Εντομα μπορούν να αναγνωρίσουν πρόσωπα!

Εντομα μπορούν να αναγνωρίσουν πρόσωπα!

Ορισμένα είδη σφήκας μπορούν να αντιληφθούν και να επεξεργαστούν τις οπτικές πληροφορίες ενός προσώπου ολιστικά, αντί να μαθαίνουν το κάθε χαρακτηριστικό του ξεχωριστά από τα υπόλοιπα

Οι σφήκες και οι μέλισσες μοιάζουν απλοϊκά ζώα. Φτιάχνουν φωλιές, ψάχνουν για νέκταρ, μεγαλώνουν τα μικρά τους και πεθαίνουν, με τη διάρκεια ολόκληρης της ζωής τους να μην ξεπερνά το ένα έτος. Κι όμως, ορισμένα από τα είδη αυτών των εντόμων συναγωνίζονται με τους ανθρώπους και άλλα πρωτεύοντα θηλαστικά τουλάχιστον σε μια νοητική δεξιότητα: την αναγνώριση των προσώπων των άλλων ατόμων του είδους τους.
Τα μέλη ενός είδους σφήκας μπορούν να αντιληφθούν και να απομνημονεύσουν τα μοναδικά χαρακτηριστικά του προσώπου τους και να τα χρησιμοποιήσουν σε επόμενες αλληλεπιδράσεις, με ανάλογο τρόπο όπως οι άνθρωποι λειτουργούν στο κοινωνικό περιβάλλον, μαθαίνοντας και απομνημονεύοντας τα πρόσωπα συγγενών, φίλων και συναδέλφων. Παραπέρα, ακόμα και είδη εντόμων που κανονικά δεν απομνημονεύουν πρόσωπα στη φυσική τους διαβίωση, μπορούν να εκπαιδευτούν να το κάνουν και ορισμένες φορές μπορούν ακόμα και να μάθουν να διακρίνουν πρόσωπα ανθρώπων!

Θεωρία και πράξη

Μια διαδεδομένη θεωρία για τη νοημοσύνη υποστηρίζει ότι ο ασυνήθιστα μεγάλος ανθρώπινος εγκέφαλος εξελίχτηκε για να αντιμετωπίζει το δύσκολο έργο του να μαθαίνει και να θυμάται τα μεμονωμένα άτομα στις σύνθετες κοινωνίες που ανέπτυξε. Αλλά η ανακάλυψη ότι ζώα με εγκέφαλο που έχει μέγεθος μόλις 0,01% του ανθρώπινου μπορούν να αναγνωρίζουν πρόσωπα, αναγκάζει τους επιστήμονες να διερευνήσουν πώς η βιολογική εξέλιξη έφτασε σε αυτήν την εντυπωσιακή ικανότητα και ποια είναι εκείνα τα χαρακτηριστικά των εγκεφάλων των εντόμων που κάνουν δυνατή την αναγνώριση προσώπων. Η απάντηση στο τελευταίο ερώτημα θα μπορούσε να έχει και πρακτική εφαρμογή στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικού λογισμικού αναγνώρισης προσώπων.

Οι άνθρωποι δυσκολεύονται να αναγνωρίσουν ένα γνωστό πρόσωπο (εδώ η Μάργκαρετ Θάτσερ), όταν η εικόνα του περιστραφεί ολόκληρη κατά 180 μοίρες, ή συμβεί το ίδιο σε χαρακτηριστικά όπως τα μάτια και το στόμα. Τα έντομα που μπορούν να μάθουν πρόσωπα επίσης δυσκολεύονται όταν δουν τέτοιες πειραγμένες εικόνες, αλλά αν ο εγκέφαλός τους επεξεργάζεται τα πρόσωπα κατά βάση όπως ο ανθρώπινος, παραμένει αδιευκρίνιστο

