1688 年,愛爾蘭哲學家威廉·莫利紐克斯寫信給他的同事約翰·洛克,提出了一個難題,直到今天仍然吸引著哲學家和科學家的興趣。這個想法很簡單:一個天生失明的人,透過觸控學會了區分物體,如果他或她恢復了視力,能否純粹透過視覺來識別它們?
這個問題,被稱為莫利紐克斯問題,探討了人類的心靈是否具有形狀的內在概念,這種概念是如此的先天,以至於一個失明的人在恢復視力後可以立即識別物體。另一種可能是,形狀的概念不是先天的,而是必須透過視覺、觸覺和其他感官來探索物體才能學習,這是一個從頭開始可能需要很長時間的過程。
幾年前,有人嘗試透過在先天失明但在白內障手術後恢復視力的兒童身上測試莫利紐克斯問題來解決這個難題。儘管孩子們不能立即識別物體,但他們很快就學會了這樣做。結果模稜兩可。識別物體需要一些學習,但似乎研究參與者並非完全從頭開始。
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倫敦瑪麗女王大學的 Lars Chittka 和他的同事們再次嘗試尋找答案,這次使用了另一種物種。為了測試熊蜂是否可以形成物體的內在表徵,Chittka 和他的團隊首先訓練這些昆蟲使用糖獎勵來區分球體和立方體。蜜蜂在光線下接受訓練,在那裡它們可以看到但不能觸控隔離在封閉培養皿內的物體。然後在黑暗中對它們進行測試,在那裡它們可以觸控但看不到球體或立方體。研究人員發現,即使無脊椎動物不得不依靠觸覺而不是視覺來區分物體,它們也會花更多時間接觸它們被訓練與糖獎勵相關的形狀。
研究人員還對未經訓練的熊蜂進行了反向測試,首先在黑暗中(它們可以觸控但看不到球體或立方體)用獎勵教導它們,然後在光線下(它們可以看到但不能觸控物體)測試它們。同樣,儘管蜜蜂在測試中不得不依靠視覺而不是觸覺,但它們仍然能夠識別與糖獎勵相關的形狀。簡而言之,“蜜蜂已經解決了莫利紐克斯問題,”Chittka 說。
大量的研究工作記錄了蜜蜂的視覺模式識別能力。研究人員之前就知道,這些昆蟲可以識別花朵中複雜的顏色模式,甚至可以識別人臉。但是,大多數這些模式識別任務都可以透過非常簡單的特徵檢測器來完成——例如,神經元的邊緣方向、亮度場等等。“你可以在沒有實際在你的腦海中漂浮虛擬影像的情況下完成看似高階的模式識別,這是一種物體的表示,”Chittka 說。“所以這始終是一個大問題:是否像我們的感知工作方式一樣,在蜜蜂的頭部內部存在一種物體的表示,而不是影像的簡單元素,這些元素在某種程度上與獎勵相關聯?”
昆蟲能夠透過跨感官模式傳遞資訊來區分形狀這一事實表明,它們可以表示物體特徵,並且可以透過視覺或觸覺訪問這些特徵。“這就是我們對此感到興奮的原因,”蜜蜂感覺生理學家和行為生態學家 Chittka 說。
未參與這項研究的專家也對此很感興趣,但表達了一些保留意見。維也納獸醫大學的動物學家 Ludwig Huber 說,該實驗表明,蜜蜂可以將它們從一種感官模式中識別出的特徵轉移到另一種感官模式中,他研究了哺乳動物和鳥類中的跨模態感官整合。“但最大的問題是‘這個特徵是什麼,它有多抽象?’”他認為,蜜蜂可能能夠透過將感官資訊從一種模式轉移到另一種模式來區分圓形表面和銳利邊緣,而無需識別物體或對其進行內在表徵。
Huber 還對該實驗在現實世界中的有效性表示懷疑。例如,在野外,熊蜂很可能依靠視覺和嗅覺線索來識別花朵。他希望看到一項測試,該測試更類似於蜜蜂在自然界中可能遇到的物體和感官線索型別。
在倫敦政治經濟學院研究動物感知力的科學哲學家 Jonathan Birch 警告說,蜜蜂可能在巢穴環境中已經有了將關於直線邊緣和彎曲表面的視覺和觸覺資訊聯絡起來的先前經驗,因此無法消除一些跨感官整合是後天學習而非先天的可能性。
對於 Chittka 來說,最終目標是 выяснить 蜜蜂是否具有意識,神經科學和認知科學通常透過關注來自不同感官的資訊整合來研究意識。他早期對熊蜂的研究表明,它們具有複雜的學習和記憶能力。“這些任務以及蜜蜂的表現都不是意識的正式指標。事實上,沒有任何東西是,”Chittka 在最近於德克薩斯州奧斯汀舉行的整合與比較生物學學會年會上發表的演講中說。“但所有這些加在一起,我認為,會將機率推向正確的方向。”
