Bijen hebben maar een paar neuronen (zenuwcellen) nodig om te kunnen tellen. Dat blijkt uit onderzoek waarbij wetenschappers een sterk versimpeld bijenbrein simuleerden met een computer. Dat tellen mogelijk is met zo’n klein netwerkje kan toepassingen hebben in de kunstmatige intelligentie en robotica.

Tellen wordt gezien als een ingewikkelde cognitieve vaardigheid waar een groot brein voor nodig is, schrijven de onderzoekers. Maar tien jaar geleden bleek dat bijen, die hersenen hebben ter grootte van een sesamzaadje, tot vier kunnen tellen. ‘Ons onderzoek toont nu aan dat tellen inderdaad mogelijk is met een klein aantal zenuwcellen, mits ze op de juiste manier met elkaar verbonden zijn’, zegt de eerste auteur Vera Vasas van de Queen Mary University in Londen.

Zwijgend higgsboson
LEES OOK
Zwijgend higgsboson

Piepkleine breintjes

Ruim een jaar geleden ontdekten wetenschappers dat bijen naast tellen ook de concepten ‘meer’, ‘minder’ en ‘nul begrijpen. De dieren kunnen leren dat ze bij een keuze tussen twee plateaus, het plateau met meer objecten moeten kiezen omdat daar een heerlijke zoete sucrose-oplossing te vinden is. Op diezelfde manier toonden wetenschappers aan dat de insecten het concept ‘nul’ begrijpen: als de insecten juist een beloning krijgen wanneer ze naar het plateau vliegen waar de minste objecten op te vinden zijn, verkiezen ze plateaus zonder objecten boven plateaus met weinig objecten.

De wetenschappers onderzochten nu hoe bijen dit voor elkaar krijgen met hun piepkleine breintjes, die uit slechts een miljoen zenuwcellen bestaan. Ter vergelijking: mensenhersenen hebben er 86 miljard.

Een bij kiest tussen twee patronen met verschillende hoeveelheden stippen. Bron: Lars Chittka

Visueel tellen

De insecten tellen op een andere manier dan mensen. Wij kijken naar een verzameling voorwerpen en tellen het geheel. Bijen bestuderen de voorwerpen die ze willen tellen niet als geheel, maar één voor één. Eerst bekijken ze het eerste voorwerp uitgebreid, dan vliegen ze naar de volgende, nemen die goed in zich op, enzovoorts. Hun telvaardigheid is puur gebaseerd op visuele input en niet op een cognitief begrip van getallen, schrijven de onderzoekers.

Voor hun onderzoek simuleerden de onderzoekers een extreem versimpeld ‘bijenbrein’ met slechts vier digitale ‘neuronen’ op de computer. De computersimulatie kreeg dezelfde visuele input als bijen zien wanneer ze vliegend een aantal objecten bekijken.

Die input werd als volgt verwerkt: het eerste gesimuleerde neuron detecteert de helderheid van de visuele input. Dat neuron staat in verbinding met twee andere simulatieneuronen: één die de helderheid onthoudt en één die de helderheidsvariaties onthoudt. Die twee sturen hun informatie door naar een vierde neuron die die informatie combineert tot het totale aantal helderheidsveranderingen. Die veranderingen tellen op tot het totale aantal voorwerpen. Zo zijn die vier neuronen in staat een kleine hoeveelheden stippen te tellen.

Om te zorgen dat stippen niet dubbel geteld worden, legt een camera ze één voor één vast door er op dezelfde manier overheen te vliegen als bijen. De route die de insecten tijdens het tellen afleggen, bleek dus belangrijk.

Bijen, en mogelijk andere dieren, hebben dus (in theorie) genoeg aan een paar goed verbonden neuronen voor intelligente vaardigheden zoals tellen. Dit biedt mogelijkheden voor kunstmatige intelligentie en autonome robots. Neurale computernetwerken kunnen met dit soort slimme verbindingen ingewikkelde cognitieve taken doen met een laag energieverbruik.