Για να αντιληφθεί κανείς πόσο εκπληκτική είναι η ανακάλυψη αυτής της ικανότητας ορισμένων εντόμων, πρέπει να αναλογιστεί τη διαδικασία που εμείς οι άνθρωποι αναγνωρίζουμε πρόσωπα. Πρώτα πρέπει να αντιληφθούμε μια συγκεκριμένη διάταξη μοναδικών χαρακτηριστικών του προσώπου - όπως η μύτη, το στόμα, τα μάτια και τα αυτιά - και να τα συνδυάσουμε στο μυαλό μας με πιο αφηρημένες πληροφορίες για το άτομο, όπως ότι είναι ο φίλος μας ή ο γείτονάς μας. Μετά πρέπει να μπορούμε να ανακαλούμε αυτό το συνδυασμό κάθε φορά που βλέπουμε το συγκεκριμένο άτομο.
Μπορούμε να μάθουμε πρόσωπα πιο γρήγορα και με μεγαλύτερη ακρίβεια σε σχέση με άλλα είδη σύνθετων οπτικών πληροφοριών. Σε μια κοινωνική συγκέντρωση μπορούμε να απομνημονεύσουμε γρήγορα και χωρίς κόπο τα πρόσωπα των συμμετεχόντων. Αντίθετα, χρειάζεται πολύ περισσότερος χρόνος και προσπάθεια για να μάθουμε πολλά, μοναδικά μεν, αλλά εμφανισιακά παρόμοια σύνθετα σχέδια, όπως για παράδειγμα τα κινεζικά ιδεογράμματα. Τόσο τα πρόσωπα όσο και τα Κινέζικα συντίθενται από πολλαπλά στοιχεία που συνδυάζονται σε ένα μεγαλύτερο όλον, αλλά είμαστε καλύτεροι στο να μαθαίνουμε πρόσωπα, επειδή η βιολογική εξέλιξη οδήγησε σε προσαρμογές στον εγκέφαλό μας ακριβώς γι' αυτό το σκοπό. Μάλιστα, υπάρχει και ειδική περιοχή του εγκεφάλου για την αναγνώριση προσώπων. Η επεξεργασία που κάνει ο εγκέφαλός μας είναι τόσο εξειδικευμένη, που αποτυγχάνει αν απλώς δούμε τη φωτογραφία ανάποδα. Παρομοίως, ακόμα και μικρές τροποποιήσεις σε κρίσιμες περιοχές ενός προσώπου, όπως τα μάτια, μπορούν να μας δυσκολέψουν πολύ.
Αν και οι άνθρωποι ως είδος έχουν εξαιρετική ικανότητα αναγνώρισης προσώπων, το 2% του πληθυσμού έχει κάποιας μορφής δυσλειτουργία στον τομέα αυτόν. Στις περισσότερες περιπτώσεις είναι κληρονομική ή αποτέλεσμα τραύματος στην ειδική περιοχή του εγκεφάλου για την αναγνώριση προσώπων. Στις βαρύτερες περιπτώσεις, ο άνθρωπος δεν μπορεί να αναγνωρίσει ούτε τα μέλη της οικογένειάς του.

