: 16.06.2016
Слизевик играет в многорукого бандита
Люди и другие живые организмы, в том числе растения и бактерии, постоянно сталкиваются в своей жизни с проблемой выбора, которая тем сложнее, чем быстрее меняются окружающие условия и приходится использовать или знакомые, но потенциально неоптимальные варианты поведения, или терять время на изучение других – рискуя фатально проиграть. Один из способов исследования, как живые существа делают выбор, называется метод многорукого бандита, – по аналогии с игровыми автоматами «однорукий бандит».
До сих пор объектами исследования этим методом были живые организмы, имеющие мозг: люди, птицы, рыбы, насекомые. Испытуемый должен выбрать одну из двух кнопок и в результате – получить или не получить вознаграждение. При этом одна из кнопок в целом более «продуктивна», чем вторая.
Предполагается, что участник эксперимента в какой-то момент примет решение прекратить изучать «поведение» кнопок и в дальнейшем эксплуатировать только ту, нажатие на которую приносит большую выгоду. Ученые из США, Австралии и Великобритании недавно попробовали дать подобную задачу, по сути, единичной живой клетке.
Слизевик (Physarum polycephalum) – это одноклеточный организм, в определенный период своего развития больше всего напоминающий амебу. Гигантская (до нескольких квадратных метров) клетка обитает в тёмных сырых местах, богатых органикой, – под листьями, корнями деревьев, в расщелинах пней. Передвигаясь, подобно амебе, с помощью ложноножек, она ищет пищу – бактерии, споры грибов, элементы разлагающихся растений.
Для слизевика тест многорукого бандита адаптировали: он должен был «ходить» в двух разных направлениях в поисках пищи, которую разложили по каждому пути достаточно равномерно, но в одном направлении – в большем количестве, чем в другом. Слизевики, опробовав разные варианты, чаще выбирали направление с большим количеством пищи, – как если бы они обладали разумом. Как говорит руководитель исследования Саймон Гарнье (Simon Garnier) из Технологического института Нью-Джерси, работа с Physarum постоянно бросает вызов нашим предвзятым представлениям о том, что сложное поведение требует сложных биологических средств.
Исследование, в котором изучали, как слизевики «принимают решения», – не единственное. Этот примитивный организм – популярный объект для ученых из разных областей наук. Например, в одном из них выяснилось, что слизевик умеет находить оптимальные траектории движения по лабиринту. Правда, несмотря на публикацию в Nature, премию автор работы получил Шнобелевскую.
Способность слизевика к деятельности, напоминающей разумную, видимо, связана с автоволновыми процессами в его организме, а в качестве аналога нервной системы выступает взаимодействие осцилляторов: структуры клетки колеблются на определенной частоте в зависимости от непосредственного окружения и частоты соседних осцилляторов. Так, если слизевик каким-то своим «боком» узнает, что близко пища, то сначала в этой области клетки возрастает частота колебаний, затем активируются соседние осцилляторы; в итоге это приводит к образованию ложноножек и движению в нужном направлении.
Из всего этого следует, что основополагающие принципы принятия решений, обработки информации и познания являются общими для различных биологических систем независимо от устройства их нервной системы или ее аналога.
Фото: https://www.flickr.com
Подготовила Мария Перепечаева
: 16.06.2016 
