Tento podivný strašidelný chytrý sliz předefinuje naše chápání inteligence

Představte si, že jdete lesem a válíte se nohou na spadnutém kmeni stromu. Na spodní straně se rozprostírá něco mokrého a žlutého – trochu jako něco, na co byste mohli kýchat, kdyby ta věc byla banánově žlutá a rozšířila se do úhledných fraktálních větví.

To, na co se díváte, je tvar plasmodia Vesarum polycephalum, Vícehlavá slizová forma. Stejně jako ostatní slizové formy vyskytující se v přírodě hraje důležitou ekologickou roli a pomáhá rozložit organickou hmotu pro recyklaci v potravinářském webu.

Tento podivný malý organismus nemá mozek ani nervový systém – jeho jasně žluté tělo je jen jedna buňka. Tyto druhy plísní slizu vzkvétaly, téměř beze změny, po miliardu let ve svých vlhkých a rozpadajících se stanovištích.

A v posledním desetiletí se změnil způsob, jakým přemýšlíme o poznávání a řešení problémů.

„Myslím, že jde o stejný druh revoluce, ke které došlo, když si lidé uvědomili, že rostliny spolu mohou komunikovat,“ říká biologka Audrey Dussauturová z francouzského Národního centra pro vědecký výzkum.

„I tyto malé mikroby se mohou naučit. Dává ti trochu pokory.“

P. Vícehlavý v jeho přirozeném prostředí. (KayD / iNaturalist, CC BY-NC)

P. Vícehlavý – Dussutour byl rozkošně přezdíván „The Blob“ – není to úplně vzácné. Mohou být nalezeny v tmavém, vlhkém a chladném prostředí jako vrh listů na podlaze lesa. Je to také opravdu divné; Ačkoli tomu říkáme „forma“, ve skutečnosti nejde o houbu. Také to není zvíře ani zelenina, ale člen Prvního království – jakási zastřešující skupina všeho, co nelze přesně zařadit do ostatních tří království.

Začíná svůj život jako mnoho jednotlivých buněk, každá s jediným jádrem. Pak se spojí a vytvoří soubor PlasmodiumFáze vegetativního života, ve které organismus vyživuje a roste.

V této formě, která se šíří v žilách, aby hledala potravu a prozkoumávala její prostředí, je to stále jediná buňka, ale obsahuje miliony nebo dokonce miliardy jader, která plavou v cytoplazmatické tekutině zachycené v jasně žluté membráně.

Vnímání bez mysli

Jako všechno živé, P. Vícehlavý Musí být schopen rozhodovat o svém prostředí. Musí najít jídlo a vyhnout se nebezpečí. Musí najít ideální podmínky pro svůj reprodukční cyklus. A právě tady je náš malý žlutý přítel opravdu zajímavý. P. Vícehlavý Nemá centrální nervový systém. Nemá ani specializované tkáně.

Dokáže však vyřešit složité hádanky, například bludiště bludiště, a pamatovat si nové materiály. Druh úkolů, o kterých jsme si mysleli, že mohou dělat jen zvířata.

„Mluvíme samozřejmě o poznání bez mozku, ale také bez vůbec neuronů. Takže základní mechanismy a celý architektonický rámec pro to, jak zachází s informacemi, se velmi liší od způsobu, jakým funguje váš mozek,“ biolog Chris Reed z Macquarie University v Austrálii Řekněte web ScienceAlert.

„Poskytnutím stejných výzev k řešení problémů, které tradičně předkládáme zvířatům s mozky, můžeme začít vidět, jak tento zásadně odlišný systém může vést ke stejnému výsledku. Jak je zřejmé, že pro mnoho z těchto věcí – to vždy jsme si mysleli, že je zapotřebí mozek nebo nějaký vyšší systém zpracování informací – to není vždy nutné. “

(David Villa / ScienceImage / CBI / CNRS)

P. Vícehlavý Věda dobře známá. Po celá desetiletí to byla, jak vysvětluje fyzik Hans-Günter Dobrenner z univerzity v Brémách v Německu, „páteří buněčné biologie“. Bylo snadné se množit, uchovávat a studovat.

S vývojem našich nástrojů pro genetickou analýzu však organismy jako myši nebo buněčné linie jako HeLa a. P. Vícehlavý Spadl na stranu silnice.

V roce 2000 biolog Toshiyuki Nakagaki z japonského RIKENu vyvedl malé monstrum z důchodu – ne pro buněčnou biologii. jeho papír, Publikováno v Přírodas názvem „Maze Solving by Amoebic“ – to je přesně ono P. Vícehlavý Bylo splněno. Nakagaki a jeho tým umístili na jeden konec bludiště kousek plazmodia, odměnu za jídlo (oves, protože P. Vícehlavý Rád bakterie z ovesných vloček) Na druhé viděli, co se stalo.

Výsledky byly úžasné. Tento podivný malý organismus dokázal najít nejrychlejší cestu skrz každé bludiště, které na něj vrhlo.

„To vedlo k návalu výzkumu dalších druhů náročnějších scénářů, pomocí kterých můžeme slizovou formu otestovat,“ říká Reed.

„Téměř všechny z nich byly tak či onak překvapivé, překvapiví vědci, jak slizovitá forma skutečně fungovala. Odhalila také některá omezení. Většinou však šlo o expedici o tom, jak tento jednoduchý tvor plní úkoly, které mu vždy byly dány, a věřil být doménou vyšších bytostí “.

plný překvapení

Nakagaki znovu vytvořil tokijské metro s uzly stanice označenými ovesem; P. Vícehlavý Téměř přesně znovu vytvořeno – Až na verzi pro slizovou formu bylo silnější ji poškodit, kde kdyby se spojení odřízlo, zbytek sítě mohl pokračovat.

