Медоносные пчелы Apis mellifera хуже переучивались на новый запах, если между запахом и наградой появлялась пауза, а во время обучения мигал свет. Это показало, что насекомые используют не только простые рефлексы, но и процессы, похожие на внимание и осознанное отслеживание связи между событиями.
Пчелы давно служили моделью для изучения памяти. В лаборатории их часто обучали вытягивать хоботок на запах, за которым следовал раствор сахарозы. Если запах и сахар совпадали во времени, пчелы учились быстро.
Более трудная задача возникала, когда сахар появлялся через несколько секунд после запаха. В таком варианте животному нужно было удержать след запаха в памяти и связать его с наградой. В исследованиях на людях и приматах похожие задачи часто зависели от осознания связи между сигналом и последствием.
Новая работа проверила на пчелах не простое запоминание, а переучивание. Сначала один запах означал сахар, а второй — солевой раствор. Затем правило меняли местами. Такая схема исследовала когнитивную гибкость: могла ли пчела перестать отвечать на старый «правильный» запах и начать отвечать на новый. Результаты опубликовали в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
В первой части эксперимента пчелы различали два запаха. При отставленном обусловливании значимое различение появлялось со второй пробы, при следовом обусловливании — позже, со второй, третьей или четвертой пробы в разных сериях. Отсюда ученые сделали вывод, что пчелы могли учиться и при временном разрыве, используя более трудный вариант ассоциативного обучения.
Затем биологи поменяли значения запахов. Без отвлекающего сигнала пчелы в обеих группах освоили новое правило. При отставленном обусловливании значимое различение после смены правила появлялось к четвертой пробе, при следовом — к пятой. То есть временной разрыв замедлял и ослаблял переучивание, но все же пчелы успешно справлялись с заданием.
Главная проверка касалась отвлечения. Во второй фазе авторы добавляли белую вспышку светодиода длительностью 100 миллисекунд с частотой 50 герц. Вспышка появлялась случайно внутри пятисекундного интервала между началом запаха и подкреплением.
Свет нарушил переучивание в обоих режимах, но по-разному. Пчелы из группы отставленного обусловливания чаще отвечали на оба запаха: старый и новый. Пчелы из группы следового обусловливания, наоборот, снижали ответы и не начинали надежно отвечать на новый вознаграждаемый запах. Это связали с тем, что отвлечение мешало перераспределению внимания в обоих режимах, а при следовом обусловливании дополнительно нарушало процессы, похожие на осознанное отслеживание связи между событиями.
Статья не доказала наличие сознания у насекомых, ученые измеряли лишь поведенческие реакции, а не активность мозга. Однако работа показала, что в этом дизайне поведение пчел напоминало зависимость от внимания и отслеживания связи между сигналом и наградой, которая характерна для существ с куда более сложной нервной системой.
Биологи впервые проверили переучивание после смены подкрепления при следовом обусловливании у животных и добавили отвлекающий стимул. Результат поддержал идею, что маленький мозг насекомого мог решать задачи гибче, чем предполагает схема простого рефлекса. Следующий шаг потребует нейрофизиологических исследований и более чувствительных мер ответа.