عاجل | “لقد اختاروا بشكل موثوق الخيار الأكثر ملاءمة إحصائيًا”: يشرح باحث الغراب كيف يعالج هؤلاء العباقرة المجنحون الأرقام، وما يمكن أن يكشفه عن ذكاء الرياضيات البشرية

الغرابيات، بما في ذلك الغربان و الغربان، اكتسبت سمعة طيبة لكونها من أذكى الطيور على وجه الأرض. يمكنهم التعرف وجوه بشرية, استخدام الأدوات, حل الألغاز متعددة الخطوات وحتى إقامة الجنازات.

في السنوات الأخيرة، تابع العلماء مهارة أخرى مدهشة إلى القائمة: أ فهم الأرقام. تشير الأبحاث إلى أن الغرابيات يمكنها ذلك التمييز بين الكميات المختلفة وحتى في بعض الحالات إجراء التحليل الإحصائي.

وقد أثارت هذه الاكتشافات سؤالاً استفزازياً: ما مدى عمق جذور التفكير الرياضي؟ بينما البشر المعاصرون هي الأنواع الوحيدة المعروفة التي طورت الرياضيات الرسمية، وتشير الدراسات التي أجريت على الغربان والقردة والحيوانات الأخرى إلى أن اللبنات الأساسية المعرفية للرياضيات ربما تكون قد تطورت مئات الملايين لسنوات قبل أن يبدأ الناس في إجراء الحسابات.

قليل من الباحثين فعلوا المزيد للكشف عن هذه القدرات أكثر من ذلك أندرياس نيدر، أستاذ فسيولوجيا الحيوان ومدير معهد البيولوجيا العصبية بجامعة توبنغن في ألمانيا. من خلال فحص النشاط العصبي لكل من القرود والغربان، وجد نيدر دليلاً على أن أدمغة الحيوانات المختلفة جدًا يمكنها معالجة المعلومات الرقمية بطرق متشابهة بشكل مدهش. تحدثت Live Science مع Nieder حول كيف يمكن لهذه النتائج أن تكشف عن أصول الرياضيات أقدم بكثير من جنسنا البشري.

كينا هيوز-كاستلبيري: كيف بدأت في البحث عن الغربان والرئيسيات؟

أندرياس نيدير: بعد دراسة الجهازين السمعي والبصري لعدة سنوات كطالبة، أدركت أنني أريد التركيز على الأسس العصبية للذكاء ووظائف التحكم المعرفي. كيف يولد الدماغ مفاهيم مجردة، أو ذاكرة عاملة، أو القدرة على اتباع القواعد المعقدة بشكل متعمد؟ بالطبع، لدراسة الذكاء، تحتاج إلى متخصصين في الذكاء. لذلك بدأت العمل مع الرئيسيات، وبشكل أكثر تحديدًا، قرود الريسوس، التي يمكن القول إنها من بين الثدييات الأكثر ذكاءً. إنهم مرتبطون ارتباطًا وثيقًا بالبشر، ويمتلكون أدمغة متشابهة نسبيًا، ويتشاركون معنا في العديد من القدرات المعرفية.

ومع ذلك، كعالم أحياء مدرب، كنت دائمًا مهتمًا بسؤال تطوري أوسع: هل القدرات المعرفية المتطورة فريدة من نوعها للثدييات، أم أنها يمكن أن تظهر في أدمغة مختلفة تمامًا؟ قدمت الغربان أنواعًا مقارنة مثالية. لقد انحرفت الطيور عن الثدييات منذ أكثر من 360 مليون سنة، أي ما يقرب من ستة أضعاف وقت انقراض الديناصورات. ومع ذلك، على الرغم من هذه المسافة التطورية الهائلة، تُظهر الغرابيات سلوكًا مرنًا بشكل ملحوظ؛ في كثير من النواحي، هم قرود الهواء ذات الريش.

KHC: هل الغربان صعبة الدراسة؟ هل هم ممتعون؟ هل لديهم شخصيات؟

أ: كل من الرئيسيات والغربان يطالبون بالدراسة. ولأنهم أذكياء للغاية، فإنهم يحتاجون إلى سكن ورعاية خاصة. وبما أننا نحقق في القدرات المعرفية في ظل ظروف تجريبية خاضعة لرقابة مشددة، فإنها تتطلب أيضًا تدريبًا سلوكيًا مكثفًا على يد موظفين ماهرين. وبطبيعة الحال، فإن اللوائح التي تحكم البحوث على هذه الأنواع صارمة بشكل خاص.

وفي الوقت نفسه، فهي موضوعات بحثية رائعة. تختلف القرود والغربان الفردية بشكل ملحوظ في المزاج والسلوك. البعض منهم فضوليون ومغامرون، والبعض الآخر حذرون ومتحفظون، والبعض يتعلم مهام جديدة بشكل أسرع بكثير من الآخرين.

