蜜蜂可數至 4 並識別零為低於一數值 研究發現

蜜蜂能數數至 4 個,並將零視為比一更小的數量,這是近年累積的研究成果,持續引發科學界關注。這些發現將蜜蜂置於少數具備基本數字認知能力的非人類動物之列。
### 研究發現詳情
澳洲墨爾本 RMIT University 的研究人員訓練西方蜜蜂(Apis mellifera),將不同元素數量的視覺刺激與糖獎勵或苦味奎寧溶液配對。蜜蜂在獲獎勵時,持續選擇元素較少的圖像,並能將此行為延伸至新穎刺激,顯示牠們追蹤的是數量而非特定圖像記憶。

零的概念尤其引人注目:當蜜蜂面對空白刺激與單元素刺激時,牠們視空白為數值更小,將其置於數字線的低端。此反應類似靈長類及未受正式數學訓練的人類幼童。
蜜蜂能數至 4,符合認知科學家所稱的「subitizing」範圍,即人類及多種動物能即時感知數量的閾值,無需逐一計數。超過 4 個,蜜蜂準確度下降,這也反映人類在 subitizing 條件下的感知極限。
蜜蜂大腦僅約有 100 萬個神經元,人類大腦則約有 860 億個。

此微小結構能支持數字辨識,吸引科學興趣,暗示數字認知無需龐大或複雜大腦。研究者推測蜜蜂利用大腦中的蘑菇體(與學習記憶相關的成對葉狀結構)處理及儲存數量間的抽象關係,雖然機制尚未完全釐清,但多項實驗重複驗證行為證據一致。這對數字認知演化有啟示:若脊椎動物與昆蟲(相隔約 6 億年演化)均獨立發展小數量辨識能力,顯示此能力帶來足夠生存優勢,橫跨截然不同的神經架構。

覓食效率是最可能解釋:能評估哪片花叢花朵較多的蜜蜂,可獲取更多熱量優勢。
實驗設計依賴食物獎勵的操作性條件反射,存在方法限制:無法完全排除蜜蜂回應低階感知特徵,如總表面積、空間密度或邊緣數量,而非離散數量。多項研究透過變換元素大小、形狀及排列控制這些變數,但文獻中關於蜜蜂真正計算內容的辯論仍持續。4 為上限也需澄清:蜜蜂在某些格式下可訓練辨識更大數量,但超過 4 錯誤率急升,且對新刺激轉移不可靠,此為認知硬上限抑或訓練偽影尚未定論。

工程師借鏡蜜蜂空間認知開發昆蟲尺寸機器人的導航晶片多年;數字認知數據增添層面,顯示極簡神經硬體潛力,對超低功耗邊緣 AI 設計具相關性。若能在 Apis mellifera 中描繪最小計數電路,可為神經形態硬體提供藍圖,將科學推向超越養蜂學領域。此研究首刊於《Science》及《Proceedings of the Royal Society B》。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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