Jiný tým vědců však zjistil, že počáteční objekt by mohl efektivně vyřešit problém obchodního cestujícího, což je nesmírně složitý matematický úkol, který programátoři běžně používají k testování algoritmů.

Začátkem tohoto roku to zjistil tým vědců P. Vícehlavý Může si „pamatovat“, kde bylo jídlo dříve nalezeno, na základě struktury žil v této oblasti. Toto následovalo po předchozím výzkumu Dassuttor a jejích kolegů, kteří zjistili, že shluky slizové formy se mohou učit a pamatovat si materiály, které se jim nelíbily, a předat tyto informace dalším shlukům slizové formy, jakmile se spojí.

„Stále mě udivuje, jak je to svým způsobem komplikované, protože vás touto zkušeností vždy překvapí a nikdy neudělají přesně to, co jste si vybrali,“ říká Desthor.

V jednom případě její tým testoval růstové médium používané pro savčí buňky a chtěl zjistit, zda by se to viskózní líbilo.

„On ona nenáviděl On ona. Začal stavět tuto podivnou 3D strukturu, aby se mohl pohybovat dál a uniknout. A já jsem jako: ‚Bože můj, tento organismus. ‚

síť zpracování شبش

Ačkoli je to technicky jednobuněčný organismus, P. Vícehlavý Uvažuje se o síti, která vykazuje kolektivní chování. Každá část viskózní formy funguje nezávisle a vyměňuje si informace se sousedními částmi bez centrálního zpracování.

„Myslím, že analogií by byly neurony v mozku,“ říká Reed. „Máte jeden mozek složený z mnoha neuronů – je to stejné pro sliznici.“

>

PHYSARM polycephalum, „bod“
Vzhled sítě
Oscilační vlny# Viskózní kapalina pic.twitter.com/kJUhH0w05a

– Audrey Dusseautour (@Docteur_Drey) 3. dubna 2021

Tato analogie mozku je opravdu zajímavá a nebylo by to poprvé P. Vícehlavý Bylo to srovnáváno se sítí neuronů. Topologie a struktura mozkových sítí a bodů slizu jsou velmi podobné a oba systémy vykazují oscilace.

Není úplně jasné, jak jsou informace zveřejňovány a sdíleny ve formě slizu, ale víme to P. VícehlavýŽíly se stahují, aby fungovaly jako peristaltická pumpa, tlačí cytoplazmatickou tekutinu z jedné sekce do druhé. Zdá se, že oscilace v této tekutině se shodují s setkáními s vnějšími podněty.

„Předpokládá se, že tyto oscilace přenášejí informace a zpracovávají informace tak, že interagují a současně vytvářejí chování,“ říká Döbereiner pro ScienceAlert.

„Pokud máte síť Visarum Pokud jde o určité jídlo, změní jeho oscilační vzorec, když narazí na cukr: začne oscilovat rychleji. Kvůli těmto rychlejším oscilacím začíná celý organismus měnit svůj oscilační vzorec a začne proudit ve směru, kde bylo nalezeno jídlo. “

On a jeho kolegové Nedávno publikovaný příspěvek Což ukazuje, že tyto oscilace jsou neobvykle podobné oscilacím, které se objevují v mozku, pouze hydrodynamický systém spíše než elektrické signály.

„Důležité není ani tak to, že osciluje a jak se přenáší informace,“ vysvětluje, ale osciluje a že topologie je relevantní – jeden neuron spojený pouze se 100 nebo dvěma neurony; Je to neuron spojený pouze se svými sousedy, nebo je spojen s jinými neurony velmi daleko?

P. Vícehlavý Roste na modelu lidské lebky v životní velikosti. (Andrew Adamatsky, Umělecký život, 2015)

Definice poznání

Jakkoli mohou znít její dobrodružství, každý výzkumník, který s ní pracuje, vám to řekne. P. Vícehlavý Ne sám o sobě mozek. Pokud víme, není schopen zpracování na vysoké úrovni ani abstraktního uvažování.

Není také pravděpodobné, že by se vyvinul v něco jako mozek, tak zajímavý, jak by tento koncept mohl znít. Organismus má na to miliardu let a nevykazuje žádné známky toho, že by se vydal tímto směrem (i když se někomu ze sci-fi autorů líbí tato myšlenka, klidně se s ní zapojte).

Z hlediska obecné biologie je slizovitá forma poměrně jednoduchá. A právě s touto skutečností se mění způsob, jakým chápeme řešení problémů.

Stejně jako ostatní živé věci potřebuje jídlo, musí se orientovat ve svém prostředí a potřebuje bezpečné místo pro růst a reprodukci. Tyto problémy však mohou být složité P. Vícehlavý Lze jej vyřešit velmi omezenou kognitivní strukturou. Dělá to svým vlastním jednoduchým způsobem a se svými vlastními omezeními, říká Reed, „ale to samo o sobě je jednou z hezkých věcí v systému.“

V jistém smyslu nám zanechává organismus – vlhkou, lepkavou bublinu milující vlhkost – naše vnímání se zásadně liší od našeho. A stejně jako tokijské metro nás to může naučit novým způsobům řešení našich problémů.

„Učí nás podstatě inteligence, skutečně, zpochybňuje určité perspektivy a zásadně rozšiřuje koncepci,“ říká Reed.

„Nutí nás to napadnout tyto dlouholeté lidské víry, že jsme jedineční a schopní mnohem víc než ostatní tvorové.“