Experiment Shows Bees Can Understand a Symbolic Language For Mathematics

Do you need another reason to love bees? Not only can our fuzzy little flower friends perform basic arithmetic, scientists have now discovered that they can recognise symbols associated with numbers.

Just as we humans recognise the symbol 7 or VII is associated with a quantity of seven, it seems that bees can make the same association.

In other words, they don’t just understand quantities, addition, and subtraction – bees can also comprehend a symbolic language for those concepts. That is pretty amazing for a creature with a bee-sized brain!

„We take it for granted once we’ve learned our numbers as children, but being able to recognise what ‘4’ represents actually requires a sophisticated level of cognitive ability,” said vision scientist Adrian Dyer of RMIT University in Australia.

„Studies have shown primates and birds can also learn to link symbols with numbers, but this is the first time we’ve seen this in insects.”

The researchers already had an inkling this was possible. They had discovered, through careful experimentation, that bees seem to understand symbols for addition and subtraction to perform very basic arithmetic.

And we know, based on previous studies, that bees can communicate, using a complex ‘waggle dance‘ to convey information about where to forage.

But this new research takes it a step further, showing, for the first time, that – like humans, chimps and even pigeons have been shown to do – invertebrates can understand and use a language for mathematics.

The researchers employed a modified system previously used to determine that pigeons could recognise numerical symbols. Invented symbols, or ‘signs’, were assigned a „numerosity” and placed in a Y-shaped maze.

Bees were trained to fly in this maze, where first they would view a stimulus – either a sign, or an image showing two or three shapes – before nipping over to the decision chamber. There, they would view two options.

If they were shown a sign initially, the two options would be an image of two shapes and an image of three shapes, and they would have to choose the correct number of shapes to match the sign. If they were shown a number of shapes initially, the two options would be two different signs, and they’d have to match the sign to the number of items they viewed.

If they chose correctly, matching an N-shaped sign to two items and an upside-down T to three items, the bee would be given a delicious sugar solution. An incorrect answer, however, would yield harmless, but icky-tasting, quinine.

By the end of the 50 trials, the bees were eventually correctly matching signs to numerosity with an accuracy of around 75 percent. Then the researchers switched it up, testing the bees with new colours, patterns and shapes, to determine whether the bees were matching numerosity to the symbol, and not the image as a whole.

The bees still matched the symbols based on the number of shapes in the image.

But they weren’t able to learn the task in reverse. If their training stimulus had been a sign, they were unable to learn again from a numerosity stimulus, and vice versa.

„This suggests that number processing and understanding of symbols happens in different regions in bee brains, similar to the way separate processing happens in the human brain,” said zoologist Scarlett Howard of the Université Toulouse III – Paul Sabatier.

„Our results show honeybees are not at the same level as the animals that have been able to learn symbols as numbers and perform complex tasks.”

Nor does the research show that bees can comprehend the quantity itself – just that they are able to match a quantity to a symbol, and that they are unable to learn that matching in reverse.

Not only does this help us understand learning, and how the brain builds connections between concepts, but it could lay the foundations of a previously unknown bridge in communications between humans and bees.

„Humans have over 86 billion neurons in our brains, bees have less than a million, and we’re separated by over 600 million years of evolution,” Dyer said.

„But if bees have the capacity to learn something as complex as a human-made symbolic language, this opens up exciting new pathways for future communication across species.”

Ai nevoie de un alt motiv pentru a iubi albinele? Nu numai că pufoasele iubitoare de flori pot efectua o aritmetică de bază, oamenii de știință au descoperit acum că pot recunoaște simbolurile asociate numerelor.
Așa cum recunoaștem, noi oamenii, simbolul 7, sau VII, este asociat cu o cantitate de șapte, se pare că albinele pot face aceeași asociere.
Cu alte cuvinte, ele nu înțeleg doar cantitățile, adaosul și scăderea – albinele pot înțelege, de asemenea, un limbaj simbolic pentru aceste concepte. Asta este destul de uimitor pentru o creatură cu un creier de albină!

