
更多并不总是意味着更好。 这句话可以清楚地描述一个人的智力与大脑大小之比。 动物界的记录保持者是抹香鲸,其大脑重约9公斤。 在陆地生物中,这个称号使印度象拥有5公斤的大脑供其使用。 鸵鸟的大脑比眼球小,重26克。 但是,最聪明的鸟类之一灰鹦鹉的大脑重约118克,约占体重的22%。 在人类中,大脑平均重1.3千克,而人类才是进化的王冠。 这些数字清楚地表明,问题可以说不是数量上的,而是质量上的。
但是,如果该生物的大脑仅重约0.065克并包含950,000个神经元(相比之下,人类大约有1000亿个神经元)怎么办? 这样的生物能展现出令科学家惊讶的智力吗? 即使他能做到,这个生物也是蜜蜂,是算术的朋友。 今天,我们将使自己熟悉蜜蜂的数学能力,这为了解蜜蜂的个体而不是集体智慧开辟了新的信息。 此外,科学家开始更好地了解大脑重量和结构与智力水平之间的关系。 科学家们如何在没有计算器的情况下使蜜蜂计数,蜜蜂表现如何,科学家发现了什么? 在研究小组的报告中找到答案。 走吧
学习基础当有人说“蜜蜂”和“智商”时,我们脑海中就会浮现出一个联想的答案-集体的思想。 并非徒劳,因为蜜蜂在女王皇后领导的蜂群的存在方面确实表现出令人难以置信的连贯性。 我们不习惯将蜜蜂视为具有高智商行为能力的个体,而是更倾向于将蜜蜂视为复杂的生物有机体的一部分,这是整个蜂群的一部分。
该视频显示了研究人员如何对狒狒进行实验,这些实验证明了对“多/少”(多/少)定量概念的理解。科学家注意到,目前已经知道一些动物能够执行简单的数学运算以实现任何目标。 但是,大多数报道的病例是灵长类动物。 尽管在神经系统欠发达的生物中,也发现了类似的技能。 例如,蜘蛛了解猎物的数量,也就是说,他们了解加法和减法之类的概念。
除了识别这些技能外,重要的方面是对动作意识的理解。 换句话说,同一只蜘蛛是否了解他有3只苍蝇,又抓到另一只苍蝇,现在有4只? 在众多研究中,有一个可以单独研究灰鹦鹉和黑猩猩,除了加法和减法技能外,它们还可以用适当的数字标记这一数学动作的结果。 因此,这些生物表现出对正在发生的事情的理解。
蜜蜂对于学习这些技能非常有用,因为它们长期以来表现出学习和记住解决问题的行动的能力,这些行动可以解决“上/下”,“左/右”,“相同/不同”,“大/小”类别中的问题等 值得注意的是,如果采用“奖励/惩罚”策略,这表明在蜜蜂的实验室中学习和记忆的过程将更加有效,更快,这表明个体中存在注意力,当然也包括长期记忆。
在这里,您可以找到蜜蜂大脑的地图集。这项研究旨在更详细地考虑使用上述策略在受控条件下蜜蜂的数学能力,即加法和减法。 我们将在下面考虑实验的安排。
实验测试对象是14只蜜蜂,用彩色线标记以进行识别。 实验的主要内容可以称为“ Y”形式的迷宫,视觉刺激(尖端)的色差以及蜜蜂自由飞行的能力。
实验迷宫“ Y”的方案。现在按顺序。 蜜蜂经过训练后可以飞过决策室的入口,在决策室的前面是包含黄色或蓝色元素的样本。 如果它们是蓝色,那么您需要添加1个元素,如果是黄色-减去。 换句话说,蜜蜂在其前面看到3个黄色正方形(如上图所示),这意味着1减去。 做出正确的决定后,蜜蜂应该落在杆子上,上面画出简单拼图3-1 = 2(即带有两个黄色正方形)的解决方案。 如果样本为蓝色,则需要添加1个元素(2 + 1 = 3)并执行相同的操作序列。
答案(对与错)位于决策区域中央15厘米处。 对于正确答案,将以10μl的50%蔗糖溶液的形式提供奖励。 对于错误的答案-60 mM奎宁溶液(味道很苦,蜜蜂自然不喜欢)。 蜜蜂每次降落在一根或另一根杆上后,用20%的酒精清洗后者,然后换成新的杆,以完全消除蜜蜂的痕迹,这可能是其他提示或使蜜蜂感到困惑。
重要的是还要注意一件事:如果蜜蜂回答不正确并接受了奎宁酸,它就有机会在蔗糖溶液的正确回答下自由地飞到鲈鱼上。 这样做是为了保持动力。 同样,进行了实验,将蔗糖和奎宁替换为普通的水滴,从而达到了鼓励和惩罚的目的。
视觉刺激的所有变体(任务和解决方案):108用于减法,108用于加法。视觉刺激(正方形,菱形,圆形和三角形)描绘在6x6厘米的灰色背景上,并覆盖有厚度为80μl的层压板。 根据蜜蜂的视觉选择颜色(黄色和蓝色)。
216种视觉刺激选项的大量可能组合是由于科学家希望确保蜜蜂在解决问题的过程中不会使用联想思维。 也就是说,他们每次都会获得新的激励措施。
