Οι μέλισσες προσέλκυαν πάντα την προσοχή του ανθρώπου από την πολυπλοκότητα της κοινωνικής τους ζωής και τις αξιοπρόσεκτες ικανότητες μάθησης και της μνήμης που τους επιτρέπουν να ταξιδεύουν αποτελεσματικά στη φύση, ανάμεσα στην κυψέλη και τα λουλούδια.
Ερευνητές αποκαλύπτουν, για πρώτη φορά, ότι για την υψηλού επιπέδου εκμάθηση στις μέλισσες υπεύθυνοι είναι μηχανισμοί του εγκεφάλου.
Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι οι μέλισσες, πέρα από την ικανότητά τους να μάθουν απλές ενώσεις μεταξύ χρωμάτων και των οσμών και την ανταμοιβή των τροφίμων (νέκταρ ή γύρη από τα λουλούδια), είναι επίσης σε θέση να μάθουν να επιλύουν σύνθετα προβλήματα που πιστεύεται ότι είναι ένα προνόμιο του ανθρώπου και ορισμένων πρωτευόντων.
Οι μελέτες αυτές θέτουν το ερώτημα της ιδιομορφίας των μελισσών σε σύγκριση με άλλα έντομα που δείχνουν, στις περισσότερες περιπτώσεις, λιγότερο ανεπτυγμένες ικανότητες γνώσης.
Μέσα στο στόχο για να γνωρίση τους μηχανισμούς που δίνει την γνώση στις μέλισσες (ικανή, για παράδειγμα, να αναγνωρίζει πρόσωπα στις φωτογραφίες), η ομάδα του Martin Giurfa και τον Jean-Marc Κέντρο Ερευνών Devaud στο γνώση των ζώων, σε συνεργασία με ερευνητές του εργαστηρίου εξέλιξη, του γονιδιώματος, της συμπεριφοράς και τις οικολογίας και το Ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, μελέτησαν την ικανότητά τους για την επίλυση σύνθετων διακρίσεων που απαιτούν ιδιαίτερα περίτεχνη επεξεργασία γνώσης και όχι απλών.
Έτσι, ακινητοποιημένες μέλισσες στο εργαστήριο δέχτηκαν δύο μυρωδιές Α ή Β και ανταμείβονταν με μια σταγόνα ζάχαρη, αλλά κάθε φορά που ήταν ταυτόχρονη η παρουσία και των δύο μυρωδιών Α και Β, καμία ανταμοιβή δεν προσφέρθηκε.
Η αλληλουχία αυτών των παρουσιάσεων που είναι τυχαία? μέλισσες έπρεπε να μάθουν πώς να ανταποκριθούν στις μυρωδιές Α και Β με την επέκταση της προβοσκίδα τους, ή του κορμού, το οποίο δείχνει (αποκαλύπτει) την προσδοκία των τροφίμων, καθώς και να εμποδίσει την απάντησή τους που δεν ανταμείβεται στο μείγμα Α Β.
Ως εκ τούτου, το πρόβλημα αυτό απαιτεί από τις μέλισσες να αφαιρέσουν την απλή μεταχείριση που θα ήθελε «εάν Α και Β ανταμείβονται, στο μείγμα ΑΒ θα έπρεπε να ανταμείβονται διπλά."
