Исследователи обучили медоносных пчел сопоставлять персонажа с определенным количеством, показав, что они могут узнать, что символ представляет собой числовое количество.
Это открытие проливает новый свет на то, как числовые способности могли развиваться за тысячелетия, и даже открывает новые возможности для общения между людьми и другими видами.
Открытие, сделанное той же австралийско-французской командой, которая обнаружила, что пчелы понимают концепцию нуля и могут выполнять простую арифметику, также указывает на новые подходы к био-вдохновленным вычислениям, которые могут воспроизвести высокоэффективный подход мозга к обработке.
Исследование под руководством Университета RMIT опубликовано в Proceedings of the Royal Society B.
Доцент Адриан Дайер сказал, что, хотя люди были единственным видом, который разработал системы для представления чисел, такие как арабские цифры, которые мы используем каждый день, исследование показывает, что эту концепцию можно понять мозгом, намного меньшим, чем наш.
«Мы принимаем это как должное, когда мы выучили наши числа в детстве, но способность распознавать, что представляет собой цифра 4, на самом деле требует высокого уровня когнитивных способностей», – сказал Дайер.
"Исследования показали, что приматы и птицы также могут научиться связывать символы с числами, но мы впервые видим это у насекомых.
«У людей в мозгу более 86 миллиардов нейронов, у пчел – меньше миллиона, и нас разделяет более 600 миллионов лет эволюции.
"Но если пчелы способны выучить что-то столь же сложное, как символический язык, созданный руками человека, это откроет новые захватывающие пути для будущего общения между видами."
Мини-мозги, максимальный потенциал: чему научились пчелы
Исследования показали, что ряд животных, не относящихся к человеку, смогли узнать, что символы могут представлять числа, в том числе голуби, попугаи, шимпанзе и обезьяны.
Некоторые из их подвигов были впечатляющими: шимпанзе учили арабские числа и они могли правильно их упорядочивать, а серый африканский попугай по имени Алекс умел выучить названия чисел и суммировать их.
Новое исследование впервые показывает, что эта сложная когнитивная способность не ограничивается позвоночными животными.
Эксперимент с пчелами проводила доктор Скарлетт Ховард, в прошлом научный сотрудник лаборатории цифрового зондирования Bio Inspired (BIDS-Lab) в RMIT, а теперь сотрудник Исследовательского центра познания животных Университета Тулузы III – Пол Сабатье, CNRS.
В лабиринте Y-образной формы отдельные пчелы обучались правильно подбирать персонажа с рядом элементов.
Затем их проверяли, могут ли они применить свои новые знания, чтобы сопоставить персонажа с различными элементами одного и того же количества (точно так же, как цифра 2 может представлять два банана, два дерева или две шляпы).
Вторая группа обучалась противоположному подходу, сопоставляя ряд элементов с символом.
В то время как оба могли понять свою конкретную подготовку, разные группы не смогли полностью изменить ассоциацию и решить, что делать при тестировании с противоположным (символом к числу или числом к символу).
«Это говорит о том, что обработка чисел и понимание символов происходит в разных частях мозга пчел, подобно тому, как отдельная обработка происходит в человеческом мозгу», – сказал Ховард.
"Наши результаты показывают, что медоносные пчелы находятся не на том же уровне, что и животные, которые могут изучать символы как числа и выполнять сложные задачи.
"Но результаты имеют значение для того, что мы знаем об обучении, изменении задач и о том, как мозг создает связи и ассоциации между концепциями.
"Открытие того, как такие сложные числовые навыки могут быть усвоены миниатюрным мозгом, поможет нам понять, как математическое и культурное мышление развивалось у людей и, возможно, других животных."
По словам Дайера, изучение мозга насекомых открывает интригующие возможности для будущего дизайна высокоэффективных вычислительных систем.
«Когда мы ищем решения сложных проблем, мы часто обнаруживаем, что природа уже сделала эту работу намного элегантнее и эффективнее», – сказал он.
"Понимание того, как крошечные пчелиные мозги управляют информацией, открывает путь к решениям, основанным на биологии, которые используют малую часть мощности традиционных систем обработки."
Документ «Символическое представление численности медоносными пчелами (Apis mellifera): сопоставление символов с небольшими количествами» с соавторами Аврора Аварг-Вебер (Университет Тулузы), Жаиром Гарсиа (Школа СМИ и коммуникаций, RMIT) и профессором Эндрю Гринтри. (ARC Center of Excellence for Nanoscale Biophotonics, RMIT), опубликовано в Proceedings of the Royal Society B.