蜜蜂学到的数字比我们想象的要多

蜜蜂可以比我们想象的学习更多的数字–如果我们以正确的方式训练它们
蜜蜂:自然界的数学wh绕。 SR霍华德, 作者提供

蜜蜂在数学方面相当擅长-至少就昆虫而言。 例如,我们已经知道,它们最多可以计数四个,甚至 了解零的概念.

但是在一项新研究中 今天发表在《实验生物学杂志》上,我们证明蜜蜂也可以理解大于4的数字-只要我们在他们学习时提供正确和错误回答的反馈即可。

即使是我们自己的大脑也不太善于应对 大于四的数字。 虽然我们可以毫不费力地估计最多四个项目,但是处理大量项目需要更多的精力。 因此,为什么当被要求数数时,一个幼儿有时会 回答“ 1,2,3,4等”!

如果您不相信我,请尝试以下测试。 代表1-4星的各种颜色分组易于快速而准确地计数。 但是,如果我们尝试通过忽略颜色来一次估算所有恒星的数量,则需要更多的注意力,即使如此,我们的精度也往往会更差。

蜜蜂学到的数字比我们想象的要多
对于1-4范围内的各种元素(以不同的颜色表示),我们非常有效地处理了确切的数字。 但是,如果我们尝试通过忽略颜色来一次估计所有恒星的数量,则需要付出更多的认知努力。

这种效果并非人类独有。 ,例如,还显示了准确区分数量的阈值4。

一种可以解释这一点的理论是,最多计数四个根本就算不上什么。 可能是许多动物的大脑天生就可以识别多达四个项目的组,而超出此数目的动物需要进行适当的计数(对存在的物体数量进行顺序计数的过程)。


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通过比较不同动物在各种数字处理任务中的表现,我们可以更好地了解大脑大小和结构的差异如何实现数字处理。 例如,以前已经证明蜜蜂能够计数和区分 最多四个数字,但不能超越。 我们想知道为什么有四个限制—以及它们是否可以进一步发展。

最佳蜜蜂表现

蜜蜂出奇地擅长数学。 我们最近发现蜜蜂可以学习 将特定符号与特定数量关联,就像我们使用数字表示数字的方式一样。

如果选择正确的关联得到甜蜜的奖励,而选择错误的组合得到苦涩的液体,蜜蜂就会学会完成这类艰巨的任务。 因此,如果我们将蜜蜂推到四个门槛之上,我们就知道成功将取决于我们以正确的方式提出正确的问题,并向蜜蜂提供有用的反馈。

我们训练了两组不同的蜜蜂来执行一项任务,其中为他们提供了两种不同模式的选择,每种模式包含不同数量的形状。 他们可以从选择四个形状的组中获得奖励,而不是其他多达十个的形状。

我们使用了两种不同的训练策略。 十只蜜蜂中的一组只对正确选择(选择数量为四)获得奖励,而对错误选择则没有任何奖励。 第二组12蜜蜂因采摘了四只蜜蜂而获得了含糖的奖励,如果他们犯了错,则会得到一种苦味的物质。

在测试中,蜜蜂飞回Y形迷宫中做出选择,然后返回蜂巢分享分享的甜蜜奖励。

用一只蜜蜂进行的每个实验持续约四个小时,到那时每个蜜蜂都做出了50个选择。

蜜蜂学到的数字比我们想象的要多
蜜蜂经过单独训练并在Y型迷宫中进行测试,在正确刺激之前,在杆子上会出现糖奖励。 作者提供

仅获得丰厚报酬的小组无法成功地区分四个以上的数字。 但是第二组可靠地将四个项目组与其他包含较高编号的组区分开。

因此,蜜蜂学习更高数量歧视的能力不仅取决于其先天能力,而且还取决于这样做的风险和回报。

蜜蜂学到的数字比我们想象的要多
可以区分的四个或五个元素显示的鸟瞰图。 插页显示了我们通常如何看到这些图像。

我们的结果对理解动物的大脑如何进化为数字具有重要意义。 尽管被600百万年的进化分开,无脊椎动物(如蜜蜂)和脊椎动物(如人类和鱼类)似乎都具有共同的阈值,可以准确,快速地处理少量动物。 这表明我们的大脑如何处理数量问题背后可能存在一些共同原则。

我们新研究的证据表明,如果以正确的方式提出问题和训练,蜜蜂可以学会处理更多的数字。 这些结果表明,各种规模的动物大脑都具有难以置信的灵活性,可以学习成为数学明星。谈话

作者简介

阿德里安·戴尔(Adrian Dyer), 副教授, 皇家墨尔本理工大学 (RMIT); 贾尔·加西亚(Jair Garcia), 研究员, 皇家墨尔本理工大学 (RMIT)斯嘉丽霍华德, 博士后研究员, 图卢兹第三大学-Paul Sabatier

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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