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As abelhas sabem contar e conseguem discriminar o zero

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          Hoje existem mais de 25 mil espécies de abelhas no mundo catalogadas, com muitas outras para serem descobertas. Cruciais polinizadores, esses insetos (ordem Hymenoptera) surgiram há cerca de 130 milhões de anos - evoluindo a partir das vespas -, em uma época quando ainda éramos pequenos mamíferos peludos. Mas talvez uma das características mais impressionantes sobre esses animais é a capacidade matemática deles. As abelhas, além de saberem contar, possuem noção do que é o zero (0). Para se ter uma ideia, a compreensão do conceito de zero como número não foi alcançada por algumas das civilizações humanas na Antiguidade!

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   ABELHAS E O ZERO

          Foi em um estudo publicado recentemente na Science (Ref.1), que pesquisadores descobriram que as abelhas-de-mel (gênero Apis) conseguem discriminar o zero (0) como um número, colocando-as em um seleto grupo de animais espertos o suficiente para compreenderem ou lidarem com a complexa noção matemática do 'nada'.

          O cérebro das abelhas possui menos do que 1 milhão de neurônios - comparado com os cerca de 86 bilhões de neurônios no cérebro humano -, mas anteriormente já tinha sido demonstrado que elas conseguiam entender conceitos abstratos, como 'mesma coisa' e 'diferente', e contar até 4 ou 5.

          Para descobrirem se elas também compreenderiam o conceito de 'zero', pesquisadores Franceses e Australianos fizeram vários testes para ver se as abelhas conseguiriam classificar quantidades numéricas e entender que o zero pertence ao nível mais baixo de uma sequência de números.

          Nesse sentido, as abelhas foram treinadas a escolher uma imagem com o menor número de elementos em ordem de receber um prêmio (uma solução adocicada). Por exemplo, as abelhas aprenderam a escolher três elementos apresentados em um sistema possuindo três e quatro elementos; ou dois elementos quando existiam dois e três elementos.

          A surpresa ocorreu quando os pesquisadores apresentaram às abelhas um sistema contendo nenhum elemento (zero) e um ou mais elementos juntos. Mesmo sem nunca terem sido apresentadas a um conjunto vazio de elementos, as abelhas entenderam que 'nenhum elemento' era menor do que um ou mais elementos!


          Vários experimentos de controle foram envolvidos para validar o fantástico achado.

          Para você lendo este artigo, talvez seja fácil entender o que uma quantidade 'zero' significa, por já ter estudado isso, mas a noção abstrata de 'zero' é bem difícil. Mesmo culturas humanas antigas - como os Romanos - não mostravam ter essa noção matemática e ignoravam o zero nos sistemas numéricos! É fácil para o cérebro distinguir elementos em termos quantitativos a partir de estímulos visuais ou via outros sentidos, mas, sob nenhum estímulo, como entender que isso também representa algo quantitativo (zero)?

           Nesse sentido, como explicar essa façanha alcançada pelas abelhas?

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   SIMPLIFICANDO

          Há um bom tempo, acreditava-se apenas que os humanos entendiam o conceito de zero, mas pesquisas em anos recentes mostraram que outros primatas e pássaros como o papagaio-cinza-Africano também possuíam essa capacidade cerebral. E, agora, sabe-se que um representante entre os insetos parece também carregar tal habilidade. Isso sugere que essa façanha pode ser bem mais comum no reino animal do que o imaginado. Talvez esse avançado processamento cerebral tenha evoluído em espécies que lidam diariamente com escolhas que envolvem diferentes quantidades. E como o cérebro das abelhas é bem pequeno, fica sugerido que essa habilidade matemática pode ser alcançada com a associação entre poucos neurônios.

          Nesse sentido, pesquisadores da Universidade Queen Mary, em Londres, resolveram simular no computador um "cérebro" em miniatura composto de apenas quatro células nervosas para tentarem entender como as abelhas conseguem contar. Os resultados, publicados no periódico iScience (Ref.2), mostraram que o super-simplificado cérebro conseguia facilmente contar pequenas quantidades de itens (4-6) quando inspecionava de perto um item de cada vez, da mesma forma que as abelhas fazem quando contam, incluindo a determinação de 'zero itens'. Essa estratégia difere daquelas dos humanos, os quais contam todos os itens em um dado conjunto de forma global e mais complexa.


          Em outras palavras, a capacidade de cálculo das abelhas não está necessariamente dependente do entendimento de conceitos numéricos, mas, sim, ao uso de movimentos de voo específicos para inspecionar de muito perto os itens de um conjunto (as abelhas geralmente inspecionam algo dentro de uma distância de 2 cm), estes os quais então moldam as informações visuais recebidas e simplificam a tarefa de forma a requisitar o mínimo de poder cerebral. Portanto, enquanto os Antigos Romanos desprezaram o zero nos cálculos por precisarem primeiro entenderem o que significa o conceito numérico de zero, as abelhas parecem conseguir discriminar o zero como um número sem a necessidade de entendê-lo, através de um circuito neural altamente otimizado. Estratégia similar pode também ser utilizada por esses insetos para entender a diferença abstrata entre 'mesma coisa' e 'diferente'.

          Isso também demonstra que a inteligência das abelhas, e potencialmente de outros animais, pode ser mediada por um pequeno número de células nervosas, contando que essas estejam combinadas da maneira certa, ou, em termos computacionais, regidas por um algoritmo simples mas extremamente eficiente. Apesar de ser provável que mais de 4 neurônios estejam envolvidos em uma real tarefa de contagem pelas abelhas (talvez com múltiplos circuitos similares operando em paralelo), tal demanda neural seria plenamente possível de ser acomodada no cérebro de um inseto.

          O modelo computacional do estudo trabalhou considerando que durante as contagens as abelhas escaneiam os padrões de elementos sequencialmente e visitam cada elemento apenas uma única vez. Ainda não é totalmente entendido como elas se lembram de quais elementos no conjunto já foram visitados, mas elas claramente são capazes de fazer isso quando observamos suas performances em tarefas diversas dentro de um ambiente laboratorial e também na natureza, já que uma mesma abelha não visita uma flor já visitada previamente. Provavelmente elas utilizam a memória funcional para isso.

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   CONCLUSÃO

          Ao demonstrarem que mesmo cérebros tão pequenos quanto o de uma abelha podem lidar com conceitos matemáticos abstratos e complexos de forma simples, e sem necessariamente entendê-los, os cientistas abrem possibilidades para novas e mais eficientes estratégias de desenvolvimento de inteligências artificiais, a partir da identificação e análise de estruturas neurais específicas. Aliás, o conhecimento do 'zero' é uma das bases fundamentais dos nossos  grandes avanços matemáticos e tecnológicos ao longo da história, tornando seu conceito de fundamental importância para as IAs.


> Infelizmente, as populações de abelhas ao redor do mundo estão sofrendo um grave declínio, e um dos principais responsáveis por esse desastre ambiental parecem ser os pesticidas. Para entender mais sobre o assunto, acesse: O desaparecimento das abelhas


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1124
  2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004218302384?via%3Dihub