Ολιστικός μηχανισμός

Για να ελέγξει αν και ο εγκέφαλος των σφηκών έχει παρόμοια εξειδίκευση στην αναγνώριση προσώπων, η Ε. Τίμπετς, καθηγήτρια στο πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, έπρεπε πρώτα να βρει τρόπο να διακρίνει πότε υπάρχει «σωστή» αναγνώριση του προσώπου από μια σφήκα και πότε όχι. Η επιβράβευση με ζαχαρόνερο που λειτουργεί αποτελεσματικά στις μέλισσες δεν είχε επιτυχία, καθώς οι σφήκες μπορούν να ζήσουν ακόμα και βδομάδες χωρίς τροφή. Η λύση ήταν ένα μικρό ηλεκτροσόκ όταν η σφήκα διάλεγε τη λάθος εικόνα. Χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο ελέγχου διαπίστωσε ότι οι σφήκες μάθαιναν μέσα σε μόλις 20 δοκιμές να αναγνωρίζουν τα πρόσωπα άλλων σφηκών, αλλά είχαν πολύ μεγαλύτερη δυσκολία να μάθουν άλλα σχέδια, μεταξύ αυτών και σχέδια από κάμπιες (φυσικό τους θήραμα), καθώς και πρόσωπα σφηκών από τα οποία είχαν σβηστεί ψηφιακά οι κεραίες. Ειδικά η δυσκολία τους να μάθουν πρόσωπα σφηκών χωρίς κεραίες δείχνει ότι και οι σφήκες αναγνωρίζουν πρόσωπα με κάποιου είδους ολιστική επεξεργασία των πληροφοριών. Δηλαδή, αντί να μαθαίνουν κάθε χαρακτηριστικό ξεχωριστά, αντιλαμβάνονται και απομνημονεύουν το πρόσωπο ως όλον. Ετσι όταν λείπουν οι κεραίες μπερδεύονται.
Η ύπαρξη του μηχανισμού αναγνώρισης προσώπων και στους ανθρώπους και στις σφήκες υποδηλώνει ότι ίσως είναι πολύ πιο διαδεδομένος στο ζωικό βασίλειο απ' ό,τι θεωρούσαν οι επιστήμονες ως τώρα. Στην περίπτωση της σφήκας P. fuscatus, τις φωλιές ξεκινάνε ομάδες βασιλισσών, που δουλεύουν μαζί για να επιβιώσουν. Αλλά οι βασίλισσες την ίδια στιγμή ανταγωνίζονται η μία την άλλη για αναπαραγωγική κυριαρχία. Σε αυτό το πλαίσιο μάλλον είναι πλεονέκτημα να αλληλοαναγνωρίζονται και να μπορούν να θυμηθούν τη θέση της καθεμιάς στην ιεραρχία της σφηκοφωλιάς, αναπτύσσοντας έτσι την ικανότητα αναγνώρισης προσώπων για όλα τα μέλη του είδους (και για εκείνα που δεν είναι βασίλισσες). Αντίθετα, οι σφήκες P. metricus ιδρύουν αποικίες με μια μεμονωμένη βασίλισσα, που δεν έχει κάποιο εξελικτικό όφελος να μαθαίνει και να θυμάται πρόσωπα άλλων βασιλισσών. Διαπιστώθηκε ότι οι σφήκες του λιγότερο κοινωνικά σύνθετου είδους P. metricus μπορούν να εκπαιδευτούν για να θυμούνται πρόσωπα, με την ίδια δυσκολία που μπορούν να εκπαιδευτούν να θυμούνται οποιοδήποτε άλλο σχέδιο. Επιπλέον, δεν υπάρχει κάποια διαφοροποίηση στην ικανότητά τους αυτή όταν αφαιρεθούν οι κεραίες από τις εικόνες άλλων σφηκών. Αρα δε διαθέτουν τον ολιστικό μηχανισμό των σφηκών P. fuscatus. Επεξεργάζονται τα πρόσωπα ως ξεχωριστά χαρακτηριστικά.

Και πρόσωπα ανθρώπων!

Οι επιστήμονες διερωτήθηκαν τι συμβαίνει με τις μέλισσες, έντομα που έχουν μόνο μία βασίλισσα στην κυψέλη και σε αντίθεση με τις σφήκες δεν έχουν χαρακτηριστικά που να διαφοροποιούν τα πρόσωπά τους, ενώ επιπλέον χρησιμοποιούν έντονα τις φερορμόνες για τις αλληλεπιδράσεις τους και όχι τις οπτικές πληροφορίες. Διαπιστώθηκε και πάλι ότι όπως και οι σφήκες P. metricus δεν μπορούν να αναγνωρίσουν πρόσωπα ολιστικά. Το εντυπωσιακό είναι ότι σε πείραμα με πρόσωπα ανθρώπων, οι μέλισσες μετά από 50 δοκιμές ανέπτυξαν την ικανότητα να πηγαίνουν στο «σωστό» πρόσωπο, εκεί δηλαδή που υπήρχε ως ανταμοιβή ζαχαρόνερο και όχι στο λάθος, όπου τις περίμενε ένα πικρό διάλυμα κινίνου. Παραδόξως, έδειξαν και ικανότητα να αναγνωρίζουν τα πρόσωπο για τα οποία είχαν εκπαιδευτεί ακόμα κι όταν η εικόνα είχε περιστραφεί κατά 30 μοίρες.
Οι επιστήμονες εικάζουν ότι το απλό σύστημα αναγνώρισης προσώπων που έχουν οι μέλισσες και οι σφήκες P. metricus ίσως βασίζεται στις γενικές ικανότητες αναγνώρισης σχεδίων που τους χρειάζονται για να βρίσκουν τροφή. Ισως ταυτόχρονα να είναι και το ενδιάμεσο βήμα στην εξελικτική διαδικασία που μέσω της φυσικής επιλογής έδωσε εξελικτικό πλεονέκτημα στις σφήκες P. fuscatus, που ανέπτυξαν την ολιστική αναγνώριση. Φυσικά, η ολιστική αναγνώριση στους ανθρώπους δεν προέρχεται από τις σφήκες, καθώς η βιολογική εξέλιξη αποδεδειγμένα καταλήγει στα ίδια ...συμπεράσματα, που προσφέρουν εξελικτικό πλεονέκτημα, ακολουθώντας εντελώς διαφορετικές διαδρομές.