محققان دانشگاه کوئین مری لندن در پژوهشی نوآورانه برای نخستینبار نشان دادهاند که زنبورهای عسل میتوانند بر اساس تفاوت در مدتزمان نشانههای بصری تصمیم بگیرند که در کدام مکان به دنبال غذا بگردند. این یافته شگفتانگیز نشان میدهد که حشرات نیز قادر به درک مفاهیم زمانی هستند، قابلیتی که پیش از این تصور میشد تنها در انسانها و برخی مهرهداران مانند میمونهای ماکاک و کبوترها وجود دارد. در این تحقیق، پژوهشگران دریافتند که زنبورها توانایی تشخیص بین محرکهای کوتاهمدت و بلندمدت را دارند؛ بهگونهای که همانند تفاوت میان نقطه و خط تیره در کد مورس، میتوانند مدتزمان یک سیگنال نوری را تمایز دهند و بر اساس آن تصمیمگیری کنند.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، الکس دیویدسون، دانشجوی دکترا، به همراه سرپرست خود دکتر الیزابتا ورساچه، مدرس ارشد روانشناسی در دانشگاه کوئین مری، تیم تحقیقاتی این پروژه را هدایت کردند. آنها با طراحی یک هزارتوی ویژه برای زنبورها، آزمایشی ترتیب دادند تا مشخص شود آیا این حشرات قادر به یادگیری تفاوت میان دو نوع سیگنال نوری با مدتزمان متفاوت هستند یا نه. در این آزمایش، زنبورها باید بین دو دایره چشمکزن انتخاب میکردند؛ یکی با چشمکهای کوتاهمدت و دیگری با چشمکهای بلندتر. هر کدام از این الگوهای نوری با پاداش یا تنبیهی خاص همراه بود؛ به این صورت که چشمک کوتاه با محلول شیرین شکر و چشمک بلند با محلولی تلخ مرتبط میشد که زنبورها از آن اجتناب میکنند.
در هر مرحله از آزمایش، موقعیت مکانی این دو دایره بهصورت تصادفی تغییر داده شد تا زنبورها نتوانند بر اساس موقعیت فیزیکی تصمیم بگیرند و مجبور باشند صرفاً به تفاوت زمانی نورها توجه کنند. پس از آموزش، زمانی که زنبورها بهطور مستقل یاد گرفتند مستقیماً بهسوی چراغ مرتبط با شکر بروند، پژوهشگران مرحلهای جدید را اجرا کردند: چراغها همچنان چشمک میزدند اما دیگر خبری از شکر نبود. هدف این بود که مشخص شود آیا زنبورها انتخاب خود را بر اساس نشانههای نوری انجام میدهند یا عوامل دیگر مانند بو یا آثار باقیمانده از شکر.
نتایج بهدستآمده نشان داد زنبورهای عسل درک قابل توجهی از زمان دارند. اکثر آنها بدون حضور پاداش، باز هم بهسوی نوری رفتند که پیشتر با محلول شیرین مرتبط بود. این رفتار نشان میدهد زنبورها یاد گرفته بودند مدتزمان چشمک نور را تشخیص دهند و تصمیم خود را بر اساس آن بگیرند. الکس دیویدسون در اینباره گفت: «میخواستیم بدانیم آیا زنبورهای عسل میتوانند تفاوت میان طول مدتزمانهای مختلف را درک کنند یا خیر، و دیدن اینکه آنها بهواقع قادر به انجام این کار هستند، برای ما بسیار هیجانانگیز بود.»
این توانایی در حالی مشاهده شد که زنبورهای عسل در طبیعت بهطور معمول با محرکهای نوری چشمکزن مواجه نمیشوند. از این رو، توانایی آنها در یادگیری چنین مفهومی بسیار قابلتوجه است. به گفته پژوهشگران، این مهارت ممکن است نشانهای از ظرفیت بالای پردازش زمان در مغز زنبورها باشد؛ ظرفیتی که احتمالا در طول تکامل برای مقاصدی مانند ردیابی حرکت، برقراری ارتباط یا جهتیابی در فضا به وجود آمده است. البته احتمال دیگری نیز وجود دارد و آن اینکه قابلیت درک مدتزمان ممکن است بخشی ذاتی از ساختار سیستم عصبی زنبور باشد که در ویژگیهای پایهای نورونها نهفته است. برای روشن شدن منشأ این توانایی، نیاز به تحقیقات بیشتری وجود دارد.
در بخش دیگری از پژوهش، دانشمندان تلاش کردند تا درک بهتری از مبانی عصبی این فرآیند به دست آورند. مکانیسمهای دخیل در توانایی مغز برای اندازهگیری مدتزمانهای کوتاه هنوز بهطور دقیق شناخته نشدهاند. تاکنون، بیشتر مطالعات بر سیستمهای درگیر در همگامسازی با چرخه شب و روز یا ریتمهای شبانهروزی متمرکز بودهاند، اما این ریتمها برای توضیح توانایی تشخیص تفاوت بین نشانههای نوری با زمانهای کوتاه و بلند بسیار کند هستند. نظریههای متعددی درباره وجود یک یا چند «ساعت داخلی» در موجودات زنده مطرح شده است.
اکنون که مشخص شده زنبورهای عسل نیز قادر به تمایز میان مدتزمانهای مختلف محرکهای بصری هستند، دانشمندان میتوانند از این گونه بهعنوان مدلی ارزشمند برای آزمودن فرضیههای مختلف در مورد عملکرد مغزهای کوچکتر استفاده کنند. مغز زنبور، با حجمی کمتر از یک میلیمتر مکعب، نمونهای شگفتانگیز از یک سیستم عصبی فشرده و در عین حال توانمند است. بسیاری از رفتارهای پیچیده در حیوانات، از جمله جهتیابی و ارتباطات اجتماعی، به پردازش دقیق زمان وابستهاند. بررسی این توانایی در گونههای مختلف، بهویژه در حشرات، میتواند به درک بهتر از چگونگی تکامل این قابلیت در موجودات زنده کمک کند.
در نهایت، محققان تأکید کردند که مطالعه بر روی چنین سیستمهای عصبی کوچک اما کارآمد، میتواند الهامبخش طراحی شبکههای عصبی مصنوعی باشد. درک نحوه عملکرد مغز زنبور در پردازش دادههای زمانی ممکن است مسیر توسعه الگوریتمهای هوش مصنوعی را تغییر دهد و به ساخت مدلهایی منجر شود که با الهام از هوش زیستی، در عین سادگی، کارایی و مقیاسپذیری بالایی داشته باشند.