Как пчелы узнают людей в лицо

Новое исследование в журнале Frontiers in Psychology . При этом, как показал эксперимент международной группы зоологов, насекомые делают это так же, как люди - воспринимают лицо целиком, а не распознают отдельные элементы.

Несмотря на то, что мы с легкостью узнаем знакомого при взгляде на его лицо, на самом деле это сложный процесс. Одна из его особенностей заключается в том, что мы скорее смотрим не на отдельные черты лица - глаза, нос, волосы или рот - а на их взаимное расположение. Как только мы запоминаем, как выглядит человек, его лицо воспринимается как целое и становится для нас уникальным стимулом. Для этого необходимо обладать тремя когнитивными навыками: способностью понимать пространственное отношение между элементами, умением «склеивать» отдельные черты лица в целое и чувствительностью второго порядка, которая позволяет улавливать небольшие пространственные отличия.

Однако эксперименты показывают, что не только люди умеют распознавать лица. В частности, такой способностью обладают некоторые животные и даже социальные насекомые - например, бумажные осы (Polistes fuscatus ) способны отличать своих сородичей. Однако ученым до сих пор не было понятно, как они это делают: обращают ли насекомые внимание на отдельные черты другой особи, или же они обрабатывают информацию «по-человечески».

Чтобы выяснить это, исследователи под руководством Авроры Аваргуэс-Вебер (Aurore Avarguès-Weber) из Университета Тулузы провели четыре визуальных эксперимента с участием пчел (Apis mellifera L. ) и обыкновенных ос (Vespula vulgaris ). Предварительно животные были обучены узнавать лица: им демонстрировался положительный стимул и отрицательный стимул. Перед изображениями находились небольшие платформы с нектаром (для «хорошего» лица) или с невкусным раствором (для «плохого» лица).

Первый тест полностью повторял обучение: насекомые должны были сесть на платформу перед изображением человека, где их ждало либо угощение в случае правильного ответа, либо невкусный раствор в случае ошибки. Во втором тесте, который называется «внутренний тест», насекомым после предварительного обучения демонстрировались лицо «хорошего» или «нехорошего» человека вне контекста - исследователи закрашивали волосы, уши и другие «подсказки». Животные должны были выбрать правильный стимул с наградой. В третьем тесте исследователи демонстрировали лицо «плохого» человека, который обладал такими же волосами, ушами, шеей и овалом, как и «хороший» человек, а в четвертом - задание инвертировалось и теперь к лицу «хорошего» человека были пририсованы волосы, шея и другие особенности «плохого» человека.

А. Пример экспериментальной установки. В. Статистика правильных ответов в четырех тестах. С. Примеры изображений, использованных в экспериментах

Aurore Avarguès-Weber et al / Frontiers in Psychology, 2018

Результаты показали, что с первым тестом пчелы справляются с точностью около 86,3 процента, а осы - 77,9 процента. Это доказывает, что насекомые способны научиться различать лица (как минимум, если их число ограничено). Кроме того, они справились и со следующими двумя тестами, которые проверяют целостность восприятия, хотя результат и оказался несколько хуже. Из этого исследователи заключили, что несмотря на то, что у ос и пчел не было эволюционных предпосылок к развитию навыка распознавания человеческих лиц, эта способность у них развита. Более того, ученые считают, что насекомые распознают лица тем же образом, что и человек.

Энтомологи активно изучают пчел, так как при небольшом размере мозга они обладают незаурядными способностями. Например, было показано, что эти животные

Адриан Дайер, австралийский ученый, работающий в Кембриджском университете, провел эксперимент, который и помог ему выяснить, что пчелы, несмотря на скромные размеры своего мозга, распознают людей. Группе пчел было предложено взглянуть на ряд фотографий, одна часть из которых была помечена раствором сахарозы, а на другую был нанесен горький хинин. Пчелы изучили изображения, после чего "пометки" с фотографий были смыты, а через пару дней насекомым вновь показали изображения. Как ни странно, пчелки смогли вспомнить "сладкие лица". По словам ученых, подобный эксперимент с насекомыми поможет установить, какой участок человеческого мозга задействован при распознавании лиц людей и участвует ли в этом какая-то определенная область. Пчелы же были выбраны ученым потому, что, по сравнению с другими насекомыми, они более организованны.

