báo hướng tổng thể bằng cách mổ một trong hai mục tiêu bên cạnh màn hình. Trả lời đúng sẽ được thưởng một con sâu bột.

Các nhà nghiên cứu chủ ý sao chép phiên bản thí nghiệm dành cho khỉ. Nieder nói: “Khác biệt duy nhất là quạ phải mổ để biểu thị quyết định, trong khi khỉ biểu thị bằng một chuyển động mắt.” Để thay đổi độ khó, họ điều chỉnh tỷ lệ các chấm cùng chuyển động từ 81%, mức dễ đến mức gần như hiển nhiên, xuống 3%, mức hầu như không thể phân biệt với nhiễu. Một số lượt thử hoàn toàn không có chuyển động nhất quán, nên không tồn tại đáp án đúng.

Schmidbauer cho biết trong thông báo của trường đại học: “Ngay cả khi các kiểu chuyển động khó nhận ra, quyết định của quạ vẫn tốt hơn lựa chọn ngẫu nhiên, và khi tín hiệu rõ ràng, chúng đạt độ chính xác gần 100%.”

Trong lúc những con chim thực hiện nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu ghi lại hoạt động của 248 nơron riêng lẻ. Trong số đó, 58 nơron phát xung khác nhau tùy theo hướng mà con quạ cuối cùng sẽ chọn. Hoạt động của chúng tăng dần khi bằng chứng tích lũy, thay đổi theo độ rõ của chuyển động, rồi hội tụ về một mức chung đúng lúc con chim quyết định mổ.

Cùng một quy tắc, tốc độ gấp đôi

Mẫu hình tăng dần đó chính là thứ các nhà khoa học thần kinh gọi là biến quyết định: một bản tổng hợp liên tục của bằng chứng, tăng lên cho đến khi vượt qua một ngưỡng. Các thí nghiệm do Michael Shadlen và William Newsome dẫn dắt đã khiến khái niệm này trở nên nổi tiếng ở vỏ não đỉnh của khỉ rhesus, và kể từ đó nhiệm vụ chấm ngẫu nhiên tương tự cũng đã trở thành một phần quen thuộc trong các thí nghiệm trên người.

Chim và động vật có vú đã rẽ sang những nhánh tiến hóa riêng hơn 300 triệu năm trước. Vỏ não động vật có vú được xếp thành các lớp tế bào, trong khi mô tương ứng ở chim được đóng gói thành những cụm dày đặc mà hoàn toàn không có lớp. Nhóm của Nieder phát hiện phiên bản ở chim thực hiện cùng một phép tính. Nieder nói: “Những phát hiện này cho thấy động lực học nơron trong não chim phù hợp với các mô hình đã được thiết lập về quá trình ra quyết định ở người và các loài linh trưởng không phải người.”

Tiến hóa dường như đã đi đến cùng một lời giải hai lần. Nieder nói với Live Science: “Hàm ý lớn hơn là não không cần một tân vỏ não của động vật có vú để thực hiện các phép tính phức tạp.”

Điều gây ấn tượng nằm ở quỹ thời gian. Ở linh trưởng, một phiên bản khó của nhiệm vụ chấm có thể kéo dài quyết định thêm hàng trăm mili giây. Với quạ, thời gian phản ứng dao động từ khoảng 220 mili giây ở các lượt dễ nhất đến 254 mili giây ở các lượt khó nhất, chỉ chênh lệch 34 mili giây. Nieder cho rằng những con chim vẫn tích lũy bằng chứng, bởi độ trôi của các chấm là manh mối duy nhất chúng có, nhưng mọi công đoạn diễn ra quá nhanh khiến sự chậm lại gần như biến mất.

Vì sao não chim vận hành nhanh hơn

Nhóm nghiên cứu chưa thể quy tốc độ này cho một quá trình duy nhất. Nieder nghi ngờ đó là chuỗi lợi thế nhỏ, từ thị giác chim nhạy với chuyển động cho đến phản ứng vận động, và ông chỉ ra hai đặc điểm vật lý.

Đầu tiên là kích thước. Bay lượn đặt ra những giới hạn nghiêm ngặt về trọng lượng, vì vậy chim nhồi nhét số lượng khổng lồ các nơron rất nhỏ vào những bộ não nhỏ, còn các sợi truyền tín hiệu giữa chúng thì ngắn. Nieder nói: “Đường truyền dài cần thời gian. Đường truyền ngắn khiến mọi thứ nhanh hơn.” Một nghiên cứu trước đó trên tạp chí PNAS cho thấy não chim hót và vẹt chứa nhiều nơron trên mỗi gram hơn rất nhiều so với não linh trưởng.

Thứ hai là nhiệt. Cơ thể người có nhiệt độ khoảng 36,6 độ C, trong khi chim duy trì ở mức 41 hoặc thậm chí 42 độ, và mô ấm hơn làm tăng tốc hóa học của hệ thần kinh. Nieder nói: “Mọi kênh ion đều sẽ mở và đóng nhanh hơn. Mọi chất dẫn truyền đều sẽ di chuyển qua khe synap nhanh hơn.”

