Медоносные пчелы Apis mellifera демонстрировали худшие результаты при переучивании на новый запах, когда между представлением запаха и получением награды возникала задержка, а во время обучения присутствовал мигающий свет. Эти наблюдения указывают на то, что насекомые применяют не только элементарные рефлексы, но и когнитивные процессы, напоминающие внимание и осознанное восприятие взаимосвязи между происходящими событиями.
Изучение памяти давно связано с исследованием пчел. В лабораторных условиях их нередко тренировали, побуждая вытягивать хоботок к определенному запаху, после чего им предлагали раствор сахарозы. Если запах и сахар появлялись одновременно, пчелы усваивали информацию значительно быстрее.
Когда сахар появлялся с задержкой в несколько секунд после запаха, решение задачи становилось сложнее. В этом случае животному необходимо было запомнить след запаха и установить связь между ним и вознаграждением. Подобные задачи, изучаемые на людях и приматах, нередко требуют осознанного понимания взаимосвязи между сигналом и результатом.
Новое исследование, проведенное с участием пчел, выявило не только способность к запоминанию, но и необходимость переосмысления. Изначально определенный запах ассоциировался с сахаром, а другой – с солевым раствором. После этого последовала смена правил. Подобная методика была направлена на изучение когнитивной гибкости, то есть способности пчелы отказаться от предыдущей реакции на «правильный» запах и начать реагировать на новый. Результаты опубликовали в журнале Труды Королевского общества биологических наук B .
На начальном этапе эксперимента пчелы демонстрировали способность различать два запаха. В условиях обусловливания с задержкой значимое различение проявлялось уже со второй попытки, тогда как при непосредственном обусловливании этот процесс занимал больше времени, начиная со второй, третьей или четвертой попытки в различных сериях. На основании этих наблюдений исследователи пришли к заключению, что пчелы способны к обучению даже при наличии временного интервала, применяя более сложный механизм ассоциативного обучения.
После этого биологи модифицировали интерпретацию запахов. Без отвлекающего стимула пчелы в обеих группах усвоили новое правило. В условиях отложенного обучения значимая дифференциация после изменения правила возникала к четвертой попытке, а при непосредственном обучении — к пятой. Таким образом, временная задержка замедляла и ослабляла процесс переучивания, однако пчелы все равно успешно решали задачу.
Основное внимание уделялось отвлечению внимания. На втором этапе эксперимента авторы включали кратковременную белую вспышку светодиода, продолжавшуюся 100 миллисекунд и имевшую частоту 50 герц. Эта вспышка возникала случайным образом в течение пятисекундного периода между началом подачи запаха и получением подкрепления.
Влияние света отличалось в зависимости от типа обучения. Пчелы, прошедшие отставленное обусловливание, демонстрировали реакцию на оба запаха – как на старый, так и на новый. В то время как пчелы, обученные по методу следового обусловливания, снижали свою реакцию и не начинали стабильно реагировать на новый запах-стимул. Предполагается, что световое воздействие препятствовало перераспределению внимания в обоих режимах обучения, а в случае следового обучения оно также нарушало процессы, напоминающие осознанное выявление взаимосвязи между событиями.
Авторы статьи не предоставили доказательств наличия сознания у насекомых, ограничившись измерением их поведенческих реакций, а не активности мозга. Тем не менее, исследование выявило, что в описанном эксперименте поведение пчел демонстрирует признаки, схожие с зависимостью от внимания и отслеживанием связи между сигналом и наградой, что обычно свойственно организмам с гораздо более развитой нервной системой.
Впервые биологи изучили возможность изменения усвоенного поведения у животных после изменения мотивации, используя метод следового обусловливания и вводя отвлекающий фактор. Полученные данные подтверждают предположение о том, что мозг насекомого, несмотря на свои небольшие размеры, способен находить решения более сложным, чем это можно объяснить простой рефлекторной реакцией. В дальнейшем планируется проведение нейрофизиологических исследований и использование более точных методов измерения реакции.