Пчелы отвлекаются на мигающий свет: ученые заметили признаки осознанности у насекомых

Пчелы давно служат модельным объектом для изучения памяти. В лабораторных условиях их обычно учат вытягивать хоботок в ответ на запах, за которым следует раствор сахарозы. Если запах и подкрепление совпадают во времени, обучение происходит быстро. Но если сахар появляется через несколько секунд после запаха, задача усложняется: животному нужно удерживать след запаха в памяти и связать его с наградой.

В исследованиях на людях и приматах подобные задачи часто требуют осознания связи между сигналом и последствием. Ученые из Австралии решили проверить, наблюдается ли нечто похожее у медоносных пчел Apis mellifera. Результаты их работы опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Эксперимент: переучивание с отвлечением

В эксперименте пчел сначала учили различать два запаха: один ассоциировался с сахаром, другой — с солевым раствором. Затем правила меняли: «правильный» и «неправильный» запахи менялись местами. Такая схема проверяет когнитивную гибкость — способность отказаться от старой ассоциации и освоить новую.

Пчелы обучались в двух режимах: при отставленном обусловливании (сахар появлялся сразу после начала запаха) и при следовом обусловливании (сахар — через несколько секунд после окончания запаха). В первом случае значимое различение возникало уже со второй пробы, во втором — со второй–четвертой пробы. Это показало, что пчелы способны учиться и при временном разрыве.

Затем ученые поменяли значения запахов. Без отвлекающего сигнала пчелы в обеих группах успешно переучивались: при отставленном обусловливании — к четвертой пробе, при следовом — к пятой. Временной разрыв замедлял, но не блокировал процесс.

Мигающий свет нарушил обучение

Главная часть эксперимента заключалась во введении отвлекающего стимула. Во время обучения в случайный момент пятисекундного интервала между запахом и подкреплением включалась белая вспышка светодиода длительностью 100 миллисекунд с частотой 50 герц. Свет нарушил переучивание в обоих режимах, но по-разному.

Пчелы из группы отставленного обусловливания начинали чаще отвечать на оба запаха — старый и новый, не делая четкого выбора. Пчелы из группы следового обусловливания, напротив, снижали общее количество ответов и не начинали надежно реагировать на новый вознаграждаемый запах. Ученые связывают это с тем, что отвлечение мешает перераспределению внимания, а в случае с паузой дополнительно нарушает процессы, похожие на осознанное отслеживание связи между событиями.

Авторы подчеркивают, что их работа не доказывает наличие сознания у насекомых — они измеряли только поведенческие реакции, а не активность мозга. Однако результаты показывают, что в данной экспериментальной схеме поведение пчел напоминает зависимость от внимания и отслеживания причинно-следственных связей, что ранее считалось свойственным лишь существам с более сложной нервной системой.

Биологи впервые проверили переучивание после смены подкрепления при следовом обусловливании у животных и добавили отвлекающий стимул. Результат поддержал идею, что маленький мозг насекомого может решать задачи гибче, чем предполагает схема простого рефлекса. Следующий шаг потребует нейрофизиологических исследований и более чувствительных мер ответа.