蜜蜂學到的數字比我們想像的要多

蜜蜂可以比我們想像的學習更多的數字–如果我們以正確的方式訓練它們
蜜蜂:自然界的數學wh繞。 SR霍華德, 作者提供

蜜蜂在數學方面相當擅長-至少就昆蟲而言。 例如,我們已經知道,它們最多可以計數四個,甚至 了解零的概念.

但是在一項新研究中 今天發表在《實驗生物學雜誌》上,我們證明蜜蜂也可以理解大於4的數字-只要我們在他們學習時提供正確和錯誤回答的反饋即可。

即使是我們自己的大腦也不太善於應對 大於四的數字。 雖然我們可以毫不費力地估計最多四個項目,但是處理大量項目需要更多的精力。 因此,為什麼當被要求數數時,一個幼兒有時會 回答“ 1,2,3,4等”!

如果您不相信我,請嘗試以下測試。 代表1-4星的各種顏色分組易於快速而準確地計數。 但是,如果我們嘗試通過忽略顏色來一次估算所有恆星的數量,則需要更多的注意力,即使如此,我們的精度也往往會更差。

蜜蜂學到的數字比我們想像的要多
對於1-4範圍內的各種元素(以不同的顏色表示),我們非常有效地處理了確切的數字。 但是,如果我們嘗試通過忽略顏色來一次估計所有恆星的數量,則需要付出更多的認知努力。

這種效果並非人類獨有。 ,例如,還顯示了準確區分數量的閾值4。

一種可以解釋這一點的理論是,最多計數四個根本就算不上什麼。 可能是許多動物的大腦天生就可以識別多達四個項目的組,而超出此數目的動物需要進行適當的計數(對存在的物體數量進行順序計數的過程)。


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通過比較不同動物在各種數字處理任務中的表現,我們可以更好地了解大腦大小和結構的差異如何實現數字處理。 例如,以前已經證明蜜蜂能夠計數和區分 最多四個數字,但不能超越。 我們想知道為什麼有四個限制—以及它們是否可以進一步發展。

最佳蜜蜂表現

蜜蜂出奇地擅長數學。 我們最近發現蜜蜂可以學習 將特定符號與特定數量關聯,就像我們使用數字表示數字的方式一樣。

如果選擇正確的關聯得到甜蜜的獎勵,而選擇錯誤的組合得到苦澀的液體,蜜蜂就會學會完成這類艱鉅的任務。 因此,如果我們將蜜蜂推到四個門檻之上,我們就知道成功將取決於我們以正確的方式提出正確的問題,並向蜜蜂提供有用的反饋。

我們訓練了兩組不同的蜜蜂來執行一項任務,其中為他們提供了兩種不同模式的選擇,每種模式包含不同數量​​的形狀。 他們可以從選擇四個形狀的組中獲得獎勵,而不是其他多達十個的形狀。

我們使用了兩種不同的訓練策略。 十隻蜜蜂中的一組只對正確選擇(選擇數量為四)獲得了獎勵,而對錯誤選擇則沒有獲得任何獎勵。 第二組12蜜蜂因採摘了四隻蜜蜂而獲得了含糖的獎勵,如果他們犯了錯,則會得到一種苦味的物質。

在測試中,蜜蜂飛回Y形迷宮中做出選擇,然後返回蜂巢分享分享的甜蜜獎勵。

用一隻蜜蜂進行的每個實驗持續約四個小時,到那時每個蜜蜂都做出了50個選擇。

蜜蜂學到的數字比我們想像的要多
蜜蜂經過單獨訓練並在Y型迷宮中進行測試,在正確刺激之前,在桿子上會出現糖獎勵。 作者提供

僅獲得豐厚報酬的小組無法成功地區分四個以上的數字。 但是第二組可靠地將四個項目組與其他包含較高編號的組區分開。

因此,蜜蜂學習更高數量歧視的能力不僅取決於其先天能力,而且還取決於這樣做的風險和回報。

蜜蜂學到的數字比我們想像的要多
可以區分的四個或五個元素顯示的鳥瞰圖。 插頁顯示了我們通常如何看到這些圖像。

我們的結果對理解動物的大腦如何進化為數字具有重要意義。 儘管被600百萬年的進化分開,無脊椎動物(如蜜蜂)和脊椎動物(如人類和魚類)似乎都具有共同的閾值,可以準確,快速地處理少量動物。 這表明我們的大腦如何處理數量問題背後可能存在一些共同原則。

我們新研究的證據表明,如果以正確的方式提出問題和訓練,蜜蜂可以學會處理更多的數字。 這些結果表明,各種規模的動物大腦都具有難以置信的靈活性,可以學習成為數學明星。談話

關於作者

阿德里安·戴爾(Adrian Dyer), 副教授, RMIT大學; 賈爾·加西亞(Jair Garcia), 研究員, RMIT大學斯嘉麗霍華德, 博士後研究員, 圖盧茲第三大學-Paul Sabatier

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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