经过30分钟和60分钟的几次训练,对蜜蜂进行了训练,以找到迷宫的入口,决策室的入口以及栖息蔗糖和奎宁的鲈鱼。 总共,每只蜜蜂花了100次探视(总共用于减法和加法的任务,以随机顺序执行)。
除问题外,还使用数字1,2和4,即错误答案为1,2,3,4和5,正确答案为2,3,5(即1 + 1,2 + 1和4+ 1)。 减法任务的编号为2、4和5。正确的答案为1、3和4,错误的答案为1、2、3、4和5。在训练方法中未使用数字3来作为最终测试中的一种创新。
在主要(最终)实验期间,蜜蜂必须对10个任务进行4次测试。 还有另外10个任务没有鼓励(蔗糖)和没有惩罚(奎宁),并使用普通水(10微升)作为蜜蜂降落在鲈鱼上的动机。 所有测试均以随机顺序进行。
还值得注意的是,正确答案和错误答案的位置使得蜜蜂没有遵循相同的路线(上图)。 也就是说,例如,在连续两个测试的左侧,可能有正确的答案,是对还是错,或者连续有两个错误。 此外,任务中还有编号为3的任务,在训练测试中未显示。
实验结果
培训和最终测试结果的图表。在训练阶段(已尝试100次),在减法和加法问题中都注意到正确答案的数量有所增加。 让我提醒您,在训练过程中,采用了鼓励/惩罚的策略,这有助于提高蜜蜂的学习能力(它痛苦地爱糖,不喜欢奎宁)。 在上面的图
A中 ,我们看到正确答案随着训练方法的数量而增长的美丽曲线(z = 8.14,P <0.001)。 水平虚线(0.5级)分隔随机正确答案。 蜜蜂(14个测试个体)的学习能力增长的功能是通过广义线性混合模型实现的。 图上的黑点是根据置信区间(紫色区域)的正确答案的平均值(±95%)。
科学家们还注意到,他们注意到不同个体之间学习速度的差异。 这可能表明视觉刺激(任务和答案)感知的个体性质以及对鼓励/惩罚(蔗糖/奎宁)的个体敏感性。
测试的四个选项可以描述如下:
- 加法。 答案与正确的一面是错误的。 任务-3,正确-4,错误-5。
- 加法。 从右侧相反的一侧给出错误的答案。 任务-3,正确-4,错误-5。
- 减法 答案与正确的一面是错误的。 任务-3,正确-2,错误-1。
- 减法 从右侧相反的一侧给出错误的答案。 任务-3,正确-2,错误-4。
在所有4个测试中正确答案的程度足够高,可以归因于平常的机会。
除了正确答案和错误答案的问题外,一方面,蜜蜂在72.1±3.20%的情况下(z = 5.05,P <0.001)选择了正确答案(数字4)。 此外,当正确答案和错误答案总是来自不同方面时,蜜蜂在67.9±2.69%的情况下正确回答(z = 5.05,P <0.001)。
一方面,正确答案和错误答案相减的结果也达到了很好的水平,达到63.6±2.89%(z = 3.17,P = 0.002),而正确答案和错误答案总是来自不同方面-67.9±3.66% (z = 4.13,P <0.001)。 这些数据显示在结果B的图表中。
通过比较所有4种测试的指标,科学家得出结论,蜜蜂以相同的水平应对它们,也就是说,正确/不正确答案的方向或任务本身(减法或加法)在学习指标和正确执行任务中不起重要作用。
为了更详细地了解这项研究,我强烈建议您查看
科学家的
报告和
其他材料 。
结语乍一看,这样的实验看起来很奇怪,甚至是荒谬的,但它们并不会丢失其信息内容。 就个人而言,我不是对这样的实验的目的感到惊讶,而是对它们进行的方法感到惊讶。 您需要具有丰富的想象力,才能思考研究人员的工作。
在总结自己的工作时,科学家们提出了一个有趣的观察。 首先,在执行简单的加减运算任务时,不了解语言和数字等价物的人类幼儿(苗圃)能够展示出相当高的结果。 一个更有趣的例子是来自南美的Munduruku印第安人,他们的语言缺乏大量的口头对等物。 Munduruku使用最多5个数字的简单算术做得很好,但遇到大数问题却遇到困难。 但是,他们同时可以使用近似值(近似值)并在计算中获得相对准确的结果。
这些观察结果以及科学家进行的研究证实了这样的事实,即语言和初步的深层知识以及对数字的理解对于简单的加法和减法任务不是必需的要素。 未来,蜜蜂算术研究人员将使他们的任务复杂化,超出1 ... 5的数值范围,并增加大量数字。
大脑的大小和生物的社交习惯都不是成功进行少量操作的基本标准。 黑猩猩,灰鹦鹉,蜘蛛,甚至现在的蜜蜂都是一个很好的例子。
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