Кстати, этот эксперимент доказывает, что своих заботливых хозяев пчелы знают в лицо, а отнюдь не реагируют на запах, как это предполагалось ранее. Хотя пчеловоды знают, что общаться с пчелами следует, будучи свежим и чистым, со своим "натуральным" запахом. Эти насекомые просто на дух не переносят ароматы косметики и парфюмерии, а если вы, выпив пару рюмок спиртного и слегка вспотев, решите пройти мимо улья, вы совершенно точно подвергнитесь пчелиной атаке (даже если вы сами посадили этих пчел в улей и ежедневно ухаживаете за ними, как за собственными детьми).

Но говорить о том, что пчелы становятся агрессивными от запаха алкоголя, было бы не совсем верно. Так, ученые, опять-таки в качестве важного научного эксперимента и понаблюдать за их поведением. Опыт должен был доказать, что нетрезвые насекомые ведут себя так же, как и принявшие на грудь люди. И он удался на славу – на ранней стадии опьянения пчелы изменяли траекторию полета на зигзагообразную, затем переходили на ходьбу, а выпив слишком много спиртного, смогли только подергать лапками, лежа на спине. В общем, ученые оказались правы в своем предположении.

Но не стоит думать, что эксперименты над пчелами носят лишь "забавный" характер. Так, ученые в скором будущем создадут , которая будет устойчива к заболеваниям и пестицидам и способна при этом делать вполне "правильный" мед.

Вот те раз. Тогда как для нас, людей, пчёлы выглядят практически одинаковыми, в глазах самих этих насекомых мы заметно отличаемся друг от друга. Оказывается, пчёлы способны признавать человеческие лица и помнить их, по меньшей мере, в течение двух дней.

Учёные традиционно полагали, что признание лица требует большого мозга и, возможно, специализированной его области, ответственной за обработку «лицевой» информации. Но теперь есть повод в этом усомниться — благодаря открытию зоологов Адриана Дайр (Adrian G. Dyer) и Кристы Нёймейер (Christa Neumeyer) из университета Иоганна Гутенберга (Johannes Gutenberg-Universität Mainz), а также Ларса Читтка (Lars Chittka) из университета Лондона (University of London).

В своём докладе, опубликованном в журнале «Экспериментальная биология» (Journal of Experimental Biology) исследователи сообщают, что впервые обнаружили у беспозвоночного способность признавать лица других разновидностей.

Дайр сотоварищи считают, что изучение мозга пчелы поможет выяснить, как сами люди узнают друг друга по лицам. Кроме того, на основе полученных данных можно будет создать более совершенное программное обеспечение для распознавания объектов, которое необходимо для систем безопасности и автономных роботов.

Доктор Дайр работает в двух университетах одновременно: в Германии и Австралии (фото с сайта latrobe.edu.au).

Адриан вспоминает, что совершённое открытие просто шокировало его — он сломя голову бросился к коллегам с криком: «Никто в это не поверит! Скорее несите сюда камеру!». Стало быть, самое время в подробностях рассказать, что же такое увидели зоологи.

Они экспериментировали с медоносными пчёлами (Apis mellifera ) — показывали насекомым фотографии человеческих лиц, используемых в стандартных психологических тестах.

Чёрно-белые снимки одинакового размера были сделаны при сходном освещении, практически на одном и том же фоне. На фотографиях были видны только лицо и шея — чтобы пчёлы не могли при распознавании основываться на предметах одежды. В некоторых случаях, лица людей на снимках были в чём-то схожи.

Для проведения экспериментов сначала нужно было натренировать пчёл – привлечь их внимание и довести до них смысл поставленной задачи. Поэтому при каждом «посещении» определённой фотографии, которую насекомые должны были запомнить, исследователи давали насекомым сладкую награду (другие фото были помечены каплями горькой жидкости).

Как именно пчёлы признают лица – пока загадка. Но то, что они умеют это делать – факт (иллюстрация Journal of Experimental Biology).

Несколько пчёл вообще не поняли, что им следует обратить внимание на снимки, и завалили экзамен. Но пятеро насекомых «горизонтально» подлетали к фотографиям, так, чтобы получше разглядеть изображения. Пчёлы парили перед ними некоторое время, находясь в нескольких сантиметрах, решая, стоит ли приземляться, и если да, то где.

В конце концов, пчелы научились отличать «правильное» лицо (с наградой) от «неправильного» с 80-процентной точностью. Даже когда лица были похожи, и независимо от того, куда были помещены фотографии.

Более того, точно так же, как и люди, пчёлы справлялись с распознаванием хуже, когда лица были перевёрнуты на 180 градусов или вверх тормашками.

