Zwierzęta mogą radzić sobie z arytmetyką nie gorzej od przedszkolaków

Pszczoły nie tylko robią nam miód (fot. Frank Bienewald/LightRocket via Getty Images)

Pracowita pszczoła wykorzystuje proste symbole dla niezbędnego jej życiowo dodawania i odejmowania. Jeśli chodzi o arytmetykę, poradziłaby sobie w pierwszej klasie szkoły podstawowej, choć jej mózg jest sto milionów razy uboższy w neurony niż nasz. 400 mln lat ewolucji, które dzielą nas od pszczół, oznacza, że i inne zwierzęta mogą radzić sobie z arytmetyką nie gorzej od przedszkolaków. Warto też, by wynikom tych badań przyjrzeli się twórcy sztucznych inteligencji.

Miał na szyi wielkie rogi, by bronić się przed atakami. Odkryto szczątki dinozaura sprzed 140 mln lat

Skamieniałe szczątki nieznanego nauce gatunku zauropoda sprzed 140 mln lat odkryto w środkowej części Argentyny. Zwierzę posiadało liczne rogi na...

zobacz więcej

Kiedy osiołkowi w żłoby dają owies lub siano, jak w znanej bajce Fredry, dokonuje on rozróżnienia jakościowego. Zwierzęta są jak najbardziej do niego zdolne. Gdy nałożyć osiołkowi do jednego żłobu dożo siana, a do drugiego mało i on wybiera ten z większą ilością, to dokonuje rozróżnienia ilościowego.

Zwierzęta to potrafią, gdyż muszą zarządzać dostępnymi zasobami, żerować czy polować. To wszystko wymaga odpowiedzi na pytanie, czy to więcej, czy mniej. Do tego zdolne jest zatem wiele zwierząt – i człowiek trzyletni. Czym innym jest jednak rozróżnienie numeryczne. Tu trzeba umieć rozpoznać, ile to jest, policzyć elementy.

To potrafią zrobić zwierzęta kręgowe tresowane pod takim kierunkiem, np. cyrkowe słonie czy konie. I w zakresie 5-10 powinien dać rady człowiek czteroletni. Wykonywanie jednak na owych liczbach działań, typu dodawanie i odejmowanie, wydaje się już czynnością typowo ludzką, a uzdalnia nas do tego na ogół mózg pięcio-, sześciolatka.

Australijsko-francuska grupa badawcza pod kierunkiem Adriana G. Dyera opublikowała jednak właśnie na łamach „Science Advances” opis przeciekawych doświadczeń, które przeczą powyższej tezie. W tych eksperymentach miniaturowy mózg pszczół poradził sobie w specjalnym matematycznym labiryncie. Pszczoły nauczono najpierw, że kolor niebieski oznacza dodawanie 1, a żółty – odejmowanie 1. Labirynt w kształcie litery Y pozwalał pszczołom na swobodny lot. W labiryncie poszczególne pszczoły korzystały z uprzednio udzielonych im lekcji arytmetyki symbolizowanej przez kolory i rozwiązywały nieznane sobie wcześniej zadania dodawania lub odejmowania elementu od grupy elementów. Zasady zatem tych zachowań cechowała długoterminowość, natomiast pamięć niezbędna do wykonania bieżących rachunków była z natury krótkotrwała. Dokładnie tak, jak u ludzi.

Sztuczna inteligencja pomaga wykryć zmiany w siatkówce oka u chorych na cukrzycę

Sztuczna inteligencja pomaga wykryć retinopatię cukrzycową, czyli zmiany w siatkówce oka u osób chorych na cukrzycę. Innowacyjny projekt...

zobacz więcej

Pszczoły nie tylko robią nam miód. Dla biologów są ważnym modelem badania zdolności poznawczych i wzroku owadów. Zanim podjęto się ustalenia, czy pszczoły potrafią dodawać i odejmować, wykazano, że potrafią one rozróżniać koncepcyjnie prawy od lewego (jak niebanalne przekona nas niemal każde dziecko z dysleksją), górę od dołu, jednakowe od różnego i mniejsze od większego – czyli wszystko, czego pieczołowicie uczymy dwu-, trzyletnie dzieci.

Oczywiście nic za darmo – nauka pszczół opiera się na metodach behawiorystycznych, prosto rzekłszy – kija i marchewki, czyli przysmaku i czegoś absolutnie fuj w nagrodę albo za karę w związku z wynikiem wykonywanego zadania.

Jak stwierdzono, zdolność do nauki jest u pszczół proporcjonalna do uwagi poświęconej przyswajaniu nowej wiedzy. A nic tak nie zaostrza pszczelej uwagi, jak kropla cukru spuszczana z pipetki.

W badaniu kierowanym przez dr. Dyera pszczoły nauczono wchodzenia do Y-kształtnego labiryntu. W przedpokoju tegoż znajdował się żółty lub niebieski wzorek, mający na celu przykuć wzrok pszczoły. Załóżmy, że zawierał trzy łatwo rozróżnialne żółte kwadraciki. Stamtąd pszczoła wlatywała do pokoju decyzji, gdzie było dwa wyloty. Nad jednym znajdowały się dwa żółte kwadraty, nad drugim trzy. Jeśli pszczoła rozwiązała zadanie dobrze, wyleciała drzwiami oznaczonymi przez dwa kwadraty, gdyż kolor żółty symbolizuje: odejmij jeden. W labiryncie dodawania – niebieskim – podejmowała tego samego typu decyzje, ale dodając jeden do symbolu prezentowanego w przedpokoju.

Każda pszczoła otrzymywała swój labirynt – jego oznakowanie – całkowicie przypadkowo. Zawsze jedna z zaprezentowanych jej w pokoju wyboru odpowiedzi była prawidłowa, a druga nie. Przy czym różnica tej nieprawidłowości wcale nie musiała wynosić 1. Była z zakresu 1-5.

Rak piersi może mieć związek z migotaniem przedsionków

Migotanie przedsionków może częściej występować u kobiet z rakiem piersi - informuje pismo „HeartRhythm”.

zobacz więcej

Oczywiście pszczoły miały najpierw czas uczenia się w labiryncie (gdzie były nagradzane za odpowiedź prawidłową, a karcone za błędną) i dopiero potem zostały poddane egzaminowi. Aby mieć pewność, że pszczoły nauczyły się liczyć, a nie zapamiętały kilkanaście obrazków, symbole obejmujące trzy elementy, tak żółte, jak i niebieskie, pojawiły się dopiero w labiryncie egzaminacyjnym. Osiągały 64-72 proc. akuratności. Jest oczywistym, że „strzelanie” pozwoliłoby im na średnio 50 proc. skuteczność. Pozostaje stwierdzić, że pszczołę można nauczyć dodawania i odejmowania.

Przyda się nam to nie tylko, do stymulowania naszych pociech, których skuteczność w dodawaniu na palcach bywa niższa od pszczelej. Z wyników mogą skorzystać także neurobiolodzy i projektanci sztucznych inteligencji. Pszczeli mózg jest bowiem doskonałym, jak się okazało, mikromodelem, pokazującym konieczną nieustanną interakcję długotrwałej reguły (co to znaczy dodać lub odjąć jeden) z bieżącymi, nie goszczącymi długo w pamięci działaniami operacyjnymi na zadanej w tym momencie wartości.

Pamięć długotrwała nieustannie współpracująca z pamięcią roboczą – oto sposób na szybkie uczenie się przez sztuczną inteligencję rozwiązywania nowych problemów. I tu przychodzi z pomocą obserwacja pracowitej pszczoły.

źródło:
Zobacz więcej