Αντανακλαστικά η επέκταση της προβοσκίδας (γλώσσας) σε μέλισσα γίνεται για να μάθει μια μυρωδιά. Οι μέλισσες είναι εκπαιδευμένες να συνδέσουν μια μυρωδιά με μια ανταμοιβή τροφής, διαλύματος ζάχαρης και στη συνέχεια απαντούν, δείχνοντας την όρεξη τους επεκτείνοντας την γλώσσα τους σε μυρωδιά που έχουν μάθει. Χρησιμοποιώντας αυτό το πρωτόκολλο, οι μέλισσες έμαθαν να ανταποκρίνονται σε δύο μυρωδιές που ανταμείβονταν όταν παρουσιάζονταν μόνες τους και να καταστείλουν την αντίδρασή τους όταν μυρωδιές παρουσιάστηκαν ταυτόχρονα, αυτό δείχνει μια ικανότητα διάκρισης που ονομάζεται «μη γραμμική». © Martin Giurfa
Ο βασικός ρόλος των φορέων μανιταριών
Οι μέλισσες έχουν μάθει να λύνουν αποτελεσματικά αυτό το είδος των μη γραμμικών διακρίσεων, που δείχνει, για άλλη μια φορά, την πολυπλοκότητα τις σκέψης τους. Η επίδοση αυτή επέτρεψε στους ερευνητές να εστιάσουν σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές δομές των εντόμων, τα σώματα μανιτάρι (σώματα μανιτάρι, στα αγγλικά), τα οποία έχουν συνδεθεί ιστορικά με την αποθήκευση και την ανάκτηση της μνήμης.
Στην μέλισσα, αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου που έχουν την ιδιαιτερότητα να συνδέουν πολλά αισθητήρια όργανα (οσφρητικό, οπτικό, γευστικό, κλπ) και καταλαμβάνουν ένα πολύ μεγάλο τμήμα του εγκεφάλου. Με τον αποκλεισμό των περιοχών αυτών με ενέσεις ενός τοπικού αναισθητικού, οι ερευνητές απέδειξαν ότι είναι απαραίτητη για την επίλυση μη γραμμικών οσφρητικών διακρίσεων, όπως αυτή που περιγράφεται παραπάνω. Ωστόσο, η απουσία των φορέων μανιταριών ( αναισθητοποιήθηκαν με ενέσεις) δεν εμπόδισε τις μέλισσες να διακρίνουν και να μάθουν απλούστερες μυρωδιές.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS, επομένως, δείχνουν ότι οι φορείς μανιτάρι διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην επίλυση σύνθετων προβλημάτων στις μέλισσες και σε περίπτωση απουσίας τους, άλλες περιοχές του εγκεφάλου εμπλέκονται στην επίλυση των προβλημάτων που είναι χαμηλότερου επιπέδου.
Εγκέφαλος μέλισσας στην μπροστινή όψη. Στο κόκκινο σώματα μανιτάρι, το υψηλό επίπεδο των εγκεφαλικών δομών που είναι απαραίτητα για να μάθουν μη γραμμική διακρίσει. Ο αποκλεισμός αυτών των δομών οδηγεί σε μια αποτυχία για την επίλυση τέτοιων διακρίσεων, αλλά δεν εμποδίζει την επίλυση απλών διακρίσεων. © R. Menzel, ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου.
Τι είναι τόσο ειδικό στα σώματα μανιτάρι που τα καθιστά απαραίτητα για τη σύνθετη μάθηση; Υπάρχουν βρόγχοι ανατροφοδότησης στο επίπεδο αυτών των δομών, που καθιερώνονται από τους νευρώνες που απελευθερώνουν μια ουσία που ονομάζεται ανασταλτική GABA (γ-αμινοβουτυρικό οξύ). Οι ερευνητές έχουν δείξει ότι η αναισθησία (φαρμακολογική αναστολή) αυτών των βρόχων αποτρέπει την εκμάθηση σύνθετων διακρίσεων. Έτσι, αν οι φορείς μανιτάρι είναι απαραίτητες για σύνθετες γνωστικές εργασίες, είναι επειδή η παρουσία αυτών των βρόχων ανάδρασης μπορούν να εμποδίσουν τις ακατάλληλες αντιδράσεις σε ερεθίσματα ή ανακριβείς καταστάσεις και να διορθώσουν την επίδοση των μελισσών με την γνώση.
Επομένως οι μελέτες αυτές παρέχουν ένα φως στα ελάχιστα νευρωνικά δίκτυα για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων και να ανοίξουν ενδιαφέρουσες προοπτικές για το έργο της ρομποτικής και της τεχνητής νοημοσύνης.