«Это говорит о том, что признание лица не требует ни специализированной неврональной схемы, ни передовой нервной системы», — заключили учёные. Они отмечают, что предложенный пчёлам тест нередко даже люди проходят с трудом. Не говоря уже об агнозии на лица — нарушении, из-за которого человек не признаёт лица вообще.

«Двух пчёл мы проверили через день, а потом спустя двое суток после первоначального испытания, чтобы узнать, сохранили ли они информацию в долгосрочной памяти, — продолжают исследователи. — Одно насекомое через день выполнило задачу с точностью около 94%, через двое суток — 79%. У второй пчелы результаты были 87% и 76%».

Группа Дайра также проверила, легче ли пчёлам «работать» с лицами, сильно отличающимися друг от друга. И показалось, что — да, но результаты не получили статистической значимости.

Учёные сообщают, что пчёлы, вероятнее всего, не понимают, что такое человеческое лицо. Для них лица — это пространственные изображения, вроде странно выглядящих цветов, способность различать которые — известна. Но вопрос «как пчёлы признают лица» остаётся открытым. Делают ли они это так же, как люди?

Процесс эксперимента: под фотографиями на полочках лежит либо сладость, либо что-то горькое. Пчеле нужно выбрать «правильное» лицо, чтобы получить награду (иллюстрации Journal of Experimental Biology).

Маленькие дети, например, признают лица, выбирая определённые особенности, которые легко запомнить. Взрослые действуют по-другому — они находят взаимосвязи между особенностями лица. Пока кажется, что пчёлы пользуются элементами обеих стратегий. Но необходимы дальнейшие исследования.

Между тем, работа с насекомыми позволяет учёным говорить не только о пчёлах, но и людях, а также роботах. Хотя принято считать, что при рассмотрении лица у человека возрастает активность в области fusiform gyrus, полученные Дайром данные говорят, что в человеческом мозге, возможно, нет особой области для признания лиц. Если это действительно так, то многие выводы учёным следует пересмотреть.

Большая поклонница правильного питания, органической косметики и прочих канонов ЗОЖ Гвинет Пэлтроу в начале апреля поделилась своим новым бьюти-секретом. На этот раз актриса рассказала, что проходит курсы омоложения лица укусами пчёл. Называется методика апитерапией. "Люди практикуют этот вид лечения уже тысячу лет, чтобы избавиться от воспалений и рубцов. Это на самом деле невероятно, но очень больно. Ещё когда-нибудь я хотела бы попробовать криотерапию", - рассказывает любительница бьюти-экспериментов Гвинет. В отличие от неё, Кейт Миддлтон предпочитает более безопасный и популярный способ омоложения - кремы и маски, содержащие в своем составе пчелиный яд. Поклонниц косметики с эффектом лифтинга на основе апитоксина множество: среди них Мишель Пфайффер, Кайли Миноуг, Виктория Бекхэм и другие звёзды.

Пчелиный яд со­дер­жит целый ком­плекс, со­стоя­щий из 50 ак­тив­ных ве­ществ: аминокислоты, пептиды, минеральные вещества, кальций, магний, гистамин. Они сни­ма­ют вос­па­ле­ния, уби­ва­ют бо­лез­не­твор­ные бак­те­рии, то­ни­зи­ру­ют нерв­ную сис­те­му, ста­би­ли­зи­ру­ют сердечно-сосудистую дея­тель­ность и да­же обез­бо­ли­ва­ют. Пче­ли­ный яд рас­ши­ря­ет со­су­ды го­лов­но­го моз­га и серд­ца, нор­ма­ли­зу­ет ар­те­ри­аль­ное дав­ле­ние и улуч­ша­ет со­став плаз­мы кро­ви. Со­глас­но по­след­ним ис­сле­до­ва­ни­ям, ве­ще­ст­ва, вхо­дя­щие в со­став пче­ли­но­го яда, раз­ру­ша­ют опу­хо­ле­вые клет­ки, что от­кры­ва­ет пер­спек­ти­вы для ле­че­ния он­ко­ло­ги­че­ских за­бо­ле­ва­ний, - рассказывает доктор восточной медицины, главный врач центра восточной медицины "Амрита" Чой Ен Джун.

К слову, продукты пчеловодства - мёд, воск и прополис - использовались ещё в Древнем Египте для лечения ран, желудочно-кишечных заболеваний, ЛОР-заболеваний и укусов змей. Многие известнейшие врачи, такие как Авиценна, Гален, Гиппократ, отмечали целебные свойства продуктов пчеловодства. Пчелиный яд для лечения впервые начал использоваться в Китае как средство против отравления ядом.