Trong thông báo của trường đại học, ông liên hệ lợi thế này với cách chim sinh sống. Ông nói: “Chim dựa vào thị giác để thực hiện các thao tác chính xác, nhanh chóng khi bay và để hướng mỏ về phía các vật thể khi kiếm ăn.”

Những điều nghiên cứu chưa thể kết luận

Nghiên cứu chỉ dựa trên hai con chim. Đây là mẫu nhỏ, dù Nieder lưu ý rằng đó là số lượng tiêu chuẩn trong các thí nghiệm trên khỉ kết hợp hành vi với ghi nhận từ từng nơron riêng lẻ.

Những con quạ không được kiểm tra song song với khỉ hoặc con người trong cùng một phòng thí nghiệm. Sự so sánh dựa trên các nghiên cứu linh trưởng đã công bố, sử dụng những phiên bản nhiệm vụ được ghép tương ứng sát sao, nên các khác biệt nhỏ về thiết bị, phương thức phản hồi và huấn luyện có thể làm thay đổi khoảng cách. Mổ và chuyển động mắt là hai hành động khác nhau, còn các nhà nghiên cứu đo thời gian của quạ từ chuyển động đầu tiên của đầu.

Các con số cũng chỉ thuộc về nhiệm vụ này. Bài kiểm tra chấm đòi hỏi não phải chờ chuyển động tự bộc lộ, vì vậy 235 mili giây ở quạ và hơn 400 mili giây ở linh trưởng không phải những giới hạn phổ quát về tốc độ tư duy của bất cứ bên nào.

Tiếp đó là câu hỏi liệu đây là đặc điểm của chim nói chung hay riêng của quạ. Họ Quạ nằm trong số những loài chim thông minh nhất, và Nieder thừa nhận việc huấn luyện một loài kém thông minh hơn làm cùng nhiệm vụ sẽ rất khó. Ông nói: “Vấn đề với nhiều loài chim khác là chúng không thông minh bằng họ Quạ và quạ, trong khi bạn cần một con chim thông minh để huấn luyện nó thực hiện chính xác nhiệm vụ này.” Hiện tại, chưa ai có thể nói một con bồ câu có nhanh tương tự hay không.

Những câu hỏi thường gặp về cách quạ tư duy

Một con quạ có thể đưa ra quyết định nhanh đến mức nào?

Trong thí nghiệm này, quạ đen đánh giá hướng chính của một đám mây chấm đang chuyển động và bắt đầu phản ứng trong trung bình khoảng 235 mili giây. Khỉ trong các phiên bản nhiệm vụ tương ứng mất khoảng 410 đến 600 mili giây.

Quạ có thông minh hơn khỉ không?

Nghiên cứu đo tốc độ ở một nhiệm vụ thị giác, chứ không đo trí thông minh tổng thể. Quạ có độ chính xác ngang linh trưởng và nhanh hơn về thời gian. Các loài thuộc họ Quạ thường được gọi là những loài vượn có lông vũ vì năng lực giải quyết vấn đề của chúng sánh với linh trưởng, nhưng một câu trả lời nhanh trong một bài kiểm tra không thể xếp hạng toàn bộ các loài.

Chim có vỏ não không?

Không phải loại vỏ não phân tầng. Chim không có tân vỏ não sáu lớp của động vật có vú, nhưng một vùng gọi là nidopallium caudolaterale đảm nhiệm vai trò tương tự vỏ não trước trán ở linh trưởng, sử dụng các nơron được sắp xếp thành cụm thay vì thành lớp.

Vì sao não chim nhanh đến vậy?

Nieder chỉ ra các nơron nhỏ, đóng gói dày đặc với những kết nối ngắn, cùng nhiệt độ cơ thể cao hơn chúng ta vài độ, yếu tố làm tăng tốc hóa học của mọi tín hiệu thần kinh. Nghiên cứu không trực tiếp kiểm nghiệm các lời giải thích này.

Điều gì sẽ đến tiếp theo

Schmidbauer và Nieder công bố công trình trên Science vào ngày 22 tháng 10 năm 2026, trong tập 394 của tạp chí. Nieder cho biết cần thêm nghiên cứu để xác định chính xác những cơ chế nào tạo cho chim lợi thế về thời gian. Thay vì coi não động vật có vú là khuôn mẫu của trí thông minh, ông muốn so sánh các loài để tìm ra những phép tính mà mọi bộ não cùng chia sẻ và những phép tính nào là sự thích nghi cục bộ; và một con chim có bộ não cỡ hạt óc chó vừa cho thấy vì sao sự so sánh đó đáng thực hiện.

Tài liệu tham khảo: Schmidbauer P, Nieder A, “Ultrarapid decision-making in an avian brain,” Science 394, 445-449, 2026. DOI: 10.1126/science.aed6459

Thẻ: khoa học thần kinh, Andreas Nieder, Corvus corone, não chim, nhận thức động vật, quạ