Недавнее исследование британских учёных показало, что шмели обладают гораздо более развитой когнитивной гибкостью, чем предполагалось ранее. Животные с крошечным мозгом оказались способны различать временные интервалы вспышек света — навык, который до сих пор связывали главным образом с человеком и отдельными позвоночными. Эксперимент, проведённый командой Университета Королевы Марии в Лондоне, стал новым подтверждением того, насколько сложны механизмы обработки информации у насекомых.
Исследователи сфокусировались на земляных шмелях вида Bombus terrestris. Им создали установку, в которой два круглых источника света подавали короткие или длинные вспышки. Короткая вспышка указывала на наличие сахарного сиропа, а длинная предупреждала о горьком растворе. Чтобы исключить ориентацию на запах или другие подсказки, положение источников постоянно меняли — единственный ориентир оставалась длительность мигания.
Со временем шмели стабильно двигались к коротким вспышкам, ассоциируя их с наградой. Затем ученые убрали сироп, оставив только световые сигналы. Привычка к правильному выбору сохранилась, что показало: насекомые полагались на временную структуру сигнала, а не на внешние следы.
Ведущий автор проекта, аспирант Алекс Дэвидсон, рассказал, насколько необычным было наблюдать это поведение:
"…наблюдать за тем, как шмели справляются с этой неестественной для них задачей, было невероятно интересно", — сказал исследователь.
Доктор Элизабетта Версаче добавила, что способность воспринимать временные интервалы — важная основа сложных форм поведения, включая навигацию и коммуникацию. А то, что шмели демонстрируют подобный навык, открывает новые направления в изучении эволюции интеллекта.
Работа объединяет поведенческую биологию, нейронауку и элементы машинного обучения. Шмели, которые в природе не сталкиваются с ритмическими световыми сигналами, продемонстрировали не только способность учиться, но и переносить знания в новые условия.
Это открытие особенно важно для понимания того, как минимальные нейронные структуры могут эффективно обрабатывать временные данные. Такие инсайты могут пригодиться инженерам искусственного интеллекта: компактные, но высокоэффективные модели обработки сигналов — одна из перспективных задач современной технологии.
| Организм | Особенности восприятия времени | Типичные когнитивные задачи |
| Человек | развитая обработка интервалов | речь, письмо, морзе, планирование |
| Позвоночные (птицы, млекопитающие) | ритмическое обучение | миграции, коммуникация |
| Шмели | ограниченный объём мозга, но высокая точность различения | поиск пищи, обучение ассоциациям |
| Другие насекомые | простой уровень оценки интервалов | ориентирование, поведенческие паттерны |
Создать два световых источника с регулируемой длительностью вспышек.
Установить контейнер с поощрением — сахарным раствором — напротив короткой вспышки.
Периодически менять положение источников, чтобы исключить привязку к пространству.
После закрепления реакции убрать награду и наблюдать за сохранением выбора.
Проводить видеофиксацию поведения для анализа устойчивости реакции.
Применение запаховых поощрений → риск ложных ассоциаций → использование чистого светового сигнала.
Длительные интервалы между попытками → потеря обучающего эффекта → поддержание стабильного темпа демонстраций.
Стационарное расположение сигналов → формирование пространственной привычки → обязательное перемещение источников.
Если будущие исследования подтвердят, что временная обработка встречается у многих видов, это изменит подход к пониманию когнитивной сложности беспозвоночных. Широкая распространённость таких навыков будет означать, что способность оценивать длительность сигналов возникла гораздо раньше в ходе эволюции, чем считалось. Это также заставит по-новому взглянуть на коммуникацию насекомых — от танца пчёл до сигналов муравьёв.
| Аспект | Плюсы | Минусы |
| Чистота эксперимента | отсутствие запахов и материальных подсказок | требуется точная техника |
| Универсальность | подходит для разных видов | насекомые могут реагировать по-разному |
| Устойчивость результатов | легко проверить без награды | возможна быстрая утрата навыка |
| Совместимость с ИИ | данные полезны для моделирования | требует сложной обработки поведения |
Обычно требуется несколько десятков повторений, чтобы они уверенно закрепили ассоциацию.
Это помогает лучше понять, как минимальными ресурсами обрабатываются сложные сигналы.
Да, они вдохновляют инженеров на создание компактных алгоритмов для систем ориентации и распознавания.
Миф: "Насекомые не способны различать временные интервалы".
Правда: шмели в эксперименте уверенно разделяли короткие и длинные вспышки.
Миф: "Маленький мозг означает простое поведение".
Правда: структурная эффективность может компенсировать размер.
Миф: "Шмели реагируют только на запах и форму".
Правда: эксперимент показал опору на временные характеристики.
Они способны решать задачи на обучение не хуже некоторых птиц.
В колонии шмели передают информацию через поведенческие сигналы.
Их зрение позволяет различать быстрые изменения света лучше, чем у человека.
XX век — первые исследования навигации и памяти у пчелиных.
2000-е — доказательство способности шмелей к сложным решениям.
2020-е — выход работ о восприятии времени у насекомых с малыми мозгами.