Honungsbin som löser matematiska problem utmanar överlägsenhet av mänskliga hjärnor

Honungsbinn kan ha sesamfröhöga hjärnor, men de är långt smartare än vetenskapsmän som misstänks. Stunning ny forskning visar att de även kan göra enkel matte, vilket tyder på att våra större hjärnor inte nödvändigtvis är bättre eller speciellt unika.

I tidningen, publicerad onsdag i Science Advances forskare beskrev hur de använde färgkodade former för att träna 14 honungsbin för att göra enkel aritmetik, som videon ovanför detaljer. När de presenterades med ett matematiskt problem och två möjliga lösningar (en korrekt, en felaktig) valde dessa utbildade bin det rätta alternativet mellan 63,6 och 72,1 procent av tiden - betydligt oftare än om de bara valde slumpmässigt.

Denna utveckling kallar förhållandet mellan hjärnstorlek och intelligens till ytterligare fråga, och det gör till och med forskare ifrågasätter huruvida matematik är så "svår" som vi tror.

"I den aktuella studien lyckades biorna inte bara utföra dessa bearbetningsuppgifter utan också behövde utföra de aritmetiska operationerna i arbetsminne", skriver studiens författare, ledd av Scarlett Howard, Ph.D., en postdoktoralforskare på franska National Center for Scientific Research som genomförde forskningen som doktorand student vid RMIT University i Australien. Howard var också den första författaren av en 2018-studie som visar att honungsbinnar förstår det abstrakta matematiska begreppet noll.

Naturligtvis löste dessa honungsbena inte matematiska problem som vi gör, med frågorna skrivna i siffror med plus och minus symboler mellan dem. Istället lärdes de att känna igen färger som olika operationer - blå för tillsats och gul för subtraktion. Tre blåa former, till exempel, menade att det korrekta svaret skulle vara en större - fyra. Tre gula former, menade att det korrekta svaret var ett färre - två.

Forskarna skriver att dessa resultat är spännande eftersom aritmetik är en komplex kognitiv process som kräver att bin ska använda både långsiktigt minne för att komma ihåg regler och kortsiktig arbetsminne för att hantera siffrorna framför dem.

I en Y-formad labyrint belönades biorna med sockervatten för att välja rätt och straffades med en bitter kininlösning för att välja felaktigt. Eftersom bin naturligtvis vill söka mat, fortsatte de att återvända till foder och lära sig. Forskarna observerade varje bi gör det 100 gånger, eftersom var och en kontinuerligt blev mer exakt.

När de blivit utbildade testades binarna dussintals gånger, och i slutändan gissade de sig rätt för det mesta, oavsett om de fanns eller subtraherades.

Forskarna argumenterar för dessa resultat visar i allmänhet hjärnområdena primater som används för matematik - den bakre parietalcortexen och prefrontal cortex - är inte nödvändiga för bin. Även om matte sig själv inte kan vara avgörande för binens överlevnad, skriver de. Samtidig användning av lång- och kortsiktigt minne har ett evolutionärt syfte när det gäller uppgifter som att komma ihåg storleken, formen och kronbladet av blommor som är mer näringsrik.

"Detta viktiga steg i att kombinera aritmetiska och symboliska inlärningsförmågor hos en insekt har identifierat många nya områden för framtida forskning och ställer också frågan om dessa komplexa numeriska förståelser kan vara tillgängliga för andra arter utan stora hjärnor, såsom honungsbinen" författarna skriver.

Baserat på resultaten från denna studie argumenterar de att varken språk eller numeriska förmågor krävs för att ett djur ska kunna lära sig matematik. Kanske föreslår det att människor inte är så speciella trots allt.

Abstrakt: Många djur förstår siffror på en grundläggande nivå för användning i viktiga uppgifter som foderhantering, shoaling och resurshantering. Komplexa aritmetiska operationer, såsom tillägg och subtraktion, med användning av symboler och / eller märkning har emellertid bara visats i ett begränsat antal icke-humana vertebrater. Vi visar att honungsbinn, med en miniatyrhjärna, kan lära sig att använda blå och gul som symboliska representationer för addition eller subtraktion. I en fria flygmiljö användes enskilda bin med denna information för att lösa okända problem med att lägga till eller subtrahera ett element från en grupp av element. Denna visning av numerosity kräver bin för att förvärva långsiktiga regler och använda kortvarigt arbetsminne. Med tanke på att honungsbina och människor separeras av över 400 miljoner år av evolution, tyder våra resultat på att avancerad numerisk kognition kan vara mer tillgänglig för icke-humana djur än tidigare misstänkt.