Científicos observaron un blob sin cerebro que pensaba y tomaba decisiones

Científicos observaron un blob sin cerebro que pensaba y tomaba decisiones

El moho de lodo Physarum utiliza señales mecánicas para sondear entornos que aún no ha explorado directamente.

15 de julio de 2021

Por Becky Ferreira

imageMOHO DE LIMO PHYSARUM. IMAGEN: NIROSHA MURUGAN, LEVIN LAB, TUFTS UNIVERSITY Y WYSS INSTITUTE EN HARVARD UNIVERSITY

La gente suele lanzar la palabra “descerebrado” como un insulto, pero el moho de lodo Physarum polycephalum, que literalmente no tiene cerebro, podría hacernos repensar esta caracterización. Esta forma de vida con forma de blob puede realizar cálculos sorprendentemente complejos, como resolver laberintos o exhibir formas básicas de memoria.

Para obtener más información sobre cómo los mohos Physarum toman decisiones inteligentes sin cerebro, los investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard y el Centro Allen Discovery de la Universidad de Tufts probaron su conciencia ambiental. Los resultados revelaron una “nueva preferencia y capacidad de detección en el organismo unicelular” en la que el moho usa su cuerpo como “tanto una matriz de sensores distribuidos como un sustrato computacional”, según un estudio publicado el jueves en Advanced Materials.

Estas habilidades abren una nueva ventana a la inteligencia de un organismo sin cerebro (o “aneural”), pero también brindan información sobre las capacidades de comportamiento en todo el árbol de la vida y pueden informar el desarrollo de la robótica suave, las redes neuronales artificiales y otras técnicas de bioingeniería. aplicaciones.

“[Physarum] no tiene ningún sistema neuronal dentro de él; es básicamente una célula gigantesca que crece”, dijo la primera autora Nirosha Murugan, profesora asistente en la Universidad de Algoma y ex miembro del Allen Discovery Center, en una llamada. “La gente está usando Physarum más en el mundo de la cognición porque puede leer su decisión en su cuerpo”, lo que significa que el proceso de “pensamiento” de los organismos se expresa por la forma de su cuerpo.

“Lo bueno de Physarum es que su comportamiento de toma de decisiones es su morfogénesis”, agregó el autor principal Mike Levin, miembro de la facultad asociada de Wyss y director del Allen Discovery Center, en la misma llamada. “Termina siendo un punto de intersección muy agradable entre la toma de decisiones en el espacio tridimensional, que es el comportamiento, y la toma de decisiones en el espacio morfológico y los patrones” en el que es “un enjambre de inteligencia de células que intentan construir algo”.

Para observar este proceso de toma de decisiones en acción, el equipo colocó los mohos de limo en el centro de las placas de Petri que contenían un pequeño disco en un extremo y tres discos extendidos uno al lado del otro en el lado opuesto. En el transcurso de aproximadamente 12 horas, el Physarum se expandió hacia afuera en todas las direcciones; después de eso, pareció tomar una decisión concertada de invertir sus recursos en explorar el lado con tres discos el 70 por ciento del tiempo. Aunque no había llegado directamente a los discos, los investigadores concluyeron que el moho podía sentir la mayor tensión producida por el conjunto más grande de objetos allí, lo que indica que este lado del plato era un área que debería explorarse preferentemente.

“Era realmente obvio que eligieron una masa más pesada en un lado”, dijo Murugan. “Fue inesperado lo obvio que era, pensé que sería un poco más confuso que eso”.

imageUNA MUESTRA DEL MOHO DE LODO PHYSARUM POLYCEPHALUM HA OPTADO POR CRECER HACIA EL LADO DE UNA PLACA DE PETRI CON TRES DISCOS DE VIDRIO EN LUGAR DEL LADO CON UN DISCO DE VIDRIO. IMAGEN: NIROSHA MURUGAN, LABORATORIO DE LEVIN, UNIVERSIDAD DE TUFTS Y INSTITUTO WYSS DE LA UNIVERSIDAD DE HARVARD

Los investigadores también descubrieron que una masa más pesada no era el único factor en el enfoque de resolución de problemas del moho. Cuando los tres discos se apilaron uno encima del otro en lugar de extenderse a lo largo de la pared del plato, el Physarum ya no mostró una preferencia clara entre un lado u otro, lo que indica que buscaba patrones de tensión en lugar de solo una masa intensa.

A diferencia de estudios anteriores con mohos de limo, los nuevos experimentos no involucraron señales químicas o de alimentos, lo que ayudó al equipo a aislar las pistas mecánicas que Physarum lee de su entorno que son independientes de los incentivos de alimentación que influyen en su comportamiento. Este enfoque reveló que los moldes de limo parecen dedicar tiempo a considerar sus opciones antes de tomar una decisión sobre dónde enviar los recursos.

“Debido a que no tenemos ninguna fuente química, realmente podemos ver cómo está pensando esta cosa, o qué está usando para pensar”, dijo Murugan. “Lo que vemos es que en su etapa inicial de pensamiento o ‘amortiguación’, como yo lo pienso, está usando información de su entorno desde un punto de vista biofísico, tirando o sintiendo el sustrato real, y luego procesando esa información y creciendo hacia la deformación de masa más alta, o ángulo de deformación”.

Los investigadores investigaron más a fondo las habilidades de pensamiento de Physarum al apuntar a proteínas especiales “similares a TRP”, que se sabe que median los sistemas mecanosensoriales en las membranas celulares. Cuando los mohos de lodo se expusieron a un fármaco que bloquea el canal TRP, ya no pudieron distinguir entre las regiones con masas altas y bajas.

De manera similar, cuando el equipo agitó los platos, introduciendo así señales mecánicas ruidosas, los mohos perdieron su capacidad de navegar hacia un objetivo preferido. Estas variaciones del experimento sugieren fuertemente que Physarum ha desarrollado “un método fundamentalmente novedoso de mecanosensación”, según el estudio.

El estudio arroja nueva luz sobre la evolución de los organismos aneurales, así como la posible replicación de sus habilidades en robótica o redes neuronales. Las capacidades mecanosensoriales de estos mohos limosos también son similares a las de las células somáticas, incluidas las neuronas, por lo que pueden informar estudios de cerebros, aunque carezcan de ellos.

Physarum “en realidad podría darnos información sobre otros tipos de inteligencia”, dijo Murugan. “Su capacidad para leer su entorno es importante, así que creo que tomar nota de eso es algo emocionante sobre Physarum”.

https://www.vice.com/en/article/y3dqem/scientists-observed-a-brainless-blob-thinking-and-making-decisions

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