„Considerăm că am luat de bune numerele așa cum le-am învățat la școală când eram mici, dar pentru a fi capabili să recunoaștem ceea ce „4″ reprezintă, de fapt, necesită un nivel sofisticat de abilități cognitive”, a spus omul de știință Adrian Dyer de la Universitatea RMIT din Australia.
„Studiile au arătat că primatele și păsările pot învăța, de asemenea, să lege simbolurile cu numere, dar aceasta este prima dată când am văzut acest lucru în insecte”.

Cercetătorii au avut deja o îndoială că acest lucru a fost posibil. Ei au descoperit, printr-o experimentare atentă, că albinele par să înțeleagă simbolurile pentru adăugare și scădere pentru a efectua o aritmetică foarte elementară.
Și știm, pe baza studiilor anterioare, că albinele pot comunica, folosind un „dans de vânătoare” complex, pentru a transmite informații despre unde să se hrănească.
Dar această cercetare nouă face un pas înainte, arătând, pentru prima dată, că – ca și oamenii, cimpanzeii și chiar porumbeii – nevertebratele pot înțelege și utiliza un limbaj matematic.

Cercetătorii au folosit un sistem modificat utilizat anterior pentru a determina că porumbeii ar putea recunoaște simbolurile numerice. Simbolurile inventate sau „semnele” au fost atribuite „numerosității” și plasate într-un labirint în formă de Y.
Albinele s-au antrenat să zboare în acest labirint, unde mai întâi ar vedea un stimul – fie un semn, fie o imagine care prezintă două sau trei forme – înainte de a ajunge în camera de decizie. Acolo, ar avea două opțiuni. Dacă ar fi arătat inițial un semn, cele două opțiuni ar fi o imagine a două forme și o imagine a trei forme și ar trebui să aleagă numărul corect de forme care să se potrivească cu semnul. Dacă ar fi arătat inițial o serie de forme, cele două opțiuni ar fi două semne diferite și ar trebui să se potrivească semnului cu numărul de elemente pe care le-au văzut.
Dacă au ales corect, potrivind un semn în formă de N la două elemente și un T cu trei capete în jos, la trei elemente, albina ar primi o soluție delicioasă de zahăr. Un răspuns incorect, totuși, ar o inofensivă, dar amară, chinină.
Până la sfârșitul celor 50 de studii, albinele au reușit o potrivire corectă pentru semnele de „numerozitate” cu o precizie de aproximativ 75%. Apoi, cercetătorii au schimbat simbolurile, testând albinele cu culori, modele și forme noi, pentru a determina dacă albinele corespund „numerosității” cu simbolul și nu cu imaginea ca întreg.
Albinele încă corespundeau simbolurilor pe baza numărului de forme din imagine.

Dar ei nu au reușit să învețe sarcina în sens invers. Dacă stimulul lor de formare ar fi fost un semn, ei nu au reușit să învețe din nou de la un stimul de „numerozitate” și invers.
Acest lucru sugerează că prelucrarea numărului și înțelegerea simbolurilor se întâmplă în regiuni diferite ale creierului albinelor, asemănătoare cu modul în care procesarea separată se întâmplă în creierul uman „, a spus zoologul Scarlett Howard de la Université Toulouse III – Paul Sabatier.

„Rezultatele noastre arată că albinele nu sunt la același nivel cu animalele care au putut să învețe simbolurile ca numere și să îndeplinească sarcini complexe”.
De asemenea, cercetările arată că albinele pot înțelege cantitatea în sine – doar că pot să se potrivească cu o cantitate unui simbol și că nu sunt capabili să învețe acea potrivire în sens invers.
Nu numai că acest lucru ne ajută să înțelegem învățarea și cum creierul construiește conexiuni între concepte, dar ar putea pune bazele unui pod de legătură în comunicațiile dintre oameni și albine.
„Oamenii au peste 86 de miliarde de neuroni în creier, albinele au mai puțin de un milion și suntem separați de peste 600 de milioane de ani de evoluție”, a spus Dyer.
„Dar dacă albinele au capacitatea de a învăța ceva atât de complex ca un limbaj simbolic realizat de om, acest lucru deschide noi căi interesante pentru comunicarea viitoare între specii”.

***