Viermii minusculi care pot lua decizii complexe cu doar 300 de neuroni

Niște viermi minusculi, nu mai lungi de un milimetru și cu doar 300 de celule cerebrale, i-au șocat pe oamenii de știință prin capacitatea lor de a lua decizii complexe.

Aceste nevertebrate Einstein prezintă o gamă de comportamente „inteligente” diferite, care variază în funcție de situație, în ciuda faptului că au o putere neuronală redusă: creierii lor sunt echipați cu aproximativ 285 de milioane de ori mai puțini neuroni decât oamenii, care au aproximativ 86 de miliarde de astfel de celule nervoase, scrie Live Science.

• Cercetătorii cred că ochii vertebratelor au fost inițial un singur ochi în vârful capului
• Cum se împerechează caracatițele: un braț care găsește și fertilizează femela

Cercetătorii au găsit dovezi ale acestui proces complex de luare a deciziilor în comportamentul unor viermi minusculi prădători Pristionchus pacificus, care poate se pot hrăni cu viermii Caenorhabditis elegans sau pot concura cu aceștia pentru hrană.

Viermi minusculi care se bat pentru bacterii

Ambele specii, care cresc până la aproximativ 1 milimetru lungime, preferă să se hrănească cu bacterii; cu toate acestea, P. pacificus poate consuma și C. elegans dacă bacteriile sunt rare.

Echipa a descoperit că P. pacificus va mușca adesea C. elegans atunci când cele două specii se luptă pentru hrană, dar acele mușcături pot fi folosite fie pentru a-și ucide, fie pentru a-și avertiza concurenții.

Atunci când P. pacificus s-au întâlnit cu larve de C. elegans în laborator, ei au mușcat și au ucis nematozii juvenili înainte de a le mânca; cu toate acestea, atunci când viermele prădător s-a lovit de larve C. elegans mature, a folosit mușcături neletale menite să acționeze ca un avertisment teritorial care i-a determinat pe adulții C. elegans să se îndepărteze de bacterii.

Viermii P. pacificus sunt perfect capabili să omoare un vierme adult C. elegans, dar astfel de lupte necesită probabil mai multă energie și au un potențial de rănire. Prin urmare, cercetătorii cred că viermii P. pacificus aleg dacă să-și omoare sau nu concurenții în funcție de dimensiunea și stadiul de viață al C. elegans.

Viermii nu sunt simpli

„Oamenii de știință au presupus mereu că viermii sunt simpli” și, în consecință, echipele au presupus că mușcăturile de la P. pacificus aveau un singur scop, a spus autoarea principală a studiului, neurobiologul Kathleen Quach.

„De fapt, P. pacificus este versatil și poate folosi aceeași acțiune (mușcând C. elegans) pentru a atinge diferite obiective pe termen lung”, a adăugat ea.

În timpul experimentelor a fost mai probabil ca P. pacificus să muște C. elegans atunci când erau mai puține bacterii în jur, indiferent de stadiul lor de viață, ceea ce sugerează că nematozii pot lua în considerare mai multe tipuri de informații atunci când iau decizii.

Neurotransmițători

Pentru niște viermi minusculi cu doar 300 de neuroni, acest nivel de luare a deciziilor este foarte surprinzător pentru cercetători. Capacitatea de a cântări costurile și beneficiile unei acțiuni cu rezultate potențial multiple este observată adesea la vertebrate, dar anterior oamenii de știință credeau că nevertebratelor le lipsea această capacitate.

Cercetătorii nu știu exact cum ia P. pacificus decizii atât de complicate cu atât de puțini neuroni. Cu toate acestea, atunci când echipa a inhibat capacitatea viermilor de a produce dopamină, o substanță chimică care este folosită pentru a activa celulele nervoase la majoritatea animalelor, a determinat viermii să țintească viermii adulți C. elegans cu mușcături teritoriale.

Cercetătorii au inhibat, de asemenea, capacitatea viermilor de a produce octopamină, un neurotransmițător care se găsește exclusiv la nevertebrate, ceea ce a făcut ca viermii să se concentreze mai puțin asupra viermilor adulți de C. elegans și să țintească în schimb larvele. Prin urmare, este probabil ca acești doi neurotransmițători să joace un rol cheie în luarea deciziilor, au scris cercetătorii în lucrare.

Niște viermi minusculi vor contribui la dezvolarea AI

În cercetările viitoare, echipa intenționează să testeze procesul decizional al P. pacificus în diferite scenarii și să afle mai multe despre rolul neurotransmițătorilor în acest proces. Noua cercetare ar putea oferi o perspectivă asupra modului în care procesul decizional ar fi putut evolua de la simple organisme microscopice la animale mai mari precum oamenii, au scris cercetătorii.

„Chiar și sistemele simple, cum ar fi viermii, au strategii diferite și pot alege între aceste strategii, hotărând care dintre ele funcționează mai bine pentru ei într-o anume situație. Acest lucru oferă un cadru pentru înțelegerea modului în care aceste decizii sunt luate în sisteme mai complexe, cum ar fi oamenii”, a spus neurobiologul Sreekanth Chalasani.

Descoperirile au, de asemenea, implicații potențiale pentru inteligența artificială (AI), deoarece înțelegerea modului în care viermii iau decizii complexe cu atât de puțini neuroni ar putea duce la algoritmi AI care funcționează cu cele mai puține conexiuni posibile, ceea ce le-ar crește foarte mult eficiența.

Studiul a fost publicat online pe 7 martie în revista Current Biology.

Vă recomandăm să citiți și:

Rechinul de Groenlanda, gigantul toxic și aproape orb din adâncurile reci ale oceanelor

O descoperire surprinzătoare: girafele se aseamănă într-un anumit fel cu elefanții

O cățelușă născută cu 6 picioare și 2 codițe, numită un „miracol” de medicii veterinari

Cercetătorii tocmai au descoperit că un stejar din Italia are aproape 1.000 de ani