کلنی مورچه ها مانند یک شبکه عصبی عمل می کند

مجموعه: اخبار علمی و آموزشی

تاریخ انتشار : سه شنبه, 04 مرداد 1401 18:57

به گزارش سیناپرس، در این مطالعه خاص، تیمی تحقیقاتی به بررسی زمان و نحوه تخلیه لانه ‌های مورچه ‌ها در هنگام افزایش دما پرداختند. در نقطه ای تصمیمی توسط جمع محاسبه شد و به این نتیجه رسید که لانه باید رها شود. به بیان دیگر، مورچه ‌ها شبیه یک سیستم کامل به صورت هماهنگ عمل می ‌کنند، به همان شیوه‌ ای که نورون‌ ها در یک مغز کامل عمل می‌ کنند. 

دانیل کرونور (Daniel Kronauer) سرپرست آزمایشگاه تکامل اجتماعی و رفتار در دانشگاه راکفلر در نیویورک، می‌ گوید: ما پیشگام رویکردی برای درک کلونی مورچه‌ ها به ‌عنوان یک سیستم شناختی مانند بودیم که ورودی‌ ها را درک کرده و سپس آنها را به خروجی ‌های رفتاری ترجمه می ‌کند. این موضوع یکی از اولین گام‌ ها به سوی درک واقعی چگونگی مشارکت جوامع حشرات در محاسبات جمعی است.

راه اندازی آزمایشی شامل یک لانه با دمای کنترل شده، یک دوربین ردیابی و مورچه هایی بود که با نقطه مشخص شده بودند.

محققان خاطرنشان کردند که با اندازه کلنی با ۳۶ مورچه کارگر و ‍۱۸ لارو، زمانی که دما به حدود ۳۴ درجه سانتیگراد رسید، لانه تخلیه شد.

با این حال، با افزایش اندازه کلنی، آستانه دمایی که مورچه ها را مجبور به ترک می ‌کند نیز افزایش می ‌یابد. بنابراین با کلنی ‌هایی متشکل از ۲۰۰ مورچه، حشرات تا زمانی که سطح گرما از ۳۶ درجه سانتیگراد گذشت، مجبور به ترک لانه شدند.

پیشتر تصور می‌ شود که عوامل تحریک ‌کننده و باز دارنده احتمالاً در بین مورچه‌ ها مانند یک شبکه عصبی در رقابت هستند. از طریق مدل ‌سازی ریاضی، این تیم تحقیقاتی توانست نشان دهد که چگونه آستانه پاسخ حسی جمعی مورچه ‌ها بر اساس تعادل بین این دو عامل است نه فقط ترجیحات فردی هر مورچه که به طور میانگین محاسبه می ‌شود.

کرونور می گوید: به نظر می رسد که آستانه تحمل مورچه ها ثابت نیست. در عوض، این یک ویژگی اضطراری است که بسته به اندازه گروه تغییر می کند. چیزی که از این مطالعه مشخص نیست این است که چرا اندازه گروه باید بر میزان تمایل مورچه ها برای تحمل بالا رفتن دما تأثیر بگذارد. خود مورچه ها اندازه گروه را نمی دانستند، بنابراین اتفاق دیگری در حال وقوع است.

یکی از فرضیه‌ های مطرح شده توسط محققان این است که فرومون ‌ها یا پیام ‌رسان ‌های شیمیایی که از بین مورچه‌ ها عبور می‌ کنند، وقتی مورچه‌ های بیشتری درگیر هستند، تأثیر خود را افزایش می ‌دهند. ملاحظات دیگر ممکن است این باشد که جابجایی گروه بزرگتری از مورچه ها بیشتر چالش برانگیز است، بنابراین محاسبه مزایا در مقابل هزینه ها تغییر می کند.

آنچه که این مطالعه ارائه می دهد، چارچوبی محکم و قابل اندازه گیری برای مشاهده مورچه ها در سطح جمعی است. در تحقیقات آینده، پارامترهای بیشتری را می توان اضافه و سپس دستکاری کرد تا ایده بهتری از این تصمیم گیری جمعی بدست آورد. کرونور در انتها می‌ گوید: کاری که ما تاکنون انجام داده ‌ایم، ایجاد اختلال در سیستم و اندازه‌ گیری دقیق خروجی است. در درازمدت، ایده مهندسی معکوس سیستم برای استنتاج عملکرد درونی آن با جزئیات بیشتر لازم است.

شرح کامل این تحقیق در PNAS منتشر شده است.