Des scientifiques apprennent aux poissons à faire des mathématiques de base

À la maternelle, je parie que votre professeur a utilisé une combinaison de blocs, de M&M’s et peut-être d’autocollants au parfum de myrtille pour percer l’importance de l’arithmétique dans votre cerveau naissant. L’objectif était de préparer un avenir dans lequel vous pourriez ajouter, soustraire et multiplier à volonté – prêt pour un âge adulte rempli de feuilles de calcul Excel et d’impôts, bien sûr.

Eh bien, les scientifiques viennent de faire vivre à quelques créatures sous-marines – cichlidés et raies – une expérience très similaire, et à leur grande surprise, le poisson est passé avec brio.

Dans un article publié jeudi dans la revue Scientific Reports, l’équipe de recherche affirme que ces animaux ont montré la capacité d’apprendre les mathématiques de base, et même d’utiliser ces connaissances pour résoudre de petites énigmes logiques qui leur ont été données.

« Nous avons entraîné les animaux à effectuer des additions et des soustractions simples », a déclaré Vera Schluessel, de l’Institut de zoologie de l’Université de Bonn et auteur principal de l’étude. « Ce faisant, ils ont dû augmenter ou diminuer une valeur initiale de un. »

Qu’est-ce que les raies pastenagues et les cichlidés pourraient avoir à faire avec ces compétences numériques ? D’une part, les sujets cichlidés osseux de l’équipe sont des favoris dynamiques de l’aquarium, principalement inquiets pour leurs nids marins au point où ils peuvent devenir un peu agressifs et territoriaux. De l’autre, les raies pastenagues cartilagineuses se reposent calmement au fond de l’océan, menant une vie plutôt solitaire et menaçant leurs proies de loin.

Bien que les chercheurs ne soient pas tout à fait sûrs de la réponse à cette question, ils soulignent que ces découvertes s’ajoutent néanmoins à un ensemble de preuves que les poissons sont beaucoup plus intelligents que nous ne le pensons et méritent beaucoup plus de respect que nous n’en offrons.

Un puzzle arithmétique très louche

Voici ce que les poissons intelligents de l’équipe ont vécu dans leur cours de mathématiques élémentaire sous-marin. La première étape était la formation.

Les scientifiques ont d’abord placé chaque animal dans un réservoir et leur ont donné une image avec entre un et cinq carrés, cercles et triangles. Bien que ces formes aient été de tailles différentes et parfois mélangées, elles étaient toutes toujours bleues ou jaunes. Le bleu signifiait « ajouter un ». Le jaune signifiait « soustraire un ».

« Les animaux devaient reconnaître le nombre d’objets représentés et en même temps déduire la règle de calcul de leur couleur », a déclaré Schluessel. En d’autres termes, trois carrés bleus traduits en « 3+1 ».

Puis, une fois que chaque animal a mémorisé son image, on lui a donné deux nouvelles images. L’image une aurait une forme de moins et deux auraient une forme de plus. Selon la couleur et la quantité de formes de l’image initiale du sujet, l’animal devait nager jusqu’à la seconde image correspondante.

Voici un exemple.

Disons qu’une raie a d’abord montré quatre formes jaunes. Cela équivaut à leur demander, c’est quoi 4-1 ? Lorsque cette raie obtient les deux nouvelles images, elle devrait nager vers celle qui a trois formes. Quand on y pense vraiment, ce n’est pas une tâche super simple. « Ils devaient conserver les deux en mémoire de travail lorsque l’image originale était échangée contre les deux images de résultat. Et ils devaient ensuite décider du résultat correct », a déclaré Schlussel. « Dans l’ensemble, c’est un exploit qui nécessite des capacités de réflexion complexes. »

Chaque fois que les sujets animaux obtenaient la bonne réponse, ils recevaient une petite friandise. Au fil du temps, selon l’étude, six cichlidés et quatre raies sont sortis en tête de leur classe. Ils ont appris les règles – et assez bien, même si la soustraction était un peu plus difficile pour les deux espèces. Mais c’est compréhensible, je suis sûr que la plupart des humains ressentiraient la même chose.

Temps de test

Une fois la période d’entraînement terminée, il était temps de passer un test.

Les chercheurs voulaient s’assurer que ces animaux ne se contentaient pas d’être entraînés pour recevoir une délicieuse récompense avec certaines images, mais plutôt qu’ils apprenaient vraiment à additionner et à soustraire. « Nous avons délibérément omis certains calculs pendant l’entraînement », a expliqué Schluessel. « À savoir, 3 + 1 et 3-1. Après la phase d’apprentissage, les animaux ont pu voir ces deux tâches pour la première fois. Mais même dans ces tests, ils ont souvent choisi la bonne réponse. »

Et plus tard, après avoir compliqué encore plus les tests en proposant une deuxième image où deux formes ont été ajoutées au lieu d’une seule, par exemple, les chercheurs ont découvert que les animaux choisissaient toujours la bonne réponse – pour la plupart, c’est-à-dire.

Bien que les nouveaux résultats de l’étude de l’équipe ne soient pas incroyablement choquants, car il a déjà été démontré que les poissons distinguaient les valeurs numériques dans le passé, les chercheurs ont toujours trouvé surprenant que ces animaux puissent utiliser des stratégies compliquées comme l’arithmétique pour manipuler des quantités dans leur esprit.

C’est parce qu’ils n’ont pas de cortex cérébral, ou la partie du cerveau construite pour accomplir des tâches cognitives complexes, comme nous et d’autres vertébrés. Ainsi, il est assez incroyable que les deux espèces étudiées présentent un processus de pensée similaire à nous sans l’outil. Et fait intéressant, la procédure de l’équipe était basée sur un mécanisme précédemment utilisé sur les abeilles, qui a finalement trouvé que les buzzers calculaient également avec succès les quantités malgré un manque de cortex cérébral.

« Étant donné que les abeilles et les humains sont séparés par plus de 400 millions d’années d’évolution », écrivent les auteurs de l’étude sur les abeilles dans leur article de 2019 publié dans Science Advances, « nos résultats suggèrent que la cognition numérique avancée pourrait être plus accessible aux animaux non humains qu’auparavant ». soupçonné. »

Au contraire, tout cela n’est qu’une confirmation supplémentaire que les animaux n’ont pas besoin d’être comme les humains au moindre à nous de les considérer comme intelligents et dignes d’être traités avec humanité.