Hieruit blijkt dat deze minuscule vliegjes getallen nauwkeurig kunnen evalueren en zelfs waarde toekennen aan waargenomen hoeveelheden. En we weten nu ook gelijk hoe dit in het fruitvliegjesbrein werkt!
Ondanks dat dieren niet zoals mensen een tientallig cijfersysteem kennen, kunnen ze vaak best tellen. Sterker nog, voor hun besluitvorming gebruiken ze in feite voortdurend numerieke informatie uit hun omgeving. Ze ‘tellen’ bijvoorbeeld het aantal dieren in een concurrerende groep voordat ze een conflict aangaan of bepalen het aantal potentiële seksuele partners in een nieuw territorium. Er bestaan zelfs hele slimme mieren die in de woestijn het aantal stappen schatten dat nodig is om een bepaald doel te bereiken! In een nieuwe studie hebben onderzoekers het numerieke vermogen van de fruitvlieg bestudeerd. En zelfs dit kleine vliegje blijkt opmerkelijk goed in ‘tellen’.
Dieren kunnen tellen
Zoals hierboven beschreven kunnen dus best veel uiteenlopende dieren een beetje tellen. “Het vermogen om informatie met betrekking tot hoeveelheden waar te nemen, bestaat bij veel gewervelde en ongewervelde dieren,” vertelt onderzoeker Mercedes Bengochea. “Denk aan primaten, vogels, amfibieën, vissen en bijen. Je hoeft echt niet tot tien te kunnen tellen om onderscheid te kunnen maken tussen één, twee of heel veel.”
Fruitvlieg
In een nieuwe studie besloten onderzoekers de fruitvlieg te bestuderen, een dier dat geregeld onder de loep wordt genomen voor studies naar cognitie. Het team plaatsten de vliegjes in een arena, waar ze oog in oog kwamen te staan met twee sets objecten, bestaande uit verschillende aantallen. Vervolgens maten de onderzoekers hoe lang de fruitvliegjes bij elke set bleven hangen.
Tellen
Uit de bevindingen blijkt dat de fruitvliegjes langer in de buurt van de set met drie objecten verbleven dan bij de set met slechts één object. Deze voorkeur voor grotere hoeveelheden bleek ook toen de fruitvliegjes moesten kiezen tussen sets van twee of vier en twee of drie objecten. “De fruitvliegjes konden echter geen onderscheid maken tussen sets van drie of vier objecten,” merkt Bengochea op. “Het verschil hiertussen is blijkbaar te klein.” Aan de andere kant blijken de insecten wel heel gemakkelijk een groep van vier en een groep van acht te kunnen onderscheiden. “Dit is een eenvoudige verdubbeling,” aldus Bengochea.
Slimme vliegjes
Het betekent dat de fruitvlieg waarschijnlijk een stuk slimmer is dan je denkt. Want blijkbaar kunnen ze prima onderscheid maken tussen verschillende aantallen. Ze kunnen getallen nauwkeurig evalueren en zelfs waarde toekennen aan waargenomen hoeveelheden. Hiermee schaart de fruitvlieg zich dus in het rijtje dieren dat kan ‘tellen’. Maar daarmee was de studie nog niet ten einde. Het beoordelen van de verhouding tussen twee aantallen is namelijk een vrij eenvoudige visuele taak die zoals gezegd veel dieren wel eigen zijn. “We wisten tot voor kort echter nog niet welke neurale circuits bij deze vaardigheid betrokken zijn,” zegt Bengochea.
Neurale circuits
Om deze vraag te beantwoorden moeten wetenschappers de hersenactiviteit van een dier tijdens een numerieke taak meten. Vervolgens moeten ze specifieke neurale cellen activeren of deactiveren om te bepalen welke hersengebieden bij dit vermogen betrokken zijn. Dergelijke operaties zijn vrij moeilijk uit te voeren bij gewervelde dieren. Maar het juiste gereedschap bestaat al voor fruitvliegjes.
Het fruitvliegjesbrein
Om te achterhalen hoe fruitvliegjes precies te werk gaan, ‘schakelden’ de onderzoekers achtereenvolgend verschillende hersendelen uit, waardoor de overdracht van zenuwsignalen naar synapsen werd voorkomen. En na verschillende tests ontdekte het team dat een groepje neuronen – de zogenoemde LC11-neuronen – geactiveerd moesten worden voordat de fruitvliegjes verschillende sets objecten konden onderscheiden.
LC11-neuronen
Om dit verder te testen, voerden de onderzoekers een tweede experiment uit. Zoals uit het vorige experiment is gebleken, kiezen fruitvliegjes normaal gesproken voor de set objecten met de meeste aantallen. “Dit keer plaatsten we echter een smakelijke beloning naast de kleinste set objecten,” legt Bengochea uit. Hiermee lokten ze de fruitvliegjes dus, tegen hun natuurlijke neiging in, naar de set objecten met de minste aantallen. “Toen we de LC11-neuronen uitschakelden, toonden de insecten echter geen voorkeur meer voor grote of kleine hoeveelheden,” vervolgt Bengochea. “Dit bevestigt dat deze specifieke neuronen essentieel zijn voor het vergelijken van hoeveelheden, ongeacht de waarde die fruitvliegjes hieraan toekennen.”
Het betekent dat onderzoekers dankzij de studie een inkijkje hebben gekregen in het brein van fruitvliegjes en daardoor beter begrijpen hoe ze precies onderscheid maken tussen verschillende hoeveelheden. En dat verschaft ons ook weer meer inzicht in ons eigen verstand. Hoewel de soms irritante vliegjes fysiek gezien niet op de mens lijken, zijn er namelijk wel degelijk overeenkomsten. Hierdoor zijn ze voor wetenschappers een fantastisch proefdier. En toegegeven, fruitvliegjes zullen ons nooit kunnen helpen om onze boekhouding te doen. Toch hebben mensen vaak de neiging om hun cognitieve vaardigheden te onderschatten. Een fout die overigens des te betreurenswaardiger is omdat ons begrip van het menselijk brein zonder hen vreselijk beperkt zou blijven.