Τονίζουν, επίσης, τον εξαιρετικό χαρακτήρα των μελισσών που αξίζουν μεγαλύτερη περιβαλλοντική προστασία ενάντια στη μαζική εξαφάνιση που τις απειλεί.
πηγη: futura-sciences
Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι οι μέλισσες, πέρα από την ικανότητά τους να μάθουν απλές ενώσεις μεταξύ χρωμάτων και των οσμών και την ανταμοιβή των τροφίμων (νέκταρ ή γύρη από τα λουλούδια), είναι επίσης σε θέση να μάθουν να επιλύουν σύνθετα προβλήματα που πιστεύεται ότι είναι ένα προνόμιο του ανθρώπου και ορισμένων πρωτευόντων.
Οι μελέτες αυτές θέτουν το ερώτημα της ιδιομορφίας των μελισσών σε σύγκριση με άλλα έντομα που δείχνουν, στις περισσότερες περιπτώσεις, λιγότερο ανεπτυγμένες ικανότητες γνώσης.
Μέσα στο στόχο για να γνωρίση τους μηχανισμούς που δίνει την γνώση στις μέλισσες (ικανή, για παράδειγμα, να αναγνωρίζει πρόσωπα στις φωτογραφίες), η ομάδα του Martin Giurfa και τον Jean-Marc Κέντρο Ερευνών Devaud στο γνώση των ζώων, σε συνεργασία με ερευνητές του εργαστηρίου εξέλιξη, του γονιδιώματος, της συμπεριφοράς και τις οικολογίας και το Ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, μελέτησαν την ικανότητά τους για την επίλυση σύνθετων διακρίσεων που απαιτούν ιδιαίτερα περίτεχνη επεξεργασία γνώσης και όχι απλών.
Έτσι, ακινητοποιημένες μέλισσες στο εργαστήριο δέχτηκαν δύο μυρωδιές Α ή Β και ανταμείβονταν με μια σταγόνα ζάχαρη, αλλά κάθε φορά που ήταν ταυτόχρονη η παρουσία και των δύο μυρωδιών Α και Β, καμία ανταμοιβή δεν προσφέρθηκε.
Η αλληλουχία αυτών των παρουσιάσεων που είναι τυχαία? μέλισσες έπρεπε να μάθουν πώς να ανταποκριθούν στις μυρωδιές Α και Β με την επέκταση της προβοσκίδα τους, ή του κορμού, το οποίο δείχνει (αποκαλύπτει) την προσδοκία των τροφίμων, καθώς και να εμποδίσει την απάντησή τους που δεν ανταμείβεται στο μείγμα Α Β.
Ως εκ τούτου, το πρόβλημα αυτό απαιτεί από τις μέλισσες να αφαιρέσουν την απλή μεταχείριση που θα ήθελε «εάν Α και Β ανταμείβονται, στο μείγμα ΑΒ θα έπρεπε να ανταμείβονται διπλά."
Αντανακλαστικά η επέκταση της προβοσκίδας (γλώσσας) σε μέλισσα γίνεται για να μάθει μια μυρωδιά. Οι μέλισσες είναι εκπαιδευμένες να συνδέσουν μια μυρωδιά με μια ανταμοιβή τροφής, διαλύματος ζάχαρης και στη συνέχεια απαντούν, δείχνοντας την όρεξη τους επεκτείνοντας την γλώσσα τους σε μυρωδιά που έχουν μάθει. Χρησιμοποιώντας αυτό το πρωτόκολλο, οι μέλισσες έμαθαν να ανταποκρίνονται σε δύο μυρωδιές που ανταμείβονταν όταν παρουσιάζονταν μόνες τους και να καταστείλουν την αντίδρασή τους όταν μυρωδιές παρουσιάστηκαν ταυτόχρονα, αυτό δείχνει μια ικανότητα διάκρισης που ονομάζεται «μη γραμμική». © Martin Giurfa
Ο βασικός ρόλος των φορέων μανιταριών
Οι μέλισσες έχουν μάθει να λύνουν αποτελεσματικά αυτό το είδος των μη γραμμικών διακρίσεων, που δείχνει, για άλλη μια φορά, την πολυπλοκότητα τις σκέψης τους. Η επίδοση αυτή επέτρεψε στους ερευνητές να εστιάσουν σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές δομές των εντόμων, τα σώματα μανιτάρι (σώματα μανιτάρι, στα αγγλικά), τα οποία έχουν συνδεθεί ιστορικά με την αποθήκευση και την ανάκτηση της μνήμης.