Широкое распространение этот метод получил в 20-е годы XX века. Были организованы школы для обучения апитерапевтов. В 1979 году была организована Японская ассоциация исследователей по акупунктуре пчелиным ядом. Сегодня апитерапия - официальный метод лечения, утверждённый Министерством здравоохранения. Пчелоужаление - один из са­мых эф­фек­тив­ных ме­то­дов апи­те­ра­пии. Он ис­поль­зу­ет­ся при ле­че­нии ревматических заболеваний, гипертонии, ишемической болезни сердца, иммунодефиците, варикозном расширении вен, бронхиальной астме, экземе и прочих болезнях, - говорит Чой Ен Джун.

Лечение пчелиным ядом и продуктами пчеловодства всегда должно начинаться с выявления возможной аллергии у пациента. Во время сеанса врач помещает пчелу на поясницу пациента и после укуса убирает её. Жало вынимается чуть позднее: через 10 секунд после укуса. Через 6-8 часов проявляется действие апитоксина (пчелиного яда). Специалист отмечает реакцию организма на укус пчелы, и если результат положительный и индивидуальной непереносимости не наблюдается, то проводится полноценный курс лечения.

Во время укуса пчелы болевые ощущения длятся не более 20 секунд, после этого место укуса становится онемевшим. Иногда перед укусом врач кладёт кубик льда на предполагаемое место, чтобы уменьшить болевые ощущения. После сеанса пациент может отмечать небольшую слабость, повышение температуры, поэтому рекомендуется приходить на лечение в конце дня.

Скорее всего, это метод пришёл из знахарства, к эстетической медицине это не имеет никакого отношения. Соприкоснувшись с кожей, пчела вонзает своё жало как в кожный покров, так и в подкожную клетчатку. При спонтанном укусе пчёлы, как правило, жалят ближе к жизненно важным органам, так как именно от них отходят электромагнитные волны. Наверное, цель у такого "лечения" - это отёк, который разглаживает морщины, но это временно, да и просто неоправданно и даже опасно для жизни.

Во-первых, это очень больно. В арсенале косметологов в XXI веке есть целый комплекс более эффективных и гарантированно безопасных методов омоложения и лечения кожи. Самый простой (если брать по аналогии с вкусом) - инъекции мезококтейлей с гиалуроновой кислотой, витаминами и минералами по биологически активным точкам. Во-вторых, это может быть опасно для жизни и здоровья. Яд провоцирует в организме иммунный ответ, а какой именно он будет и к чему это приведёт в итоге, неизвестно, да и с иммунной системой лучше не экспериментировать. Человек может просто умереть от такого лечения. А действие на кожу яда токсическое, так что омоложение здесь вряд ли будет. То есть могут воспалиться лимфоузлы, начнётся дерматит. Но самый опасный вариант - отёк Квинке или анафилактический шок, которые могут привести к летальному исходу, - говорит хирург клиники LazerJazz Максим Казаку.

Омоложением лица укусами пока практикуется не часто. Чой Ен Джун рассказывает о том, что гораздо популярнее косметика на основе пчелиного яда. Согласно исследованиям учёных, вещества, содержащиеся в пчелином яде, способствуют выработке коллагена и эластина, которые оказывают подтягивающее действие и помогают разгладить морщины.

Я против такого вида нетрадиционной медицины, как лечение укусами. Пчелиный яд недостаточно изучен для косметологии, так что пока всё это на стадии исследований и экспериментов. Но прежде чем использовать его в косметических целях, нужно знать, что пчелиный яд - один из самых токсичных, а значит, может быть очень опасен для здоровья, - добавляет кандидат медицинских наук, дерматокосметолог клиники "К+31" Елена Быстрицкая.

Если у человека есть аллергические реакции на укусы пчёл или ос, то такая терапия категорически запрещена. Поскольку этот вид терапии не является традиционным, то, уверена, существуют более безопасные терапевтические методики. В любом случае, хорошо бы проконсультироваться у специалистов, которые занимаются инсектной аллергией, - советует аллерголог-иммунолог клиники "К+31" Розалия Щубелко.

Доктор Чой Ен Джун предупреждает о том, что у апитерапии есть ряд серьёзных противопоказаний: гепатиты, туберкулёз, лейкемия, болезни почек, сердечная недостаточность, сахарный диабет 1-го типа, психические заболевания, индивидуальная непереносимость, аллергия на пчелиный яд. Также не рекомендуют проводить сеансы беременным женщинам.