Пчела перед кормушкой
Фото: Avarguès-Weber and Giurfa. ©2013 The Royal Society
Французские нейробиологи продемонстрировали способность пчел выделять закономерности в работе с геометрическими фигурами. Эксперименты с кормушками, помеченными разными рисунками, поставили под вопрос утверждение о том, что для столь сложных (по мнению современной науки) операций обязательно наличие коры головного мозга. Подробности со ссылкой на статью исследователей в журнале Proceedings of the Royal Society B приводит Phys.org.
В своей работе ученые систематизировали как данные своих же экспериментов, так и информацию, полученную другими биологами. Большая часть опытов была основана на том, что пчелы искали спрятанную за тем или иным рисунком поилку со сладким сиропом. Для этого насекомым требовалось опознать определенную фигуру. Задача осложнялась тем, что кормушки располагались в конце лабиринта, поэтому во время поиска насекомым надо было запомнить правильную последовательность действий.
Лабиринт для пчел, в котором проводилась большая часть опытов, представлял собой Y-образный коридор. Вход в него был помечен одним рисунком, правое ответвление вторым, а левое - третьим. Рисунки могли отличаться, а могли и совпадать: поэтому в одном из опытов пчелам требовалось запомнить последовательности вида «сначала одна фигура, потом вторая такая же» или сначала «одна фигура, потом другая, не похожая на первую». Чтобы более простая схема «поверни направо/поверни налево» не работала, ученые постоянно меняли положение кормушки случайным образом, переставляя соответствующие рисунки. Насекомые были вынуждены ориентироваться именно по картинкам и искать в них простые закономерности.
Исследователи обнаружили, что пчелы успешно запоминают правило «лететь нужно в кружки одного цвета» или« лететь нужно в кружки с полосами в одном направлении». Более того, если обучить насекомых следовать по маршруту, помеченному кружками одинакового цвета, то в лабиринте с метками в виде полосатых кружков пчелы скорее выбирают путь, указанный полосками одинакового направления. Такое поведение, как считают биологи, указывает на понимание абстрактного правила «выбирай схожие метки», а не просто на запоминание закономерности «одинаковый цвет указывает на еду».
Еще одна серия опытов доказала способность пчел находить закономерность вида «крест под произвольной фигурой означает еду». Причем пару из креста и еще одной фигуры можно было размещать как по центру карточки, так и где-нибудь в произвольном месте: насекомые ориентировались не на абсолютные координаты фигуры относительно краев листа, а на ее положение относительно другого объекта.
В самом сложном опыте пчелы сначала учились проходить лабиринт, в котором надо было запоминать правило «верный путь указывают две произвольные фигуры друг над другом в вертикальной, но не горизонтальной паре», а затем попадали в Y-образную развилку, в которой оба рукава имели вертикальные метки. Одна была сформирована разными фигурами (как во время обучения) и указывала путь к кормушке, а вторая, над тупиком, состояла из двух одинаковых. Для того, чтобы попасть в нужное место, пчелам пришлось использовать то правило, которому их в явном виде не учили: то, что верный путь закодирован не просто ориентацией пары, но и ее составом. Статистика показала, что в двух случаях из трех пчелы справляются и с этой задачей: хотя выбор наугад дал бы всего один верный ответ на две попытки.
Обсуждая результаты опытов, нейробиологи подчеркивают то, что мозг пчел построен по совершенно иному (в сравнению с млекопитающими) принципу. Он лишен коры, которая традиционно рассматривается как место обработки абстрактной информации, однако это не мешает насекомым оперировать понятиями схожести или относительного положения в пространстве. Как именно нервная система, в которой менее миллиона клеток, поддается сложному обучению, ученые пока не знают, поэтому пока что предлагают сосредоточиться на определении того, каковы возможности насекомых. Одновременно исследователи предлагают выделить ответственные за подобное обучение нейронные сети, выяснить их архитектуру и определить то, какие изменения происходят у пчел, запоминающих те или иные абстрактные правила.
Помимо пчел в качестве объектов для изучения простых нервных систем выступают муравьи и даже круглые черви, нематоды.