1、25、または 712 のいずれであっても、私たち人間は、これらのアラビア数字が特定の数字の大きさを表すことを学びました。しかし、動物も抽象的なシンボルを特定の量に結び付けることができるでしょうか?実験により、ミツバチでもこの精神的偉業を達成できることが明らかになりました。どのシンボルがどのオブジェクトのセットを表すのか、またその逆を知ることができます。小さな脳にもかかわらず、これらの昆虫は驚くほど広範な「数学的」能力を持っています。これまでの実験では、ミツバチが数量を推定し、ゼロを理解し、さらには単純な算術問題を解くことができることが示されていた。
記号を特定の数値サイズに関連付けることは一般的であり、私たちにとっては一見簡単に思えます。メルボルンのRMIT大学の主任著者エイドリアン・ダイアー氏は、「子どもの頃に数字を覚えると、それが当然のことだと思ってしまいます」と説明する。 「しかし、『4』が実際に何を表しているのかを認識するには、高度なレベルの認知能力が必要です。」長い間、この形式の数値の記号表現は純粋に人間の領域であると考えられていました。しかし、今回の実験では、一部の動物もこの形式の抽象化を習得できることが示されています。チンパンジーはアラビア数字を学習し、その値に応じて並べ替えることができ、アカゲザルもアラビア数字の背後にある数字の大きさを覚えています。ハトや有名なヨウム「アレックス」などの一部の鳥でさえ、抽象的な記号と特定の量を関連付けることを学習できます。
Y字迷路でテストする
しかし、より単純だと思われる無脊椎動物はどうでしょうか? 「私たち人間の脳には約 860 億個のニューロンがありますが、ミツバチのニューロンは 100 万個未満です。そして、この 2 つの種は約 6 億年の進化によって互いに分かれています」とダイアー氏は言います。長い間、これほど小さな脳を持つ動物が数字を理解したり、計算したりすることさえ考えられないと考えられていました。しかし、それは間違いだったことが分かりました。近年の研究では、ミツバチは量を推定できるだけでなく、空の量としてのゼロの概念も理解しており、単純な足し算や引き算さえも処理できることが示されています。これらの観察に基づいて、ダイアー氏と同僚のスカーレット・ハワード氏とそのチームは、ミツバチの「数学的」能力がさらに進化する可能性があるのではないかと自問しています。これらの昆虫は、抽象的な記号を特定の数字のセットに関連付けることを学習できるでしょうか?
これを調べるために、研究者らは、大学のキャンパス内にある蜂の巣から 20 人の働きバチを対象とした実験環境として Y 字迷路を使用しました。これらのミツバチの半数は、迷宮の入り口にある 2 つの抽象的なシンボルのうちの 1 つ、つまり逆さまの「T」または横たわった「Z」を見ました。その後、ミツバチが決定室に飛んできた場合、2 つまたは 3 つの正方形があるフィーダーに向かう可能性があります。しかし、その中にあこがれの砂糖ジュースが含まれていたのは1つだけでした。 50 回の試行を経て、ミツバチは 2 つのシンボルをそれぞれ特定のオブジェクトのセットに割り当てることを学習しました。 2 番目のグループのミツバチは、逆の訓練を完了しました。最初に群衆を見て、次に適切な抽象シンボルまで飛ぶように求められました。
リンクは機能するが、反転は機能しない
訓練段階の後、実際のテストが続きました。両方のミツバチのグループに再び同じタスクと同じ抽象的なシンボルが与えられました。ただし、設定画像内のオブジェクトの形状や配置は若干異なります。 「ミツバチは割り当て課題をまったく新しい刺激に移さなければなりませんでした」とハワード氏と同僚は説明する。研究者らの報告によると、移乗の努力が必要だったにも関わらず、6本脚の被験者はほとんどの部分で記号と数量を正確に割り当てたことが判明した。研究者らの報告によれば、それらはテスト実行の62～65パーセントで正しかったという。それは単なる偶然よりもはるかに優れています。 「この結果は、ミツバチが記号と数値の関係を学習できることを示しています」と研究者らは述べている。
しかし、別のテストで明らかになったように、この接続は明らかに以前に学習した方向にのみ存在します。研究者らがミツバチの2つのグループにお互いの課題を提示したところ、彼らは失敗した。最初にシンボルを見て、次にオブジェクトのセットを割り当てたミツバチは、オブジェクトのセットから適切なシンボルを推測することができず、その逆も同様でした。 「したがって、関連性の自発的逆転は昆虫の脳の能力を超えているようだ」と科学者らは結論づけている。しかし、なぜそうなるのか、ミツバチにとって何が難しいのかはまだわかっていません。
研究者らによると、ミツバチが数値の記号表現を学習する能力を持っていることは明らかだという。 「しかし、ハト、チンパンジー、アカゲザル、ヨウムのアレックスなどの動物のレベルには達していません」とハワード氏と同僚らは言う。それにもかかわらず、実験の結果は、昆虫の数値的能力と学習能力についての刺激的な洞察を提供します。 「このような複雑なタスクが小型の脳によってどのように達成されるのかを知ることは、人間やおそらく他の動物において数学的および文化的思考がどのように進化したのかを理解するのに役立つでしょう」とダイアー氏は言う。
出典: Scarlett Howard (RMIT University, Melbourne) et al.、Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences、 doi: 10.1098/rspb.2019.0238