يمكن أن تكون صفاتهم ملفتة للنظر للغاية. وبعضهم عمال موثوقون ومتحمسون للغاية ويعملون باستمرار يومًا بعد يوم. البعض الآخر مغنيات حساسات ويبدو أنهن بحاجة إلى معاملة خاصة قبل أن يرغبن في التعاون. يتجنب الباحثون عمومًا التجسيم، ولكن ليس هناك شك في أن الحيوانات الفردية تظهر سمات سلوكية مستقرة يمكن أن نصفها بشكل معقول بأنها شخصيات متميزة.

KHC: لقد وجدت أن الغربان تفهم مفهوم الصفر. كيف نعرف هذا؟

أ: لقد قمنا بتدريب الغربان على التعرف على أرقام مختلفة – مجموعات تحتوي على كائن واحد، واثنين، وثلاثة، وأربعة، وما إلى ذلك. ثم قمنا بعد ذلك بتضمين التجارب التي لم تظهر فيها أي عناصر على الإطلاق. وكانت النتيجة الرائعة هي أن الطيور تعاملت مع المجموعة الفارغة ككمية وكجزء من السلسلة العددية. لقد تصرفوا كما لو أن المجموعة الفارغة تنتمي إلى “الواحد”. وكانت أنماط الأخطاء الخاصة بهم كاشفة بشكل خاص: فقد خلطوا بين الصفر والواحد أكثر من الخلط بين الأرقام الأكبر، تمامًا كما يتوقع المرء إذا تم تمثيل الصفر ذهنيًا ككمية عددية بجوار الواحد. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت التسجيلات من الخلايا العصبية في دماغ الغراب أن الخلايا استجابت بشكل انتقائي للمجموعات الفارغة. يشير هذا إلى أن الصفر ليس مجرد خدعة سلوكية، بل يتم تمثيله عصبيًا كفئة عددية ذات معنى.

اقرأ أيضًا: إيران تعلن تطوير منظومات دفاع جوي متقدمة

KHC: للعب دور محامي الشيطان، هل القدرة على إدراك الفرق بين شيء ما وعدم وجود شيء مفاجئ حقًا؟ هل هو أقرب إلى المفهوم البشري للصفر؟

أ: هذا سؤال مهم. إن مجرد إدراك عدم وجود أو غياب أي شيء ليس بالأمر المفاجئ. تستطيع العديد من الحيوانات التمييز بين وجود الأشياء وغيابها. والمسألة الأساسية هي ما إذا كانوا يعاملون “لا شيء” ككمية يمكن مقارنتها بكميات أخرى.

تشير تجاربنا إلى أن الغربان تفعل أكثر من مجرد اكتشاف الغياب. يقومون بوضع المجموعات الفارغة ضمن تسلسل رقمي مرتب، في الطرف الأدنى من خط الأعداد، وتظهر تأثيرات المسافة المشابهة لتلك التي لوحظت مع الأرقام الأخرى. على سبيل المثال، يجدون أنه من الأسهل التمييز بين الصفر والاثنين بدلاً من التمييز بين الصفر والواحد.

ومع ذلك، لا ينبغي لنا أن ندعي أن الغربان تمتلك المفهوم الرياضي البشري الكامل للصفر. يستخدم البشر الصفر الرمزي في الحساب والجبر وحساب التفاضل والتكامل والرياضيات الرسمية. ما أظهرناه هو مقدمة تأسيسية: تمثيل عددي غير رمزي للصفر. قد يمثل هذا لبنة بناء تطورية تطورت منها في النهاية مفاهيم بشرية أكثر تطوراً.

KHC: لقد وجدت أيضًا أن الغربان يمكنها إجراء التحليل الإحصائي. أخبرني المزيد عن هذه النتائج وما أظهرته.

أ: قمنا بتدريب غربان الجيف (غراب مع تاج) لربط سلسلة من العلامات المرئية العشوائية، والصور الهندسية الملونة المعروضة على شاشة تعمل باللمس، مع احتمالات مختلفة للمكافأة. قد تسفر إحدى الإشارات عن مكافأة طعام بنسبة 90% من الوقت، و70% أخرى، و50% أخرى، وهكذا وصولاً إلى 10%. والأهم من ذلك، أن العلامات نفسها لم تحمل أي معنى متأصل؛ وكان على الطيور أن تتعلم هذه الاحتمالات من خلال التجربة.

وبمجرد أن تعلمت الطيور ارتباطات احتمالية الإشارة هذه، قدمنا ​​لها أزواجًا من العلامات وطلبنا منها اختيار واحدة منها. لتعظيم مكافآتهم، يجب عليهم اختيار العلامة المرتبطة باحتمالية المكافأة الأعلى. فعلت الغربان ذلك بالضبط. وحتى عندما واجهوا العديد من عمليات الاقتران الجديدة، فقد اختاروا بشكل موثوق الخيار الأكثر ملاءمة إحصائيًا.

هذا لا يعني أن الغربان تقوم بإحصائيات رسمية بالمعنى الإنساني. إنهم لا يحسبون النسب المئوية أو يحلون معادلات الاحتمالية. ومع ذلك، تظهر النتائج أنهم يستطيعون استخلاص الانتظامات الاحتمالية من التجربة، وتخزين هذه المعلومات في الذاكرة، واستخدامها بمرونة لاتخاذ قرارات تعظيم المكافأة في ظل عدم اليقين. هذه مكونات أساسية للاستدلال الإحصائي وهي ذات قيمة عالية في البيئات الطبيعية، حيث يتعين على الحيوانات دائمًا اتخاذ قرارات بناءً على معلومات غير كاملة.

