Hummeln lösen das Molyneux-Problem
Hummeln übertreffen den Menschen in ihrer Fähigkeit, ertastete Kenntnisse auf visuelle Wahrnehmungen zu übertragen.
Mehrere Generationen von Philosophen waren sich bezüglich der von Locke gegebenen Antwort unsicher und diskutierten das sogenannte „Molyneux-Problem“ seit Jahrhunderten intensiv. Erst 2011 gelang es amerikanischen Augenärzten, diese Frage eindeutig zu beantworten. Sie operierten Patienten, die aufgrund von angeborenem grauem Star ihr Leben lang blind gewesen waren. Dabei stellte sich heraus: Obwohl die Patienten Sehkraft erlangten, konnten sie Gegenstände, die sie zuvor tastend kennengelernt hatten, nun nicht visuell identifizieren. Das Wahrnehmen von Objekten per Sehsinn mussten sie erst lernen. Einige lernten dies innerhalb einer Woche, andere benötigten dafür bis zu drei Monate.
Nun haben Biologen um Lars Chittka von der Queen Mary University in London in einer Studie gezeigt, dass Hummeln das Molyneux-Problem deutlich effizienter lösen können. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der renommierten Fachzeitschrift Science.
Der überraschende Erfolg der Hummeln
Chittka und seine Mitarbeiter setzten Hummeln zunächst in völliger Dunkelheit in Behälter mit Objektpaaren: Eine Schale mit zwei Kugeln signalisierte den Tieren süße Zuckerlösung, eine Schale mit zwei Würfeln hingegen enthielt nur Wasser ohne Zuckerzusatz. Die Hummeln konnten die jeweiligen Objekte mit ihren Beinen ertasten, sahen sie jedoch nicht. Dennoch lernten sie rasch, jene Schale aufzusuchen, deren Berührung mit Nahrung belohnt wurde. Anschließend führten die Forscher die trainierten Hummeln in beleuchtete Behälter, in denen erneut zwei Schalen standen, jeweils ausgestattet entweder mit zwei Kugeln oder zwei Würfeln. Die Schalen waren nun aber mit einer transparenten Abdeckung versehen – die Tiere konnten sehen, aber nicht mehr tasten. Dennoch versuchten sie sofort, zu den Kugelelementen zu gelangen, und ignorierten die Schalen mit Würfeln operativ.
Daraus ergibt sich klar: Hummeln sind in der Lage, im Gedächtnis gespeicherte Tastinformationen spontan und ohne Lernaufwand auf eine visuelle Wahrnehmungssituation zu übertragen. Damit lösen sie das Molyneux-Problem effizienter als der Mensch – und das trotz einer immens geringeren neuronalen Ausstattung ihres Gehirns. Während der Mensch etwa 84 Milliarden Neuronen hat, besitzt eine Hummel lediglich rund eine Million.
Es zeigt sich, dass Insekten kognitiv anspruchsvolle Aufgaben auch mit sehr beschränkter Neuronenzahl meistern können. Hummeln beherrschen beispielsweise das Zählen, sie verstehen einfache mathematische Operationen wie Addition und Subtraktion und erfassen sogar abstrakte Konzepte wie die Zahl Null. Interessanterweise reichen zur Zahlenerfassung einer Hummel bereits vier Neuronen aus.
Eine Inspirationsquelle für die Robotik
Bedeutet dies, dass der Mensch nun dümmer sei als eine Hummel? Sicher nicht. Unsere Schwierigkeiten beim Molyneux-Problem entstehen vielmehr daraus, dass wir unsere sensorischen Wahrnehmungen umfassender und abstrakter verarbeiten. Wenn eine Hummel etwa eine bestimmte Anzahl von Zeichen zählen soll, fliegt sie diese einzeln ab und speichert ihre Wahrnehmung räumlich, bezogen auf ihre Flugroute. Der Mensch hingegen speichert eine Anzahl als abstrakte Zahl, womit er in der Folge beliebig viele komplexe Operationen ausführen kann. Diese erweiterte Verarbeitung erfordert eine Lernphase, die sich letztendlich auszahlt und uns Fähigkeiten ermöglicht, zu denen Hummeln keinen Zugang haben.
Trotzdem stellen die erstaunlich effizienten Mechanismen von Insektenhirnen eine wertvolle Inspirationsquelle für uns Menschen dar, insbesondere im Bereich der Robotik. Ingenieure und Entwickler verfolgen aufmerksam Forschungen zur Funktionsweise des Insektengehirns. Bei der Programmierung moderner Roboter stehen sie oft vor der Herausforderung begrenzter Prozessorkapazitäten und langsamer Informationsverarbeitung. Den menschlichen Gehirnprozessen ähnlich zu agieren, ist für Roboterbau meist zu komplex und ressourcenintensiv. Unsere überproportionale neuronale Vernetzung können technische Systeme kaum nachbilden. Sollten Roboterspezialisten jedoch die funktionalen Prinzipien von Insektengehirnen besser verstehen und anwenden lernen, wäre es möglich, Roboter mit reduzierten Ressourcen erstaunlich leistungsfähig zu machen.
Nach dem Artikel von Jaroslav Petr
