模擬蜜蜂可以使用簡單的大腦電路進行復雜的學習
根據PLOS Computational Biology發(fā)表的最新研究,蜜蜂可能不需要被稱為蘑菇體的關鍵大腦結構,以便學習氣味和獎勵之間的復雜關聯。新研究結果令研究小組感到驚訝,因為蘑菇體被認為對本能行為的智能控制至關重要 - 類似于哺乳動物的大腦皮層。
在這項研究中,倫敦瑪麗女王大學的HaDi MaBouDi及其同事建立了一個真實的計算模型,用于蜜蜂用來處理嗅覺信息。然后,他們調查了如果他們從模擬蜜蜂中移除蘑菇體回路會發(fā)生什么。
研究人員測試了模擬蜜蜂在通常用于探索真實蜜蜂學習的任務中的表現。這些包括蜜蜂學習將不同氣味與不同獎勵聯系起來的任務。
出乎意料的是,“變異蜜蜂”在許多(但不是全部)氣味學習任務上表現得與完整的蘑菇體的蜜蜂一樣。他們甚至可以學習時,每個人的氣味并沒有連接到兩個氣味的混合物獎勵關聯獎勵。為此,模擬蜜蜂依賴于以前僅與本能行為相關聯的簡單神經回路。
研究報告的共同作者Lars Chittka說:“這或許可以解釋為什么蜜蜂的小腦子在多任務處理和耍弄這么多的學習行為和本能的慣例方面如此擅長。”“它表明,即使在最簡單的神經系統中,可以在任何地方普遍存在顯著的可塑性。”
這些發(fā)現還提出了為什么蜜蜂需要兩個可能冗余的神經通路的問題。“在一個復雜的氣味環(huán)境中,社交蜜蜂必須對蜂巢中的數十種信息素作出適當的反應,同時也要從有益的花朵中學習嗅覺信號,”Chittka說,“兩條平行但相互交織的通路具有重疊的功能,但漸變的優(yōu)先級不同于先天了解各種復雜程度的氣味反應可能會提供所需的靈活性。“
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