Στην μέλισσα, αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου που έχουν την ιδιαιτερότητα να συνδέουν πολλά αισθητήρια όργανα (οσφρητικό, οπτικό, γευστικό, κλπ) και καταλαμβάνουν ένα πολύ μεγάλο τμήμα του εγκεφάλου. Με τον αποκλεισμό των περιοχών αυτών με ενέσεις ενός τοπικού αναισθητικού, οι ερευνητές απέδειξαν ότι είναι απαραίτητη για την επίλυση μη γραμμικών οσφρητικών διακρίσεων, όπως αυτή που περιγράφεται παραπάνω. Ωστόσο, η απουσία των φορέων μανιταριών ( αναισθητοποιήθηκαν με ενέσεις) δεν εμπόδισε τις μέλισσες να διακρίνουν και να μάθουν απλούστερες μυρωδιές.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS, επομένως, δείχνουν ότι οι φορείς μανιτάρι διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην επίλυση σύνθετων προβλημάτων στις μέλισσες και σε περίπτωση απουσίας τους, άλλες περιοχές του εγκεφάλου εμπλέκονται στην επίλυση των προβλημάτων που είναι χαμηλότερου επιπέδου.
Εγκέφαλος μέλισσας στην μπροστινή όψη. Στο κόκκινο σώματα μανιτάρι, το υψηλό επίπεδο των εγκεφαλικών δομών που είναι απαραίτητα για να μάθουν μη γραμμική διακρίσει. Ο αποκλεισμός αυτών των δομών οδηγεί σε μια αποτυχία για την επίλυση τέτοιων διακρίσεων, αλλά δεν εμποδίζει την επίλυση απλών διακρίσεων. © R. Menzel, ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου.
Τι είναι τόσο ειδικό στα σώματα μανιτάρι που τα καθιστά απαραίτητα για τη σύνθετη μάθηση; Υπάρχουν βρόγχοι ανατροφοδότησης στο επίπεδο αυτών των δομών, που καθιερώνονται από τους νευρώνες που απελευθερώνουν μια ουσία που ονομάζεται ανασταλτική GABA (γ-αμινοβουτυρικό οξύ). Οι ερευνητές έχουν δείξει ότι η αναισθησία (φαρμακολογική αναστολή) αυτών των βρόχων αποτρέπει την εκμάθηση σύνθετων διακρίσεων. Έτσι, αν οι φορείς μανιτάρι είναι απαραίτητες για σύνθετες γνωστικές εργασίες, είναι επειδή η παρουσία αυτών των βρόχων ανάδρασης μπορούν να εμποδίσουν τις ακατάλληλες αντιδράσεις σε ερεθίσματα ή ανακριβείς καταστάσεις και να διορθώσουν την επίδοση των μελισσών με την γνώση.
Επομένως οι μελέτες αυτές παρέχουν ένα φως στα ελάχιστα νευρωνικά δίκτυα για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων και να ανοίξουν ενδιαφέρουσες προοπτικές για το έργο της ρομποτικής και της τεχνητής νοημοσύνης.
Τονίζουν, επίσης, τον εξαιρετικό χαρακτήρα των μελισσών που αξίζουν μεγαλύτερη περιβαλλοντική προστασία ενάντια στη μαζική εξαφάνιση που τις απειλεί.
πηγη: futura-sciences
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου