ミツバチは思ったよりも多くの数字を学ぶことができる

ミツバチは私たちが思ったよりも多くの数を学ぶことができます–それらを正しい方法で訓練すれば
ミツバチ:自然の数学の奇術。 SRハワード, 著者提供

ミツバチは数学がかなり上手です。少なくとも昆虫に関してはそうです。 たとえば、最大4つまでカウントでき、さらには ゼロの概念を理解する.

しかし、新しい研究では、 Journal of Experimental Biologyに本日掲載、ミツバチが4を超える数値を理解できることを示します-学習したときに正しい応答と誤った応答の両方に対してフィードバックを提供する限り。

私たち自身の頭脳でさえ、対処するのが苦手です 4より大きい数。 最大4つの項目を簡単に見積もることができますが、より大きな数を処理するにはより多くの精神的な努力が必要です。 したがって、なぜカウントするように頼まれたとき、若い子供は時々 「1、2、3、4など」と答えます!

信じられない場合は、以下のテストを試してください。 1-4星を表すさまざまな色のグループは、すばやく正確に数えるのが簡単です。 ただし、色を無視して一度にすべての星の数を推定しようとすると、より多くの集中力が必要になり、その場合でも精度が低下する傾向があります。

ミツバチは思ったよりも多くの数字を学ぶことができる
1-4の範囲の要素の数(ここでは異なる色で表されている)については、正確な数を非常に効率的に処理します。 ただし、色を無視して一度にすべての星の数を推定しようとすると、より多くの認知的努力が必要になります。

この効果は人間に固有のものではありません。 たとえば、4での正確な数量識別のしきい値も示します。

これを説明する1つの理論は、最大4つまでカウントしても実際にはカウントされないということです。 多くの動物の脳は、最大4つのアイテムのグループを生得的に認識できるのに対し、それ以上の数については適切なカウント(存在するオブジェクトの数を順番にカウントするプロセス)が必要な場合があります。

さまざまな動物種のパフォーマンスをさまざまな数字処理タスクで比較することにより、脳のサイズと構造の違いが数字処理を可能にする方法をよりよく理解できます。 たとえば、ミツバチはこれまでに数えたり判別したりできることが示されています 最大4つの数字、しかしそれを超えない。 私たちは、なぜ4に制限があったのか、そしてそれがさらに進むことができるかどうかを知りたかったのです。

最高のハチの行動

ミツバチは驚くほど数学が得意です。 私たちは最近、ハチが学習できることを発見しました 特定のシンボルを特定の数量に関連付ける、数字を使用して数字を表現する方法によく似ています。

ミツバチは、正しいアソシエーションを選択するための甘い報酬と、間違った選択のための苦い液体を与えられた場合、このタイプの難しいタスクを行うことを学びます。 したがって、ミツバチを4つのしきい値を超えてプッシュする場合、成功は適切な質問を適切な方法で行い、ミツバチに有益なフィードバックを提供することにかかっていることがわかりました。

ミツバチの2つの異なるグループを訓練して、それぞれが異なる数の形状を含む2つの異なるパターンの選択肢を提示するタスクを実行しました。 10個までの他の数字とは対照的に、4つの図形のグループを選択すると報酬を得ることができます。

2つの異なるトレーニング戦略を使用しました。 10匹のミツバチの1つのグループは、正しい選択(4つを選択)に対する報酬のみを受け取り、誤った選択に対する報酬は何も受け取りませんでした。 12ミツバチの2番目のグループは、4つを選ぶと甘い報酬を受け取り、ミスをすると苦い味のする物質を受け取りました。

テストでは、ミツバチはY字型の迷路に飛び込んで選択を行い、収集された甘い報酬を共有するために巣に戻りました。

単一のミツバチで実施された各実験は約4時間続き、その時間までに各ミツバチは50を選択しました。

ミツバチは思ったよりも多くの数字を学ぶことができる
蜂は個別に訓練され、Y字型の迷路でテストされました。そこでは、正しい刺激の直前のポールに砂糖の報酬が提示されました。 著者提供

甘い報酬のみを受け取ったグループは、4つ以上の数字を区別することをうまく学習できませんでした。 しかし、2番目のグループは、4つのアイテムのグループを、より高い数値を含む他のグループから確実に識別しました。

したがって、より多くの数の差別を学習するミツバチの能力は、彼らの生来の能力だけでなく、そうするために提供するリスクと報酬にも依存します。

ミツバチは思ったよりも多くの数字を学ぶことができる
差別化される可能性のある4つまたは5つの要素ディスプレイの蜂の視点。 挿入図は、これらの画像が通常どのように見えるかを示しています。

我々の結果は、動物の脳がどのように数を処理するように進化したのかを理解する上で重要な意味を持っています。 600百万年の進化によって隔てられているにもかかわらず、ミツバチなどの無脊椎動物や人間や魚などの脊椎動物はすべて、少数を正確かつ迅速に処理するための共通のしきい値を共有しているようです。 これは、私たちの脳が量の問題にどのように取り組むかに共通の原則があるかもしれないことを示唆しています。

私たちの新しい研究から得られた証拠は、質問と訓練が正しい方法で提示されれば、ミツバチはより高い数を処理することを学ぶことができることを示しています。 これらの結果は、数学のスターになることを学ぶための、あらゆるサイズの動物の脳の信じられないほどの柔軟性を示唆しています。会話

著者について

エイドリアン・ダイアー、 准教授、 RMIT大学; ジェイア・ガルシア、 研究員、 RMIT大学、および スカーレットハワード、ポスドク研究員、 トゥールーズ第3大学-ポール・サバティエ

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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