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Un nuovo studio della Queen Mary University di Londra dimostra che le api possono imparare a distinguere ritmi luminosi simili al codice Morse sfruttando la loro capacità di elaborare il tempo.
Nonostante il cervello delle api abbia dimensioni pari a un seme di sesamo e contenga meno di un milione di neuroni, in confronto agli 86 miliardi presenti negli esseri umani, questi insetti riescono a riconoscere le differenze di durata tra lampi di luce e le utilizzano per prendere decisioni comportamentali.
La ricerca, pubblicata su Biology Letters, mette in discussione le assunzioni sulla complessità neurale necessaria per processi cognitivi sofisticati e apre nuove prospettive su come gli animali di piccole dimensioni affrontino compiti complessi con risorse cerebrali limitate.
Indice
Bombi apprendono in maniera simile al codice Morse in un minuto
Uno studio rivela che le api possono imparare a distinguere ritmi luminosi come nel codice Morse grazie alla loro capacità di elaborare il tempo. Ricerca della Queen Mary University mostra che bombyx mori addestrati a collegare lampi veloci o lenti a ricompense zuccherine riescono a mantenere la scelta corretta anche in assenza di premi. Oltre l’80% degli insetti ha dimostrato di distinguere con affidabilità i ritmi, un’abilità mai osservata prima negli invertebrati.
Nonostante il cervello piccolissimo, le api mostrano una cognizione avanzata, probabilmente legata a necessità ecologiche come la navigazione e la comunicazione. La scoperta sfida l’idea che complessità mentale richieda grandi cervelli e offre spunti per sviluppare reti neurali artificiali più efficienti.
Potrebbe trattarsi di un’estensione della loro abilità di misurare intervalli temporali vitali per la vita coloniale. Non usano il codice Morse, ma ne comprendono il principio: sequenze diverse trasmettono informazioni. In un mondo di miniaturizzazione, forse dobbiamo imparare dagli insetti. Il futuro dell’intelligenza potrebbe non essere gigantesco: potrebbe essere appena visibile a occhio nudo.
Un test ispirato al codice Morse
I ricercatori della Queen Mary University hanno progettato un esperimento basato su un principio binario per studiare l’apprendimento temporale nelle api. Due cerchi luminosi lampeggiavano con ritmi differenti, uno emettendo lampi veloci e l’altro lampi lenti e distanziati.
Sotto uno dei cerchi era posizionata una soluzione zuccherina, mentre sotto l’altro era presente chinino, una sostanza amara che le api evitano naturalmente. Dopo la fase di addestramento in cui gli insetti hanno imparato l’associazione tra il ritmo specifico e la ricompensa o la punizione, i ricercatori hanno sottoposto i bombi a un test senza ricompense.
Gli insetti dovevano scegliere il cerchio corretto basandosi unicamente sul ritmo del lampeggio, senza alcun incentivo esterno. I risultati hanno mostrato che oltre l’80% delle api ha continuato a scegliere correttamente il cerchio associato al ritmo ricordato, dimostrando che gli insetti avevano interiorizzato la differenza temporale tra i due segnali luminosi.
Una capacità cognitiva inaspettata negli insetti
L’aspetto più sorprendente della ricerca riguarda il fatto che le api non incontrano naturalmente segnali luminosi ritmici nel loro ambiente ecologico naturale.
Nonostante questa assenza nel loro contesto biologico abituale, i bombi riescono comunque a distinguere tra ritmi diversi, suggerendo che la capacità di elaborare il tempo sia profondamente radicata nel loro sistema nervoso sin dall’evoluzione.
Alex Davidson, dottorando coinvolto nella ricerca presso la Queen Mary University, ha sottolineato che risulta straordinario che insetti dotati di un cervello così piccolo possano affrontare compiti cognitivi tanto complessi e sofisticati. La capacità delle api di apprendere in maniera simile al codice Morse potrebbe derivare da meccanismi evolutivi legati alla navigazione spaziale, alla comunicazione attraverso la danza degli insetti o al volo preciso necessario per visitare i fiori in sequenza rapida.
Implicazioni per la scienza e la tecnologia dell’intelligenza artificiale
I risultati della ricerca vanno oltre lo studio comportamentale degli insetti e hanno rilevanza significativa per la scienza in generale. Elisabetta Versace, coautrice dello studio presso la Queen Mary University, sottolinea che questo tipo di comportamento dimostra “complessità cognitiva con substrato neurale minimo”.
In sostanza, gli insetti possiedono piccole quantità di hardware biologico ma gestiscono una grande quantità di intelligenza e sofisticazione comportamentale. Questa scoperta potrebbe ispirare lo sviluppo di reti neurali artificiali più efficienti, progettate per operare con poche risorse computazionali pur mantenendo grande precisione nei compiti assegnati.
L’idea centrale è che anche nei sistemi biologici più semplici e minimalisti esistono soluzioni eleganti e evolute per affrontare compiti cognitivi.
Perché le api hanno bisogno di misurare il tempo
Una domanda rimane aperta nell’ambito della ricerca sull’elaborazione temporale negli insetti: perché un organismo così piccolo dovrebbe possedere una sensibilità temporale così marcata e sofisticata? L’ipotesi più plausibile suggerisce che la gestione del tempo sia fondamentale per la sopravvivenza biologica delle api.
Riconoscere quando un fiore è stato visitato precedentemente, calcolare il tempo necessario per tornare all’alveare dalla fonte di nettare, o sincronizzare la danza waggle che le api utilizzano per comunicare la posizione dei fiori richiede una percezione interna precisa del passare dei secondi e dei minuti.
Lo studio suggerisce che la capacità degli insetti di apprendere in maniera simile al codice Morse non sia un’anomalia evolutiva, bensì parte integrante del sistema nervoso delle api, forse persino una proprietà intrinseca dei neuroni stessi che consente l’elaborazione temporale a livello biologico.
Lo studio è stato pubblicato su Biology Letters ed è basato su esperimenti condotti presso la Queen Mary University di Londra sui meccanismi di apprendimento temporale nei bombi.
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