Понимание того, как муравьиные колонии принимают коллективные решения, может дать представление о функционировании человеческого мозга.
Согласно исследованию, недавно опубликованному в журнале Royal Society Open Science,Бинарные решения «да/нет» отдельных муравьев могут привести к рациональному коллективному решению, когда у отдельных людей разные предпочтения в отношении предмета. Этот бинарный механизм принятия решений может стать основой для понимания того, как нейроны в человеческом мозгу, которые также делают бинарный выбор, работают вместе.
Медоносные пчелы, как известно, «танцуют» с разным уровнем энтузиазма в зависимости от качества нектара, который они находят. Чем привлекательнее нектар, тем сильнее они танцуют, обращаясь к другим участникам. В результате большинство членов, а позже и вся колония, склоняются к лучшему варианту. Однако этот механизм не объясняет, как создается коллективная рациональность в мозгу, потому что нейроны могут принимать только бинарные решения.
Тацухиро Ямамото и Эйсуке Хасэгава из Лаборатории экологии животных Университета Хоккайдо создали шесть экспериментальных колоний из 56 муравьев Myrmica kotokui. Каждый отдельный муравей был помечен, чтобы отличать их друг от друга.
Они морили муравьев голодом в течение трех дней, затем кормили их раствором сахарозы двух разных концентраций: 3,5% или 4,0%, и наблюдали за их поведением. Этот процесс повторялся трижды с интервалом в три дня между ними.
Команда обнаружила, что отдельные муравьи имеют разные, но неизменные предпочтения. Некоторые из муравьев были счастливы питаться любым из двух растворов. Привередливые муравьи отказывались питаться ни от того, ни от другого. Третья «средняя» группа последовательно выбирала раствор с более высокой концентрацией. Этот разнообразный выбор продемонстрировал, что отдельные муравьи имеют индивидуальные пороговые значения концентрации сахарозы и соответственно принимают бинарные решения «да/нет».
Затем исследователи снова кормили каждую колонию разными растворами сахарозы и обнаружили, что большинство муравьев во всех шести экспериментальных колониях выбрали 4,0% раствор сахарозы, не подвергаясь влиянию других муравьев в колонии. Таким образом, «коллективное» решение колонии было в пользу более питательного решения.
Важно отметить, что ни муравьи с низким порогом, ни с высоким порогом не участвовали в коллективном принятии решения, так как первых не заботила концентрация, а вторые отказывались от обеих концентраций. Таким образом, принимала решение средняя группа которые предпочли более высокую концентрацию», - говорит Хасэгава.
«Исследование демонстрирует, что простые суждения «да/нет» отдельных лиц могут привести к коллективному рациональному решению без использования ответов с оценкой качества, когда у них разные пороги в популяции», - продолжил он. Исследователи заключают, что этот механизм может применяться в различных областях, включая науку о мозге, науку о поведении, робототехнику роя и принятие решений на основе консенсуса в человеческом обществе.