Norint suprasti matematiką, didelių smegenų nereikia: ką rodo eksperimentas su bitėmis

Atradimas, kad net ir tokios mažos smegenys, kaip bitės, gali atlikti matematines operacijas, gali pasitarnauti ateityje kuriant dirbtinį intelektą – o ypač gerinant jo gebėjimą greitai mokytis.

Tyrimui vadovavo RMIT universiteto Melburne (Australija) mokslininkai. Šis tyrimas parodė, kad bites galima išmokyti atpažinti spalvas kaip simbolines reprezentacijas atimties ir sudėties veiksmuose, o šią informaciją galima panaudoti sprendžiant aritmetines problemas.

RMIT universiteto profesorius Adrianas Dyeris sako, kad operacijos su skaičiais – tokios kaip sudėtis ir atimtis – yra itin sudėtingos, kadangi reikalauja dviejų informacijos apdorojimo lygių. Anot jo, atliekant šiuos veiksmus reikia laikytis taisyklių (o tai yra susiję su ilgalaike atmintimi) tačiau tuo pačiu tenka ir manipuliuoti skaičiais trumpalaikėje atmintyje. Negana to, tyrimo metu bitės naudojo trumpalaikę atmintį sprendžiant aritmetines problemas – kadangi jos mokėsi sudėties ir atimties veiksmų kaip abstrakcijų, o ne vizualinių pagalbos instrumentų.

A.Dyeris sako, kad pažangus skaičių atpažinimas gamtoje tarp gyvūnų yra paplitęs labiau, nei manyta anksčiau. Anot jo, jei matematika nereikalauja didelių smegenų, kuriant dirbtinį intelektą galima rasti būdų, kaip inkorporuoti tiek ilgalaikes taisykles, tiek dirbančią atmintį – bei pagerinti jo galimybę mokytis naujas užduotis.

Žino ar išmoksta?

Mokslininkai ginčijamasi dėl to, ar gyvūnai žino – ar išmoksta sudėtingas matematines operacijas.

Dauguma gyvūnų gali atskirti kiekius, o šias žinias panaudoti priimant sprendimus bei sprendžiant problemas. Tačiau skaičių atpažinimas – tai yra, konkrečių skaičių ir aritmetinių operacijų atpažinimas – reikalauja pažangesnio informacijos apdorojimo lygio.

Ankstesni tyrimai parodė, kad kai kurie primatai, paukščiai, kūdikiai ar net vorai gali atlikti sudėties ar atimties veiksmus. Šis naujas tyrimas, kuris buvo publikuojamas leidinyje „Science Advances“, į šį sąrašą įtraukia ir bites.

Eksperimentą atliko mokslininkė Scarlett Howard, o jo metu pavienės bitės buvo mokomos Y formos labirinte. Kai bitės labirinte atlikdavo teisingą pasirinkimą, jos kaip atlygį gaudavo saldaus vandens, o už neteisingą pasirinkimą – kartų tirpalą.

Bitės yra linkusios grįžti į tą pačią vietą, jeigu joje yra geras maisto šaltinis, todėl nuolatos grįždavo į specialiai įrengtą vietą pasiimti maistingųjų medžiagų – ir toliau tęsdavo mokymąsi.

Skaičiuojančios spalvomis

Kai bitė įskrisdavo pro labirinto įėjimą, ji pamatydavo eilę elementų, kurie buvo skaitmenų formos, nuo 1 iki 5. Jeigu forma būdavo mėlynos spalvos, bitė turėdavo sudėti, o jeigu geltonos – atimti. Pamačiusi pirminį skaičių, bitė tuomet skrisdavo į sprendimų kambarį, kuriame turėdavo apsispręsti, ar skristi į dešinę, ar kairę labirinto pusę. Vienoje pusėje būdavo neteisingas problemos sprendimas, o kitoje – teisingas. Teisingas atsakymas eksperimento metu būdavo nuolatos keičiamas atsitiktine tvarka, kad bitės neišmoktų automatiškai skristi tik į vieną labirinto pusę.

Eksperimento pradžioje bitės atlikdavo atsitiktinius pasirinkimus, kol galiausiai išmokdavo spręsti problemą. Galiausiai po 100 mėginimų, kurie trukdavo nuo 4 iki 7 valandų, bitės išmoko, kad mėlyna spalva reiškia +1, o geltona – -1. Tada bitės galėjo panaudoti šias taisykles naujiems skaičiams.

S.Howard sako, kad galimybė atlikti pačius paprasčiausius matematinius veiksmus istoriškai buvo itin svarbi bendruomenės suklestėjimui. Yra įrodymų, kad senovės egiptiečiai ir babiloniečiai naudojo aritmetinius veiksmus dar 2000 metais pr.m.e.

Mokslininkė sako, kad dar būdami vaikais išmokstame, jog pliuso simbolis reiškia, kad turime sudėti, o minuso – kad turime atimti. Ji pasakoja, kad šis tyrimas parodė, jog sudėtingų matematinių simbolių kaip kalbos supratimas yra tai, ką gali išmokti dauguma smegenų, bei paaiškina, kaip žmonių bendruomenės sugebėjo visiškai nepriklausomai įgyti matematinius sugebėjimus.