Шмели решают сложную математическую задачу

Шмели способны находить решение сложной математической задачи, на которую у компьютеров уходят дни.

Учёные из Лондонского университета королевы Марии и Лондонского университета Ройал Холлоуэй обнаружили, что пчёлы учатся летать по кратчайшему возможному маршруту между цветами, даже если они обнаружили цветы в другом порядке. Пчёлы фактически решают «задачу коммивояжёра», и это первые животные, у которых это обнаружено.

Задача коммивояжёра состоит в том, чтобы найти кратчайший маршрут, позволяющий посетить все точки. Компьютеры решают её, сравнивая длину всех возможных маршрутов и выбирая кратчайший. Однако пчёлы решают её без помощи компьютера, используя мозг размером с семечко травы.

Профессор Ларс Читтка сказал: «В природе пчёлы должны соединить сотни цветов таким образом, чтобы минимизировать расстояние полёта, а затем надёжно найти дорогу домой — нетривиальная задача, если у тебя мозг размером с булавочную головку! Подобные задачи коммивояжёра занимают суперкомпьютеры на дни. Изучение того, как мозг пчёл решает такие сложные задачи, может позволить нам определить минимальные нейронные цепи, необходимые для сложного решения проблем».

Команда использовала управляемые компьютером искусственные цветы, чтобы проверить, будут ли пчёлы следовать маршруту, определённому порядком обнаружения цветов, или найдут кратчайший путь. После изучения расположения цветов пчёлы быстро научились летать по кратчайшему маршруту.

Это исследование, которое должно быть опубликовано на этой неделе в The American Naturalist, не только углубляет наше понимание того, как пчёлы перемещаются по ландшафту, опыляя сельскохозяйственные культуры и дикие цветы, но и имеет другие применения. Наш образ жизни зависит от сетей, таких как дорожное движение, поток информации в интернете и цепочки поставок бизнеса. Понимая, как пчёлы решают свою задачу с таким крошечным мозгом, мы можем улучшить управление этими повседневными сетями без больших затрат машинного времени.

Соавтор доктор Матьё Лихоро добавляет: «Распространено мнение, что меньший мозг ограничивает животных, делая их простыми рефлекторными машинами. Но наша работа с пчёлами показывает продвинутые когнитивные способности при очень ограниченном числе нейронов. Существует насущная необходимость понять нейронную «аппаратную часть», лежащую в основе интеллекта животных, и относительно простые нервные системы, такие как у насекомых, делают эту загадку более доступной для изучения».