Пчелы упорядочили числа слева направо

Результаты экспериментов опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Мысленная числовая линия - это форма пространственно-числового представления, для которой характерно размещение маленьких чисел в левом пространстве, а больших в правом. Такое упорядочивание свойственно людям и традиционно его связывали с привычками письма и чтения. Однако, это утверждение является спорным, поскольку мысленную числовую линию обнаружили также у цыплят, обезьян и рыб - это ставит под вопрос культурное объяснение явления. 

При этом некоторые ученые склонны полагать, что такое размещение чисел в пространстве является врожденным, о чем говорят исследования новорожденных младенцев и нечеловеческих животных. И животные, и младенцы, которые не были подвержены влиянию культуры, показали связь между левой стороной пространства и меньшими числами, и правой стороной пространства и большими числами. То есть так же, как и взрослые люди. Но врожденность мысленной числовой линии также вызывает вопросы. Кроме того, остается неясным филогенетическое происхождения представления об этой лини, не понятно, свойственна ли эта пространственная сортировка чисел только позвоночным, или ее можно обнаружить и у беспозвоночных.

Команда ученых из Италии, Франции и Швейцарии решила выяснить это на примере пчел. Мартин Джурфа (Martin Giurfa) из Университета Поля Сабатье в Тулузе совместно с коллегами изучил числовое чувство медоносных пчел (Apis mellifera) и обнаружил, что эти насекомые, как и люди, склонны располагать числа слева направо в зависимости от их величины.

Пчел обучили залетать в деревянный ящик для сбора сахарозы. В ящике было два отсека, на задней стенке первого был вход для пролета во второй отсек, где была задняя панель, к которой по диагонали сходились еще две боковые стенки. На задней панели размещали мишень - белый квадрат с изображениями разных фигур (круг, квадрат, треугольник), которые варьировались по количеству, также в устройство на мишени подавалась сахароза. Пчел обучали на числах один, три и пять, каждый раз фигуры и их расположение менялись, оставалось таким же только число. Пчелы совершали по 30 полетов к тренировочной мишени. Затем ее убирали, и на боковых панелях располагали две одинаковые тестовые мишени, отраженные зеркально. Были проведены контрольные тесты с числами, на которых пчел обучали,, подтвердившие, что у насекомых нет предпочтения правой или левой стороны.

Строение ящика с мишенями для эксперимента

Giurfa et al. / PNAS, 2022

A,B) Экспериментальный протокол для пчел, обученных на числе три, и примеры мишеней (C) Результаты выбора левой панели для теста с числами один и пять Giurfa et al.

PNAS, 2022

Примеры тренировочных и тестовых мишеней, которые использовали в экспериментах Giurfa et al.

PNAS, 2022

Затем ученые проверили, существует ли у пчел мысленная числовая линия. Для этого, пчелы, обученная на числе три (n=14), четыре раза залетали в ящик: два раза на боковых панелях (левой и правой) размещали число меньше (один), а два раза - число больше эталонного (пять). На этот раз мишени были без сахарозы. Каждый раз фигуры варьировались случайно между пчелами и тестами. Последовательность четырех тестов тоже менялась от пчелы к пчеле, а между ними были три пробы, чтобы освежить насекомому память: снова предъявлялся эталонный номер, и пчела получала сахарозу, если садилась на него. Таким образом сохранялась пищевая мотивация между тестами без вознаграждения. Пчелы, обученные на числе три, чаще выбирали (то есть садились на мишень) число один слева (эмпирическая доля левых вариантов при первом выборе = 0,93, P <0,001, 95-процентный ДИ [0,76 - 0,99]), а число пять справа (эмпирическая доля левых вариантов при первом выборе =0,79, P = 0,004, 95-процентный ДИ [0,59 - 0,92]). 

Также были протестированы пчелы, обученные на числах один (n = 16) и пять (n = 15). Всем им в качестве тестовых мишеней были представлены мишени с числом три. Было проведено два теста с тремя пробами-напоминаниями (каждый раз эталонное число было представлено фигурами разной формы). И тут приверженность мысленной числовой линии подтвердилась: пчелы, обученные на числе один, чаще выбирали три справа (эмпирическая доля левых вариантов при первом выборе = 0,72, Р = 0,02, 95-процентный ДИ [0,53 - 0,86]), а те, кто был обучен на пяти, выбирали три слева (эмпирическая доля левых вариантов при первом выборе = 0,73, P = 0,016, 95-процентный ДИ [0,54 - 0,88]). В ходе экспериментов были исключены ложные подсказки, а ассоциация с правой и левой стороной была связана с эталонным числом. Также эксперименты показали, что выбор пчел не зависел от нечисловых сигналов мишеней (периметр и площадь фигур). Таким образом, пчелы склонны располагать числа слева направо в соответствии с их величиной, а место в этой мысленной линии зависит от числа, на котором проходило обучение. 

Ученые полагают, что мысленная числовая линия эволюционно сохраняется во всех нервных системах, наделенных чувством числа, независимо от нейронной сложности. Результаты эксперимента с пчелами дают еще одно свидетельство сходства ощущения чисел у позвоночных и беспозвоночных. Однако, делать какие-то однозначные выводы о работе мысленной числовой линии у живых существ рано. До сих пор сохраняются вопросы к концепции числовой линии, например, врожденная она все же или нет. Так,  ранее американские психологи обнаружили, что у людей склонность упорядочивать числа слева направо не является врожденной. Они провели эксперимент с детьми 3-5 лет и с взрослыми из племени цимане. Дети и индейцы с одинаковой вероятностью располагали предметы как слева направо, так и наоборот.