Zéro. Pas un peu. Pas approximativement. Rien. C’est précisément ce concept, l’un des plus abstraits que l’humanité ait jamais formalisé, qu’une abeille mellifère est capable de maîtriser, là où un enfant de trois ans reste encore dans le brouillard. En 2018, une étude publiée dans la revue Science par des chercheurs de la RMIT University de Melbourne et de l’Université de Toulouse a mis ce fait noir sur blanc : des chercheurs australiens et français ont testé si les abeilles pouvaient classer des quantités numériques et comprendre que zéro appartient à l’extrémité inférieure d’une séquence de nombres. Résultat ? Les insectes ont passé l’épreuve haut la main.

À retenir

  • Un test de compréhension numérique que seuls les enfants de maternelle réussissent…
  • Les abeilles l’ont réussi du premier coup, sans jamais avoir vu un ensemble vide
  • Elles possèdent 86 000 fois moins de neurones que nous — alors pourquoi sont-elles plus douées ?

Sommaire

  1. Le test qui piège les enfants de maternelle
  2. Un cerveau d’un million de neurones contre 86 milliards
  3. Ce que ça dit de l’intelligence, au fond

Le test qui piège les enfants de maternelle

Malgré leur cerveau de la taille d’une graine de sésame, les abeilles mellifères s’étaient déjà révélées être les prodiges du monde des insectes : elles peuvent compter jusqu’à environ quatre et distinguer des formes abstraites. Mais compter, c’est une chose. Concevoir le néant en tant que valeur numérique, c’est une autre histoire.

L’équipe dirigée par Scarlett Howard, doctorante à la RMIT University de Melbourne, a soumis les insectes à des questionnaires mathématiques visuels impliquant des cartes blanches sur lesquelles se trouvaient différentes quantités de formes noires. Les chercheurs ont d’abord initié les abeilles à la notion de « plus petit que » et de « plus grand que », en leur apprenant à boire de l’eau sucrée sur un dispositif associant une plateforme à une image. Chaque bonne réponse, récompensée par du nectar sucré ; chaque erreur, sanctionnée par une solution amère. Le principe du conditionnement, rodé et éprouvé.

Puis vint le moment décisif. Quand les chercheurs ont testé périodiquement les abeilles avec une image ne contenant aucun élément face à une image qui en contenait un ou plusieurs, les abeilles ont compris que l’ensemble zéro était le nombre le plus petit, sans jamais avoir été exposées à un « ensemble vide » auparavant. Ce n’est pas un détail : l’abeille n’a pas simplement associé « vide = moindre récompense ». Elle a extrapolé une règle abstraite à une situation inédite. En choisissant l’image vide comme étant celle comportant le moins d’éléments, les abeilles ont montré qu’elles étaient capables d’extrapoler en considérant que le zéro est inférieur à 5, 4, 3, 2 ou 1.

Pourquoi est-ce si frappant ? Des études ont montré que les humains ne saisissent généralement pas cette notion avant la maternelle. Même les très jeunes enfants ont du mal à comprendre que le zéro est un nombre. « Il est facile pour eux de compter ‘un, deux, trois, quatre’, mais le zéro, c’est rien, ce n’est pas quelque chose à compter, ce n’est donc pas dans la même catégorie », explique Scarlett Howard.

Un cerveau d’un million de neurones contre 86 milliards

La disproportion est vertigineuse. Les cerveaux des abeilles sont incroyablement petits comparés au cerveau humain. « Les abeilles ont vraiment un mini-cerveau avec moins d’un million de cellules cérébrales », souligne le neuroscientifique Andreas Nieder, « contre 86 milliards de neurones dans notre cerveau. » Pour situer l’échelle : c’est environ 86 000 fois moins. Et pourtant, les abeilles peuvent comprendre le concept abstrait d’un ensemble vide, ce prérequis à la compréhension du nombre symbolique zéro.

Les chercheurs ont aussi constaté qu’il était plus difficile pour ces insectes de distinguer le zéro de nombres faibles comme 1 ou 2 que de nombres élevés comme 5 ou 6. Ce phénomène, « l’effet de distance numérique », a été observé chez les enfants et les primates, et suggère que les abeilles interprètent les nombres comme faisant partie d’un continuum. plus l’écart est grand, plus c’est facile, exactement comme pour un humain qui distinguerait plus vite « zéro » de « cent » que « zéro » de « un ». Ce parallèle cognitif entre des êtres évolutivement séparés par 600 millions d’années donne le vertige.

L’étude a démontré que les abeilles ont atteint la troisième étape de compréhension du concept du zéro, ce qui signifie que l’abeille rejoint désormais les quelques espèces d’élite ayant démontré une compréhension du zéro à ce niveau avancé. Avant elles, seuls quelques primates, des dauphins, et un perroquet gris du Gabon avaient franchi ce seuil. C’est la première fois qu’un tel niveau de traitement cognitif des nombres a été observé chez un insecte.

Ce que ça dit de l’intelligence, au fond

L’une des conclusions les plus déstabilisantes de cette recherche ne concerne pas les abeilles, mais nous. L’importance du zéro à travers l’histoire humaine ne doit pas être sous-estimée : les barres de comptage chinoises utilisaient un espace vide pour représenter une valeur, mais le zéro est passé inaperçu en tant que nombre ayant une valeur quantitative pendant des siècles. L’Inde n’a formalisé le zéro comme nombre qu’au Ve siècle de notre ère. Ce que la civilisation humaine a mis des millénaires à conceptualiser, une abeille l’assimile en quelques séances d’entraînement.

La co-auteure de l’étude, la Dr Aurore Avarguès-Weber de l’Université de Toulouse, a déclaré : « La découverte que les abeilles peuvent montrer une telle compréhension élaborée des nombres était vraiment surprenante étant donné leur minuscule cerveau. Les grands cerveaux ne sont donc pas nécessaires pour jouer avec les nombres. Cette capacité est probablement partagée par beaucoup d’autres animaux. »

La même équipe ne s’est pas arrêtée là. La RMIT University de Melbourne et le Centre de recherches sur la cognition animale de Toulouse ont publié une nouvelle étude dans Science Advances démontrant que l’abeille peut aussi additionner et soustraire. Le taux de réussite pour les opérations d’addition avoisinait les 70%, et 65% pour la soustraction. Des chiffres qui dépassent le simple hasard, et qui ouvrent une question concrète pour l’intelligence artificielle : « Si les abeilles peuvent percevoir le zéro avec un cerveau de moins d’un million de neurones, cela suggère qu’il existe des moyens simples et efficaces d’enseigner de nouveaux tours à l’IA. » Certains algorithmes d’apprentissage machine s’inspirent déjà de l’architecture neuronale des insectes pour optimiser la prise de décision dans des environnements complexes, une piste que cette découverte vient solidement étayer.

Sources : gurumed.org | trustmyscience.com