Фраза "тружусь как пчела" идеально подходит для описания активности у мозга медоносных пчел. Эти насекомые вынуждены постоянно балансировать между усилием, риском и вознаграждением, избегать хищников и точно определять, какие цветы представляют наибольший интерес для их улья во время полета. Таким образом, скорость и эффективность играют решающую роль в их выживании, и ученые изучают мозг медоносных пчел, чтобы раскрыть этот процесс.
Опубликованный 27 июня в журнале eLife результат исследования демонстрирует, как миллионы лет эволюции способствовали развитию мозга пчел, позволяя им принимать молниеносные решения и уменьшать риски. Эндрю Бэррон, нейробиолог из австралийского университета Маккуори отмечает, что принятие решений является основным элементом познания. Это результат оценки возможных исходов, и жизнь животных насыщена подобными решениями. Он подчеркивает, что даже при небольшом размере мозга медоносной пчелы (меньше, чем кунжутное семечко), они способны принимать решения быстрее и точнее, чем человек. Для роботов, созданных для имитации пчелиных функций, потребуется суперкомпьютер.
Современные автономные роботы в большинстве случаев зависят от удаленных вычислений и связи с центром обработки данных. Изучение работы мозга пчел поможет создать новые роботы, способные более автономно исследовать окружающую среду.
В рамках исследования команда обучила 20 пчел распознавать пять разноцветных "цветочных дисков". Синие диски всегда содержали сахарный сироп, а зеленые - горькую для пчел тонизирующую воду. Другие цвета иногда представляли собой глюкозу. Затем пчел поместили в специальный сад, где использовалась только дистиллированная вода для цветов. Движения пчел были записаны на видео, и более 40 часов материала было проанализировано командой. Они следили за маршрутами пчел и определяли время, необходимое им для принятия решения.
Результаты показали, что когда пчелы были уверены в наличии пищи на цветке, они быстро садились на него, в среднем затратив 0,6 секунды на это. То же самое происходило, если они были уверены, что пищи на цветке не будет. В случае неуверенности пчелам требовалось значительно больше времени - в среднем 1,4 секунды, что отражало вероятность наличия небольшого количества пищи на цветке.
Далее команда создала компьютерную модель, которая повторила процесс принятия решений у пчел. Они заметили, что структура модели напоминает физическую структуру мозга пчелы. Они также обнаружили, что мозг пчел способен принимать сложные автономные решения с минимальным количеством нейронных цепей.
"Теперь нам ясно, как пчелы принимают столь умные решения, и мы исследуем, как они настолько быстро собирают и анализируют информацию. Мы предполагаем, что пчелы используют свои полетные движения, чтобы улучшить свою зрительную систему и способность обнаруживать лучшие цветы", - поделился Джеймс Маршалл, соавтор исследования, биолог-теоретик и специалист по вычислительной технике из Университета Шеффилда.
Источник: Лаура Байсас | 10 июля 2023 Г. Popular Science