KHC: هل جرب الباحثون اختبارات مماثلة على الأطفال أو الشباب، وإذا كان الأمر كذلك، فكيف يمكننا التفوق؟

أ: نعم. أجرى علماء النفس التنموي العديد من الدراسات ذات الصلة مع الرضع والأطفال الصغار. حتى قبل تعلم اللغة، يُظهر الأطفال حساسية للكميات والاختلافات العددية والمعلومات الاحتمالية البسيطة. بحلول عمر 4 سنوات تقريبًا، يظهر الأطفال أيضًا فهمًا بديهيًا للمجموعات الفارغة.

والأمر اللافت للنظر هو أن التوقيعات السلوكية التي لوحظت في الغربان تشبه تلك التي شوهدت عند الرضع البشريين قبل النطق والرئيسيات غير البشرية. وبطبيعة الحال، يطور أطفال البشر في نهاية المطاف الرياضيات الرمزية من خلال اللغة والتعليم والثقافة، الأمر الذي يأخذهم إلى ما هو أبعد من القدرات الملاحظة في الحيوانات.

KHC: هل يمكن لهذه النتائج أن تخبرنا أي شيء عن كيفية تطور الفهم البشري للرياضيات؟

أ: يقترحون أن بعض أسس الرياضيات قد تسبق البشر بمقياس زمني تطوري طويل جدًا. لم يخترع البشر الحدس العددي من الصفر. بل يبدو أننا ورثنا الأنظمة المعرفية القديمة التي تسمح للأدمغة بتقدير الكميات، ومقارنة الأرقام، وتمثيل مفاهيم مثل الصفر تقريبًا.

حقيقة أن الغربان والرئيسيات – مجموعتان مرتبطتان بشكل بعيد – تظهران قدرات عددية متشابهة تشير إلى أن هذه القدرات قد تظهر كلما تطور يفضل الذكاء المرن. من المحتمل أن الرياضيات البشرية قد بنيت على هذه الأسس المعرفية القديمة ثم توسعت بشكل كبير من خلال اللغة والرموز والثقافة.

اقرأ أيضًا: “شاومي” تكشف عن أول شريحة للقيادة الذكية بتقنية 3 نانومتر من تطويرها

KHC: ما هو الشيء الذي قد يفاجأ الجمهور العام بمعرفته عن الغربان؟

يتفاجأ الكثير من الناس عندما يعلمون أن الغربان طيور مغردة. يربط معظم الناس الطيور المغردة بمطربين لحنين مثل العندليب أو الشحرور، وليس مع نعيق الغراب القاسي. ومع ذلك، تتعلم الغربان جزءًا كبيرًا من ذخيرتها الصوتية، بل وتُعرف بأنها مقلدة بارعة، حتى لأصوات الكلام البشري – فالإنترنت مليء بمقاطع الفيديو المضحكة التي تقلد فيها الغربان الكلام البشري.

ما يجعل هذا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص هو أن أصواتهم ليست مجرد نداءات انعكاسية. في تجاربنا، وجدنا أن الغربان يمكنها ممارسة سيطرة إرادية على سلوكها الصوتي. يمكنهم تعلم إنتاج أصوات استجابةً للإشارات التعسفية وحجبها عند الحاجة، مما يدل على مستوى من التحكم المعرفي في الإخراج الصوتي الذي يعتبر شرطًا أساسيًا مهمًا للتواصل المعقد، وفي النهاية، اللغة.

وفي الآونة الأخيرة، أظهرنا أن الغربان يمكنها أيضًا استخدام أصواتها للعد. وفي دراسة حديثة نشرت في (المجلة) علوم، قمنا بتدريب الغربان على إصدار عدد محدد من النداءات – بين واحد وأربعة – استجابةً للإشارات البصرية أو السمعية. ومن اللافت للنظر أنهم لم ينتجوا العدد الصحيح من الأصوات فحسب، بل بدا أيضًا أنهم قاموا بإعداد الرقم المقصود قبل بدء الاتصال. يشير هذا إلى أنه يمكنهم تمثيل معلومات رقمية واستخدامها لتوجيه سلسلة من الإجراءات الصوتية المولدة ذاتيًا.

تظهر هذه النتائج مجتمعة أن أصوات الغربان أكثر تعقيدًا بكثير مما يفترضه معظم الناس. “النعيق” المميز الخاص بهم ليس مجرد نداء بسيط، بل يمكن إخضاعه للتحكم المعرفي المتعمد وحتى استخدامه للتعبير عن معلومات رقمية. بالنسبة للطائر، هذه قدرة متقدمة بشكل ملحوظ.

تم تحرير هذه المقابلة من أجل الطول والوضوح.

هل أنت الطالب الذي يذاكر كثيرا الطيور؟ اكتشف معنا مسابقة الطيور!