Шмели научились различать «азбуку Морзе»

Экспериментальная установка. Справа — деревянный улей, соединённый акриловыми тоннелями с наблюдательной камерой и тремя экспериментальными отсеками. Автор: Алекс Дэвидсон, Лондонский университет королевы Марии

Исследователи из Лондонского университета королевы Марии впервые показали, что насекомое — шмель Bombus terrestris — может выбирать место для поиска пищи на основе различной продолжительности визуальных сигналов. Их работа опубликована в журнале Biology Letters.

В азбуке Морзе короткая вспышка («точка») обозначает букву E, а длинная («тире») — букву T. До сих пор способность различать «точку» и «тире» наблюдалась только у людей и других позвоночных, таких как макаки или голуби.

Аспирант Алекс Дэвидсон и его научный руководитель доктор Элизабетта Версаче исследовали эту способность у шмелей. Они построили специальный лабиринт, где обучали отдельных пчёл находить сахарную награду у одной из двух мигающих окружностей с разной продолжительностью вспышки. Например, когда короткая вспышка («точка») ассоциировалась с сахаром, длинная вспышка («тире») сопровождалась горьким веществом, которое пчёлы не любят.

3D-модель экспериментальной установки. Маршрут пчелы отмечен красным. Автор: Алекс Дэвидсон, Лондонский университет королевы Марии

Шмели демонстрируют удивительное восприятие времени

Было ясно, что пчёлы научились различать свет по продолжительности, поскольку большинство из них сразу направлялись к «правильной» продолжительности вспышки, ранее ассоциировавшейся с сахаром, независимо от расположения стимула.

Дэвидсон отметил: «Нам было интересно узнать, смогут ли шмели научиться различать эти разные длительности, и было очень exciting видеть, как они это делают».

Версаче добавила: «Поскольку пчёлы не сталкиваются с мигающими стимулами в естественной среде, удивительно, что они справились с этой задачей. Способность отслеживать продолжительность визуальных стимулов может указывать на расширение способности обработки времени, которая развивалась для других целей, таких как отслеживание движения в пространстве или коммуникация».

Стимулы. Жёлтые круги мигают с разной продолжительностью. Автор: Алекс Дэвидсон, Лондонский университет королевы Марии

Изучение нейронной основы восприятия времени

Нейронные механизмы, отвечающие за отслеживание времени для таких длительностей, в основном неизвестны. Теперь, когда эта способность обнаружена у насекомых, исследователи смогут тестировать разные модели на этих «миниатюрных мозгах» объёмом менее одного кубического миллиметра.

Версаче подчеркнула: «Обработка длительностей у насекомых демонстрирует решение сложной задачи с использованием минимального нейронного субстрата. Это имеет значение для сложных когнитивных черт в искусственных нейронных сетях, которые должны стремиться к максимальной эффективности, черпая вдохновение в биологическом интеллекте».