Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых - Сейриан Самнер

способностей у насекомых. Он совершил судьбоносный прорыв в 2001 году, показав, что пчелы способны усваивать относительные понятия, опираясь на абстрактные взаимосвязи между знаками, например применяя в одной реальной ситуации информацию, полученную в другой.

Он обнаружил, что пчелы способны различать понятия «такой же, как…» и «не такой, как…» для несвязанных и контрастирующих объектов. Что это значит? Вы пользуетесь таким механизмом каждый день, даже не задумываясь об этом: AA = BB, а CD = EF. Мартин проверил, способны ли пчелы построить такую связь, воспользовавшись Y-образным лабиринтом с выбором цвета (желтый и голубой) и полосами – горизонтальными или вертикальными. Y-образные лабиринты проверяют, влияет ли то, что вы видите у входа в лабиринт (нижнее ответвление Y), на то, какую из ветвей (верхних ответвлений Y) вы выберете.

Ему удалось показать, что пчел можно обучить выбирать соответствие: если на входе в Y-образный лабиринт пчеле встретился желтый цвет, а затем ей нужно сделать выбор между желтой и голубой «ветвями», то она выбирает желтое ответвление (то есть следует правилу «одинаковости»), если она уже усвоила, что соответствие по цвету вознаграждается положительно (например, сахаром). С таким же успехом пчелу можно обучить искать соответствие для голубого цвета – к цвету как таковому это не имеет никакого отношения. Аналогичным образом пчелу можно научить выбирать определенную ориентацию полосок (например, вертикальные или горизонтальные), руководствуясь тем же правилом «одинаковости»: я видела вертикальные полоски на входе и усвоила, что увиденное мной там указывает, где находится награда, поэтому при выборе между коридором с вертикальными полосками и коридором с горизонтальными я выберу коридор с вертикальными полосками. Используя аналогичный подход, пчел можно было обучить следовать правилу «различия»: если у входа они видели желтый цвет, то выбирали не желтую ветку, а какую-то иную (в данном случае голубую).

Это уже довольно показательно, однако это была всего лишь фаза обучения. В следующем эксперименте тип сигнала был изменен. Если понятию «одинаковое» пчелу обучали при помощи цветовых сигналов, то на этот раз ей был представлен лабиринт, где отличия заключались в ориентации линий. Пчелы сделали правильный выбор: то есть если они усвоили, что одинаковое означает вознаграждение, через цвета (желтый + желтый = награда или, соответственно, голубой + голубой = награда), то они выбирали одинаковую ориентацию полосок (то есть горизонтальная + горизонтальная или, соответственно, вертикальная + вертикальная), хотя их до этого не учили ориентироваться по полоскам.

Аналогичным образом, если они усвоили, что вознаграждение приносит различие в цвете, они выбирали комбинацию различных ориентаций линий (горизонтальная + вертикальная или, соответственно, вертикальная + горизонтальная). Но еще поразительнее оказалось то, что визуальные сигналы можно было заменить запахами – и пчелы продолжали применять на практике усвоенное правило «одинаковости» или «различия». Просто удивительно: эти эксперименты показывают, что после усвоения результата знакомства с подобным и разным пчелы могут перенести свое понимание этих абстрактных отношений на совершенно иные визуальные и обонятельные знаки[231].

С тех пор Мартин и его команда продемонстрировали, как пчелы усваивают и другие абстрактные отношения: «больше» и «меньше», «над» и «под». Он показал, что пчелы умеют считать, а также имеют представление о том, что означает ноль. Их можно обучить проявлять суммарную реакцию – то есть если их научили тому, что голубой – это хорошо и что желтый – хорошо, то при демонстрации и голубого, и желтого они реагируют с удвоенным энтузиазмом. Эта форма обучения, когда воздействие оказывают на неявные связи между двумя или более стимулами, а не на индивидуальный опыт в отношении любого из этих стимулов по отдельности, известна как конфигуративное обучение. Поистине удивительно было обнаружить это явление у насекомого, поскольку считалось, что для такого реляционного обучения требуется нейронная сложность мозга позвоночного.

Арис перестал есть и наблюдает за движением моих губ, пока я говорю.

«Как это возможно?»

Его голос едва слышен.

Хорошо, что вы спросили, Арис. Ведь мы знаем, как пчелам это удается. Нам давно известно, что отдел мозга насекомых под названием грибовидное тело (названное так из-за того, что по форме напоминает гриб) представляет собой ту самую область, которая задействована в выполнении когнитивных функций более высокого порядка – таких как хранение и воспроизведение воспоминаний. Мартин Жюрфа и его коллеги определили, какие нейроны – эти нервные клетки сообщаются при помощи электрических сигналов и присутствуют в организме почти у всех животных – в грибовидном теле отвечают за реакции обучения.

Для этих экспериментов они срезали кутикулу (твердый покров) на голове пчелы, вскрывали ее и вводили блокатор нейротрансмиттеров для прерывания нервной активности. Потом пчел проверяли при помощи сложных задач на усвоение закономерностей, которые показывали способности пчел к конфигуративному обучению. Такова функциональная нейробиология, она не всегда приятна, но лучшего способа определить, важен ли конкретный нейрон или нет, просто не существует[232]. Используя данный подход, ученые определили, что для того, чтобы пчела могла научиться реагировать на несколько стимулов на основе их комбинации, необходимы нейроны определенной части мозга. Это было первым доказательством того, что у насекомых, подобно млекопитающим, существуют определенные части мозга, необходимые для сложного обучения.

Лаборатория Мартина Жюрфа – одна из немногих в мире, представившая убедительные доказательства, что мозг пчелы не примитивный и не рудиментарный. Пчелы – это не просто машины с ассоциативным обучением, они такие же мыслящие организмы, способные считать и воспринимать, обладающие сложными познавательными способностями, как и мы сами. Несмотря на маленький мозг и ограниченное количество нейронов, они обладают концептуальным мышлением. Как и человек, они способны связывать воедино данные из прошлого опыта для взаимодействия с миром в будущем. Эти наработки заставили ученых задуматься над тем, какое минимальное количество нейронов окажется достаточным для когнитивных функций «более высокого порядка».

Арис бледен.

«Пчелы совсем как мы, – шепчет он. – Их политика и разум – такие же, как у нас? Сократ был прав. Не такие уж мы и особенные».

Мы некоторое время задумчиво молчим.

Затем…

«А что у ос?» – выдыхает он.

Если мы поймем, как крошечный, простой мозг насекомого справляется с такими сложными познавательными процессами, это позволит осуществить прорыв в области разработки искусственного интеллекта. (Этот любопытный факт я упомянула для вас, читатель, на тот случай, если вам интересно, для чего еще нам изучать познавательные способности насекомых; но должна признаться, что я перешла на шепот, надеясь, что Арис не услышит, – мне кажется, он сейчас не осилит информацию об искусственном интеллекте, компьютерах и роботах.)

Но нам нужно выходить за рамки изучения медоносной пчелы, чтобы позаимствовать лучшие идеи из экспериментов, которые