Las colonias de hormigas actúan como redes de neuronas en el cerebro a la hora de tomar decisiones

Las colonias de hormigas actúan como redes de neuronas en el cerebro a la hora de tomar decisiones

Una nueva investigación ha demostrado que las colonias de hormigas parecen actuar como las redes de neuronas en nuestros cerebros cuando decidimos qué hacer como colectivo. Los hallazgos de los investigadores muestran que las hormigas combinan información sensorial con los parámetros de su grupo para generar una respuesta colectiva. Es un proceso similar a la computación neuronal que subyace a la toma de decisiones.

Nuestro cerebro es una red compleja de miles de millones de neuronas (células nerviosas). Cada una de las neuronas se comunica con miles de otras a través de sinapsis. Una nueva investigación muestra que las hormigas como grupo se comportan de manera muy similar a las redes neuronales en el cerebro.

Daniel Kronauer y su colega Assaf Gal de la Universidad Rockefeller de Nueva York desarrollaron una serie de experimentos para analizar en profundidad el proceso de toma de decisiones en las colonias de hormigas. Los investigadores estudian cuándo y cómo las colonias de hormigas evacuan sus nidos cuando la temperatura sube demasiado. A medida que aumentaba la temperatura, el colectivo pareció recalcular la decisión del hormiguero y abandonó el nido. Al observar a los insectos, los científicos concluyeron que las hormigas funcionan como un solo sistema de la misma manera que las neuronas funcionan como el cerebro completo. Abandonar el hormiguero parecía como si alguien hubiera tomado la decisión de evacuar, o como si la colonia de hormigas tuviera una ‘mente colectiva’ más grande.

Los resultados de los análisis se describen en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (DOI: 10.1073 / pnas.2123076119).

Un hormiguero como un cerebro

Los hallazgos sugieren que las hormigas combinan la información sensorial con los parámetros de su grupo para generar una respuesta grupal. Es un proceso similar a la computación neuronal que genera soluciones.

“Fuimos pioneros en comprender la colonia de hormigas como un sistema cognitivo que recibe información y luego la traduce en comportamiento”, explica Kronauer. “Este es uno de los primeros pasos para comprender realmente cómo las sociedades de insectos se involucran en la computación colectiva”, agrega.

¿Cómo tomamos decisiones?

En su nivel más básico, la toma de decisiones se reduce a una serie de cálculos diseñados para maximizar los beneficios y minimizar los costos. Por ejemplo, un animal debe detectar una señal sensorial como el calor por encima de cierto nivel para desencadenar algún comportamiento, como alejarse. Si el aumento de temperatura no es lo suficientemente alto, no será rentable.

Kronauer y Gall querían estudiar cómo funciona este tipo de procesamiento de información a nivel colectivo. Para ello, idearon un experimento en el que podían controlar la temperatura para estimular a la colonia de hormigas a actuar y observar a cada hormiga individual marcada.

Como esperaban los investigadores, las colonias de tamaño fijo de 36 obreras y 18 larvas siempre evacuaban el nido cuando la temperatura alcanzaba los 34 grados C.

Colonia más grande – temperatura de escape más alta

Las hormigas no solo respondieron a la temperatura, lo que sorprendió a los investigadores. Cuando aumentaron el tamaño de la colonia de 10 a 200 individuos, aumentó la temperatura requerida para tomar la decisión de abandonar el sitio. Colonias de 200 individuos sobrevivieron a temperaturas de hasta 36 grados centígrados.- El umbral no parece ser constante. Más bien, es un rasgo que varía con el tamaño del grupo, dice Kronauer.

Las hormigas individuales no son conscientes del tamaño de su colonia, entonces, ¿cómo podría depender su decisión de ello? Los investigadores sospechan que las feromonas, gracias a las cuales las hormigas se transmiten información entre sí, pueden ser la explicación del misterio. Pueden realizar funciones similares a las sinapsis en el cerebro. Tal vez sea más difícil para las colonias más grandes moverse, por lo que pueden soportar temperaturas más altas, sugieren los investigadores.

En investigaciones futuras, Kronauer y Gall esperan mejorar su modelo de toma de decisiones de colonias de hormigas cambiando más parámetros y viendo cómo responden los insectos. Entre otras cosas, quieren manipular el nivel de feromonas y usar hormigas genéticamente mutadas con diferentes habilidades para detectar cambios de temperatura.

Fuente: Universidad Rockefeller, foto: Daniel Kronauer

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