Come concetto matematico, l'idea di zero è relativamente nuova nella società umana e indiscutibilmente rivoluzionaria. Ha permesso agli umani di sviluppare algebra, calcolo e coordinate cartesiane; le domande sulle sue proprietà continuano a incitare il dibattito matematico oggi. Quindi può sembrare improbabile che le api - insetti complessi e basati sulla comunità siano certi, ma comunque gli insetti - sembrano aver dominato il loro concetto numerico di nulla.
Nonostante il loro cervello delle dimensioni di un sesamo, le api da miele si sono dimostrate prodigi del mondo degli insetti. I ricercatori hanno scoperto che possono contare fino a circa quattro, distinguere schemi astratti e comunicare posizioni con altre api. Ora, gli scienziati australiani hanno scoperto quale potrebbe essere la loro abilità cognitiva più impressionante di sempre: "elaborazione zero" o la capacità di concettualizzare il nulla come valore numerico che può essere confrontato con quantità più tangibili come una e due.
Sebbene apparentemente intuitiva, la capacità di comprendere lo zero è in realtà abbastanza rara tra le specie, e inaudita negli invertebrati. In un comunicato stampa, gli autori di un articolo pubblicato l'8 giugno sulla rivista Science hanno definito le specie con questa abilità un "club d'élite" composto da specie che in genere consideriamo piuttosto intelligenti, tra cui primati, delfini e pappagalli. Persino gli umani non sono sempre stati in quel club: il concetto di zero apparve per la prima volta in India intorno al 458 d.C., e non entrò in Occidente fino al 1200, quando il matematico italiano Fibonacci lo portò con sé e una miriade di altri numeri arabi.
Ma i ricercatori sulla cognizione degli animali presso l'Università RMIT di Melbourne, la Monash University di Clayton, in Australia e l'Università di Tolosa in Francia avevano la sensazione che le api da miele potessero essere solo una delle poche specie in grado di afferrare il concetto. Nonostante il fatto che abbiano meno di un milione di neuroni nel loro cervello - rispetto agli 86.000 milioni di un cervello umano - il team ha riconosciuto il loro potenziale cognitivo.
"Il mio laboratorio stava iniziando ad accumulare alcune prove del fatto che le api potevano svolgere alcuni compiti cognitivi avanzati, come l'uso degli strumenti, giocare a" calcio "- manipolare una palla per ottenere una ricompensa - e imparare a codificare le informazioni nei volti umani", afferma Adrian Dyer, uno studente post-dottorato presso l'Università RMIT di Melbourne e coautore dello studio. "Eravamo consapevoli che questo modello animale era in grado di apprendere cose complesse ... era il momento giusto per formalizzare un esperimento per vedere se il cervello delle api potesse elaborare il concetto di zero."
Per verificare questa ipotesi, il team ha prima insegnato alle api i concetti di "maggiore di" e "minore di", che ricerche precedenti avevano suggerito che le api sarebbero state in grado di fare. I ricercatori hanno pensato che se le api potessero dimostrare con successo di aver capito che lo zero era inferiore a vari numeri positivi, questo avrebbe dimostrato la comprensione da parte degli insetti del valore numerico dello zero.
Per fare ciò, per prima cosa attirarono due gruppi di 10 api ciascuno su una parete dove venivano visualizzati due pannelli bianchi contenenti diversi numeri di forme nere. Decisero di insegnare a metà delle api “meno di” e l'altra metà “maggiore di”, usando premi alimentari per addestrare le api a volare verso il pannello con meno o più forme, rispettivamente. Quando si confrontano due pannelli bianchi con un numero positivo di forme in ciascuno, le api imparano rapidamente a volare verso quello corretto.
La vera sfida, tuttavia, è arrivata quando uno dei pannelli non conteneva alcuna forma. In diverse prove, le api “meno di” si sono affollate sul pannello vuoto e le api “maggiori di” sul pannello con forme. Nonostante le dimensioni ridotte del campione dello studio, i ricercatori credevano che le api mostrassero capacità di elaborazione pari a zero.
Il successo delle api nell'elaborazione zero è stato molto migliore quando il pannello bianco è stato confrontato con un pannello con molte forme - diciamo, quattro o cinque - rispetto a quando è stato confrontato con un pannello contenente meno. In altre parole, più il numero di confronto è aumentato da zero, migliore è stata l'ape nel determinare quale pannello avesse meno forme. È interessante notare che questo è coerente con i risultati che i ricercatori hanno trovato nei bambini umani usando un disegno sperimentale simile, afferma Dyer. Dice che questa somiglianza nello sviluppo delle api e degli umani nella capacità di elaborazione zero suggerisce che le api e gli umani stanno probabilmente concettualizzando lo zero in modi analoghi.
Altri esperti di cognizione delle api, tuttavia, dubitano che questo esperimento provi definitivamente che le api ottengono il concetto zero. Clint Perry, ricercatore presso la Queen Mary University di Londra che ha trascorso gran parte della sua carriera a studiare la cognizione delle api, afferma che probabilmente potrebbero esserci altre spiegazioni per il comportamento delle api che lo rendono "non convinto" che le api stiano veramente capendo concetto di zero.
"La spiegazione più parsimoniosa per i risultati è che le api utilizzavano la" cronologia delle ricompense "per risolvere il compito, ovvero la frequenza con cui ogni tipo di stimolo veniva premiato", afferma Perry. È possibile che le api "meno di", ad esempio, stessero davvero imparando che il pannello bianco ha guadagnato loro una ricompensa il 100% delle volte, il pannello a una forma l'80% delle volte e così via. In altre parole, stavano semplicemente giocando le migliori probabilità che potevano con i pannelli che venivano mostrati, senza necessariamente capire il concetto.
"Ho potuto vedere [elaborazione zero delle api] come una possibilità: essere in grado di contare e di essere in grado di valutare il valore dei numeri potrebbe dare un vantaggio adattivo per la sopravvivenza", afferma Perry. “Non vedo perché [le api] non possano. Ma questi esperimenti dovrebbero essere ripetuti e l'interpretazione verificata per arrivare a questo. "
Dyer rimane ottimista sulla validità dei risultati della sua squadra. Dice anche che questa ricerca suggerisce che la capacità di concettualizzare lo zero potrebbe essere più comune di quanto pensiamo: gli umani antichi, egli postula, probabilmente avevano il potenziale per l'elaborazione zero, in termini cognitivi.
"Avevamo alcune antiche culture umane che sembrano non aver mai usato il concetto di zero ... ma mentre guardiamo attraverso le specie animali, vediamo che il loro cervello è in grado di elaborare queste informazioni", afferma Dyer. “Le civiltà così antiche avevano cervelli che sicuramente potevano elaborare zero. Era solo una questione di come era stata creata la loro cultura; non erano così interessati a pensare alle sequenze numeriche. "
Un'implicazione pratica per la ricerca sta nello sviluppo dell'intelligenza artificiale; Dyer pensa al reverse engineering di come funzionano i cervelli degli animali come le api e potrebbe aiutarci a migliorare le capacità delle menti artificiali. Ma il primo passo è studiare i processi cerebrali alla base di questa capacità.
"Siamo all'alba del tentativo di comprendere il concetto di zero e di come il nostro cervello potrebbe codificarlo", afferma. “Questo studio ha prodotto dati comportamentali di alta qualità e da ciò è possibile trarre delle conclusioni. Ma non conosciamo le esatte reti neurali in gioco: è il lavoro futuro che speriamo di fare. "
