Пчёлы раскрывают учёным секреты работы человеческого мозга

Исследователи из Университета Шеффилда (Великобритания), наблюдая за пчёлами, обнаружили интересную аналогию. Они сравнивают рой этих насекомых с огромным суперорганизмом, больше всего похожим на мозг человека, а каждая отдельная пчела в этой модели – это нейрон, клетка мозга.

По мнению команды, изучение пчелиных колоний с этой точки зрения может помочь в понимании основных механизмов работы человеческого мозга, в частности, тех, которые отвечают за поведение людей.

В пресс-релизе авторы поясняют, что изучали теоретическую модель того, как пчёлы решают, где строить свой улей. При этом насекомых, как уже говорилось, рассматривали как единый суперорганизм, который выдаёт скоординированный ответ на внешние раздражители. Примерно так же работает и мозг человека.

Более того, способ "общения" пчёл между собой в процессе принятия решений напоминает взаимодействие нейронов.

Предыдущие работы показали, что мозг людей и других животных следует определённым правилам, известным как психофизические законы. Отдельные клетки мозга этим законам не подчиняются, а вот весь мозг – да. То же самое происходит и в пчелиных колониях, поясняют специалисты: только суперорганизм может принять решение о том или ином действии; по одиночке пчёлы на это не способны.

Логично предположить, что механизмы формирования психофизических законов работают не только для мозга, но и для любого суперорганизма. Тогда получается, что изучение суперорганизма поможет лучше понять работу мозга (и провести такое исследование будет куда проще, чем наблюдать за работой нейронов).

Свою теорию команда проверила на примере законов, которым подчиняется мозг, – это закон Пьерона, закон Хикса и закон Вебера.

Первый предполагает, что мозг быстрее принимает решения, когда оба варианта, между которыми он выбирает, имеют "высокое качество", то есть являются приемлемыми в той или иной ситуации. А если оба варианта не устраивают человека, то на принятие решения у него уходит намного больше времени.

В ходе экспериментов с колонией пчёл, авторы увидели, что они точно так же, как и мозг, намного быстрее делают выбор между двумя хорошими ульями.

Второй из перечисленных – закон Хикса – гласит, что мозг тем медленнее принимает решение, чем больше у него альтернативных вариантов. С колонией пчёл это правило тоже работает: чем больше ульев предоставлялось на выбор насекомых, тем дольше они не могли определиться с решением.

Что же касается закона Вебера, согласно ему, интенсивность ощущения чего-либо прямо пропорциональна степени интенсивности раздражителя (стимула). При этом мозг способен выбрать наилучший вариант, когда существует минимальная разница между их качествами.

Иллюстрировать этот закон можно так: если включить люстру с двумя лампочками и добавить затем третью, то изменение яркости света будет ощутимо. Но если добавить дополнительную лампочку к двенадцати, то изменение будет уже не столько заметным. Иными словами, существует линейная зависимость между качеством вариантов и минимальной разницей между ними.

В ходе исследования было обнаружено, что и этому закону подчиняется пчелиный суперорганизм при выборе ульев.

Получается, что колонии пчёл действительно придерживаются психофизических законов при принятии коллективных решений, пишут авторы. Учитывая это, можно проследить параллели между пчёлами в колонии и нейронами в мозге и определить общие механизмы, лежащие в основе психофизических законов. В конечном итоге это поможет лучше понять принципы работы человеческого мозга – например, как сложные системы принимают решения о простых действиях, заключают исследователи.

О своей увлекательной работе они более подробно рассказали в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.