Медоносные пчелы могут разблокировать секреты того, как работает человеческий мозг

30.03.2018

сточник: Университет Шеффилда.

Исследователи из Университета Шеффилда обнаружили, что глядя на пчел в колонии так же, как нейроны в мозге могут помочь нам лучше понять основные механизмы человеческого поведения.

Команда изучила теоретическую модель того, как пчелы решают, где строить свое гнездо, и рассматривали колонию пчел как единый суперорганизм, который отображает скоординированный ответ на внешние раздражители - похожие на мозг человека. В исследовании сделан вывод, что способ, которым пчелы «говорят» друг с другом и принимать решения, сопоставим с тем, как многие индивидуальные нейроны в человеческом мозге взаимодействуют друг с другом.

Предыдущие исследования показали, что мозг людей и других животных следуют определенным правилам, известным как психофизические законы. Отдельные мозговые нейроны не подчиняются законам, но весь мозг делает. Аналогичным образом, это исследование показало, что даже если одиночные пчелы не подчиняются этим законам, суперорганизм, т. Е. Колония пчел, делает.

Исследование, опубликованное в Nature: Scientific Reports , в основе которого было установлено, что суперорганизмы могут подчиняться тем же законам, что и мозг человека, важно, потому что это предполагает, что механизмы, которые генерируют такие психофизические законы, происходят не только в мозгах, как считалось ранее. Это открытие позволит ученым лучше понять основные принципы, которые порождают такие законы, изучая суперорганизмы, такие как пчелиные колонии, что намного проще, чем наблюдение за нейронами мозга в действии при принятии решения.

Исследование также помогает нам лучше понимать и исследовать законы мозга, в том числе закон Пьерона, Закон Хикса и закон Вебера.

Закон Пьерона - это закон, который предполагает, что мозг быстрее принимает решения, когда два варианта решения имеют высокое качество. Мозг медленнее, когда два варианта имеют более низкое качество. Изучая колонию пчел, исследование показало, что колония медоносных пчел быстрее принимает решение между двумя высококачественными гнездами по сравнению с двумя низкокачественными гнездами.

Точно так же закон Хика обнаруживает, что мозг медленнее принимает решения, когда увеличивается количество альтернативных вариантов. В этом исследовании ученые обнаружили, что колония пчел была медленнее принимать решения, когда число альтернативных гнезд увеличилось.

Исследователи также сравнивали колонии пчел с нейронами мозга в Законе Вебера. Этот закон устанавливает, что мозг способен выбрать наилучший вариант качества, когда существует минимальная разница между качествами опций. Минимальная разница мала для низких качеств и велика для высоких качеств - существует линейная зависимость между качеством и минимальной разницей. Было обнаружено, что в исследовании модель колонии пчел соответствует той же линейной зависимости минимальной разницы в уровне между гнездами и их средним качеством.

Этот закон также может быть применен к изменениям стимула, а также к качеству, например, свету, звуку или весу. Аналогия может быть: если вы держите 1lb камней и добавьте еще 1 фунт камней, вы сразу заметите разницу; но если вы держите 30 фунтов камней и добавляете еще 1 фунт, изменение гораздо менее заметно.

Шеффилдские ученые обнаружили, что колонии пчел придерживаются тех же законов, что и мозг при принятии коллективных решений. NeuroscienceNews.com образ адаптирован из пресс-релиза Университета Шеффилда.

Д-р Andreagiovanni Reina, научный сотрудник по коллективной робототехнике в Университете Шеффилда, факультет компьютерных наук, сказал: «Это исследование является увлекательным, поскольку предполагает, что колонии пчел придерживаются тех же законов, что и мозг при принятии коллективных решений.

«Исследование также поддерживает мнение о том, что пчелиные семьи похожи на полные организмы или еще лучше, суперорганизмы, состоящие из большого числа полностью развитых и автономных индивидов, которые взаимодействуют друг с другом, чтобы вызвать коллективный ответ.

«Учитывая это мнение, можно проследить параллели между пчелами в колонии и нейронами в мозгу, помогая нам понять и определить общие механизмы, лежащие в основе психофизических законов, которые в конечном итоге могут привести к лучшему пониманию человеческого мозга. Найти сходство между поведением колоний пчел и мозговых нейронов полезно, потому что поведение пчел, выбирающих гнездо, проще, чем изучение нейронов в мозге, который принимает решения ».

ОБ ЭТОЙ СТАТЬЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЙРОНАУКИ

Источник: Мэри Хики - Университет Шеффилда
Издатель: Организован NeuroscienceNews.com.
Источник изображения: изображение NeuroscienceNews.com адаптировано из пресс-релиза Университета Шеффилда.
Оригинальные исследования: Открытый доступ исследование для «психофизических законов и суперорганизма» по Andreagiovanni Рейна, Томас Бозе, Вито Trianni и Джеймс Р. Маршалл в научных отчетах . Опубликовано онлайн 12 марта 2018.
doi: 10.1038 / s41598-018-22616-y