Могут ли пчелы и осы узнавать лица? Да, благодаря целостной обработке
Распознавание лиц — ключевой навык для жизни в сложных обществах. Ранее считалось, что для этого требуется большой и сложный мозг, как у человека. Однако новое исследование, опубликованное в Frontiers in Psychology, показывает, что насекомые, такие как медоносная пчела (Apis mellifera) и обыкновенная оса (Vespula vulgaris), используют механизмы визуальной обработки, схожие с человеческими, что позволяет им надежно распознавать лица. Это происходит несмотря на крошечный размер их мозга, содержащего менее миллиона клеток (у человека — 86 миллиардов).
Принцип целостной обработки
У людей распознавание знакомых лиц во многом основано на холистической (целостной) обработке — объединении различных черт лица (глаз, носа, рта) в единый образ (гештальт). Это позволяет надежно узнавать людей даже в сложных условиях. Интересно, что такой же принцип мозг использует для распознавания любых объектов, в которых человек стал экспертом (например, собак или автомобилей).
Эксперимент с насекомыми
Исследователи обучили пчел и ос распознавать ахроматические (черно-белые) изображения человеческих лиц за сладкое вознаграждение. Для проверки, используют ли насекомые целостную обработку, были применены два классических теста:
- Эффект "часть-целое": изолированные черты лица (например, только глаза) распознаются хуже, чем те же черты в контексте целого лица.
- Эффект "составного лица": точность распознавания резко падает, если правильные внутренние черты (глаза, нос) сочетаются с неправильными внешними (например, контуром лица и волосами).
Результаты четырех отдельных тестов показали, что и пчелы, и осы для распознавания конкретного человеческого лица создают в мозге его целостные представления, "склеивая" отдельные черты. Это происходит, несмотря на отсутствие у насекомых эволюционных причин для обработки именно человеческих лиц.
Значение открытия
- Насекомые с их маленьким мозгом способны надежно распознавать по крайней мере ограниченное количество лиц.
- Это позволяет предположить, что преимущество большого человеческого мозга может заключаться не в самом механизме распознавания, а в очень большом количестве лиц, которые мы можем запомнить.
- Открытие помогает понять, как сложный навык обработки лиц мог эволюционировать у людей и других приматов.
- Доказательство использования целостной обработки разными животными для решения сложных визуальных задач указывает на перспективность этого подхода для разработки более эффективных систем искусственного интеллекта, например, для быстрого и точного распознавания образов в сельском хозяйстве или безопасности.