Медоносным пчелам могут не понадобиться ключевые структуры мозга, известные как грибовидные тела, для изучения сложных ассоциаций между запахами и наградами, согласно новому исследованию, опубликованному в PLOS Computational Biology.
Новые результаты удивили исследовательскую группу, потому что считается, что грибовидные тела необходимы для разумного контроля над инстинктивным поведением - аналогично коре головного мозга млекопитающих.
В ходе исследования Хади МаБоуди из Лондонского университета королевы Марии и его коллеги построили реалистичную вычислительную модель мозговых цепей, используемых пчелами для обработки обонятельной информации. Затем они исследовали, что произойдет, если они уберут схемы грибовидных тел у симулированных пчел.
Исследователи проверили, насколько хорошо смоделированные пчелы будут выполнять задачи, обычно используемые для изучения обучения у настоящих пчел. К ним относятся задачи, в которых пчелы учатся ассоциировать разные запахи с разными наградами.
Неожиданно «пчелы-мутанты» справились со многими (но не со всеми) заданиями на изучение запахов так же хорошо, как и настоящие пчелы с неповрежденными грибовидными телами. Они могли даже научиться ассоциировать смесь двух запахов с вознаграждением, когда каждый отдельный запах не был связан с вознаграждением. Для этого смоделированные пчелы полагались на простую нейронную цепь, которая ранее ассоциировалась только с инстинктивным поведением.
«Возможно, это объясняет, почему крошечный мозг пчел так хорошо справляется с многозадачностью и манипулирует таким количеством способов обучения и инстинктивных действий», - говорит соавтор исследования Ларс Читтка.«Это показывает, что замечательные формы пластичности могут проявляться везде, даже в самых простых нервных системах».
Выводы также поднимают вопрос о том, почему пчелам нужны два, возможно, дублирующих нейронных пути. «В сложной запаховой среде, где социальные пчелы должны соответствующим образом реагировать на десятки феромонов в улье, а также на выученные обонятельные сигналы от цветов, - говорит Читтка, - есть два параллельных, но переплетающихся пути с перекрывающимися функциями, но разными приоритетами в градиенте от врожденного. к заученным реакциям на запахи различной сложности могут обеспечить необходимую гибкость».