Meg tudnánk számolni az összes méhsejt -sejtet, kérem? a www.shutterstock.com webhelyről
Az alázatos méh szimbólumokat használhat alapvető matematikai feladatok elvégzésére, beleértve az összeadást és a kivonást - mutatja a kutatás új folyóirata Tudomány előlegek.
{youtube}kCucnmIULGU{/youtube}
Annak ellenére, hogy agya kevesebb mint egymillió idegsejtet tartalmaz, a mézelő méh nemrégiben bebizonyította, hogy képes bonyolult problémák kezelésére - például a nulla fogalmának megértése.
A méhek nagy értékű modell az idegtudományokkal kapcsolatos kérdések feltárására. Legutóbbi tanulmányunkban úgy döntöttünk, hogy kipróbáljuk, megtanulnak -e olyan egyszerű számtani műveleteket végrehajtani, mint az összeadás és a kivonás.
Összeadási és kivonási műveletek
Gyermekként megtanuljuk, hogy a plusz szimbólum (+) azt jelenti, hogy két vagy több mennyiséget kell hozzáadnunk, míg a mínusz szimbólum (-) azt jelenti, hogy ki kell vonni egymástól a mennyiségeket.
E problémák megoldásához hosszú távú és rövid távú memóriára is szükségünk van. Működő (rövid távú) memóriát használunk a számértékek kezelésére a művelet végrehajtása közben, és a hozzáadás vagy kivonás szabályait a hosszú távú memóriában tároljuk.
Bár az aritmetika, például összeadás és kivonás képessége nem egyszerű, létfontosságú az emberi társadalmakban. Az egyiptomiak és a babiloniak mutassa be a számtan használatának bizonyítékát i. e. 2000 körül, ami hasznos lett volna - például - az élőállomány számbavétele és az új számok kiszámítása a szarvasmarha eladásakor.
De szükség van -e az aritmetikai gondolkodás fejlődéséhez nagy főemlős agyra, vagy más állatok szembesülnek hasonló problémákkal, amelyek lehetővé teszik számtani műveletek feldolgozását? Ezt a méz segítségével vizsgáltuk.
Hogyan képezzük ki a méheket
A méhek központi helyet takarmányozók - ami azt jelenti, hogy a táplálkozási méhek visszatérnek egy helyre, ha a hely jó táplálékforrást biztosít.
A kísérletek során magas koncentrációjú cukros vizet biztosítunk a méheknek, ezért az egyes méhek (minden nőstény) továbbra is visszatérnek a kísérletbe, hogy a kaptár táplálékát összegyűjtsék.
Beállításunkban, amikor egy méh helyes számot választ (lásd alább), cukorvizet kap. Ha helytelenül választ, keserű ízű kininoldatot kap.
Ezzel a módszerrel megtanítjuk az egyes méheket négy -hét óra alatt megtanulni az összeadás vagy kivonás feladatát. Minden alkalommal, amikor a méh tele lett, visszatért a kaptárba, majd visszatért a kísérlethez, hogy folytassa a tanulást.
Összeadás és kivonás a méhekben
A méheket egyedileg kiképezték egy Y-labirintus alakú készülék meglátogatására.
A méh berepülne az Y-labirintus bejáratába, és egy-öt alakból álló elemeket látna. Az alakzatok (például: négyzet alakúak, de a tényleges kísérletek során számos alakváltozatot alkalmaztak) a két szín egyike lenne. A kék azt jelentette, hogy a méhnek hozzá kell adni egy hozzáadási műveletet (+ 1). Ha az alakzatok sárgák, a méhnek kivonási műveletet kell végrehajtania (- 1).
A plusz vagy mínusz egy feladat esetén az egyik oldal helytelen, a másik pedig a helyes választ tartalmazza. A kísérlet során az ingerek oldalát véletlenszerűen megváltoztatták, hogy a méh ne tanulja meg csak az Y-labirintus egyik oldalát felkeresni.
A kezdeti szám megtekintése után minden méh egy lyukon keresztül repül egy döntési kamrába, ahol választhat, hogy az Y-labirintus bal vagy jobb oldalára repül, attól függően, hogy milyen műveletre volt kiképezve.
Scarlett Howard
A kísérlet elején a méhek véletlenszerűen döntöttek, amíg ki nem tudták találni a probléma megoldásának módját. Végül több mint 100 tanulási kísérlet során a méhek megtanulták, hogy a kék +1, míg a sárga -1 -et jelent. A méhek ezután alkalmazhatják a szabályokat az új számokra.
Az új számmal végzett tesztelés során a méhek 64-72% -ban helyesen adták össze és vonták le az egyik elemet. A méhek teljesítménye a teszteken jelentősen eltér attól, amit elvárnánk, ha a méhek véletlenszerűen választanának, véletlen szintű teljesítménynek (50% helyes/helytelen)
Így az Y-labirintuson belüli „méhiskolánk” lehetővé tette a méhek számára, hogy megtanulják, hogyan kell számolási operátorokkal összeadni vagy kivonni.
Miért bonyolult kérdés ez a méhek számára?
A numerikus műveletek, mint például az összeadás és a kivonás, összetett kérdések, mert megkövetelik a feldolgozás két szintje. Az első szinthez méhre van szükség ahhoz, hogy megértse a numerikus tulajdonságok értékét. A második szint megköveteli a méhektől, hogy mentálisan manipulálja a munkamemória számbeli tulajdonságait.
E két folyamat mellett a méheknek a munkamemóriában is el kellett végezniük az aritmetikai műveleteket - az összeadandó vagy kivonandó „egy” szám vizuálisan nem volt jelen. Inkább a plusz egy vagy mínusz „egy” elképzelése absztrakt fogalom volt, amelyet a méheknek meg kellett oldaniuk a képzés során.
Annak kimutatása, hogy a méh képes kombinálni az egyszerű számtani és szimbolikus tanulást, számos kutatási területet azonosított, amelyekre kiterjeszteni kell, például arra, hogy más állatok összeadhatnak -e és kivonhatnak -e.
Hatások az AI -ra és a neurobiológiára
Nagy az érdeklődés az AI iránt, és az, hogy a számítógépek mennyire képesek az új problémák önálló tanulására.
Új eredményeink azt mutatják, hogy a miniatűr agy segítségével lehetséges szimbolikus számtani operátorok megtanulása összeadás és kivonás céljából. Ez azt sugallja, hogy új módszerek lehetnek a hosszú távú szabályok és a munkamemória kölcsönhatásának beépítésére a tervekbe, hogy javítsák az új problémák gyors AI-tanulását.
Ezenkívül megállapításaink azt mutatják, hogy a matematikai szimbólumok nyelvének megértése az operátorokkal valószínűleg sok agy számára elérhető, és segít megmagyarázni, hogy hány emberi kultúra fejlesztette ki önállóan a számolási készségeket.
A szerzőről
Scarlett Howard, PhD jelölt, RMIT Egyetem; Adrian Dyer, egyetemi docens, RMIT Egyetemés Jair Garcia, tudományos munkatárs, RMIT Egyetem
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek
at InnerSelf Market és Amazon