อุณหภูมิกำลังสูงขึ้น และอีกไม่นานฝูงมดจะต้องตัดสินใจร่วมกัน มดแต่ละตัวรู้สึกถึงความร้อนที่เพิ่มขึ้นใต้ฝ่าเท้าของมัน แต่ยังคงดำเนินไปตามปกติ จนกระทั่งทันใดนั้น มดกลับทาง ทั้งกลุ่มรีบออกไปเป็นหนึ่งเดียว—มีการตัดสินใจอพยพแล้ว เกือบจะเหมือนกับว่าฝูงมดมีจิตใจที่รวมกันเป็นหมู่มาก
ผล การศึกษาใหม่ ชี้ให้เห็นว่า มดเป็นกลุ่มมีพฤติกรรมคล้ายกับเครือข่ายของเซลล์ประสาทในสมอง
Daniel Kronauer จาก Rockefellerและ Asaf Gal รองดุษฎีบัณฑิตได้พัฒนาการตั้งค่าการทดลองแบบใหม่เพื่อวิเคราะห์การตัดสินใจในอาณานิคมของมดอย่างพิถีพิถัน ตามรายงานใน Proceedings of the National Academy of Sciencesพวกเขาพบว่าเมื่ออาณานิคมอพยพเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น การตัดสินใจของอาณานิคมนั้นเป็นหน้าที่ของทั้งขนาดของความร้อนที่เพิ่มขึ้นและขนาดของกลุ่มมด
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่ามดรวมข้อมูลทางประสาทสัมผัสเข้ากับพารามิเตอร์ของกลุ่มเพื่อให้ได้การตอบสนองกลุ่ม ซึ่งเป็นกระบวนการที่คล้ายกับการคำนวณทางประสาททำให้เกิดการตัดสินใจ
“เราเป็นผู้บุกเบิกแนวทางในการทำความเข้าใจฝูงมดในฐานะระบบที่คล้ายกับการรับรู้ที่รับรู้ปัจจัยนำเข้าและแปลเป็นผลลัพธ์ทางพฤติกรรม” Kronauer หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิวัฒนาการและพฤติกรรมทางสังคมกล่าว “นี่เป็นหนึ่งในขั้นตอนแรกในการทำความเข้าใจว่าสังคมแมลงมีส่วนร่วมในการคำนวณโดยรวมอย่างไร”
กระบวนทัศน์ใหม่
ในระดับพื้นฐานที่สุด การตัดสินใจต้องใช้ชุดการคำนวณเพื่อเพิ่มผลประโยชน์สูงสุดและลดต้นทุน ตัวอย่างเช่น ในประเภทการตัดสินใจทั่วไปที่เรียกว่าเกณฑ์การตอบสนองทางประสาทสัมผัส สัตว์ต้องตรวจจับอินพุตทางประสาทสัมผัส เช่น ความร้อนที่ผ่านระดับหนึ่งเพื่อสร้างพฤติกรรมที่มีค่าใช้จ่ายสูง เช่น การย้ายออก ถ้าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นไม่มากพอ ก็ไม่คุ้ม
Kronauer และ Gal ต้องการตรวจสอบว่าการประมวลผลข้อมูลประเภทนี้เกิดขึ้นในระดับส่วนรวมอย่างไร โดยที่พลวัตของกลุ่มเข้ามามีบทบาท พวกเขาพัฒนาระบบที่สามารถรบกวนฝูงมดได้อย่างแม่นยำด้วยการควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เพื่อติดตามการตอบสนองทางพฤติกรรมของมดแต่ละตัวและทั้งฝูง พวกมันทำเครื่องหมายแมลงแต่ละตัวด้วยจุดสีต่างกันและติดตามการเคลื่อนไหวของพวกมันด้วยกล้องติดตาม
ตามที่นักวิจัยคาดไว้ อาณานิคมของคนงาน 36 คนและตัวอ่อน 18 ตัวอพยพออกจากรังอย่างพึ่งพาได้เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 34 องศาเซลเซียส การค้นพบนี้สมเหตุสมผลโดยสัญชาตญาณ Kronauer กล่าว เพราะ “ถ้าคุณอึดอัดเกินไป คุณก็ออกไป”
อย่างไรก็ตาม นักวิจัยรู้สึกประหลาดใจที่พบว่ามดไม่เพียงตอบสนองต่ออุณหภูมิเท่านั้น เมื่อพวกเขาเพิ่มขนาดของอาณานิคมจาก 10 เป็น 200 คน อุณหภูมิที่จำเป็นในการกระตุ้นให้การตัดสินใจย้ายออกก็เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น อาณานิคม 200 คน ถูกกักขังไว้จนกระทั่งอุณหภูมิพุ่งทะลุ 36 องศา “ดูเหมือนว่าเกณฑ์จะไม่ได้รับการแก้ไข แต่เป็นคุณสมบัติฉุกเฉินที่เปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับขนาดของกลุ่ม” Kronauer กล่าว
มดแต่ละตัวไม่ทราบขนาดของอาณานิคม ดังนั้นการตัดสินใจของมดจะขึ้นอยู่กับขนาดของมดได้อย่างไร? เขาและเกลสงสัยว่าคำอธิบายนั้นเกี่ยวข้องกับฟีโรโมน ซึ่งเป็นตัวส่งสารที่มองไม่เห็นซึ่งส่งข้อมูลระหว่างมด ปรับขนาดผลกระทบของพวกมันเมื่อมีมดมากขึ้น พวกเขาใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อแสดงให้เห็นว่ากลไกดังกล่าวเป็นไปได้จริง แต่พวกเขาไม่ทราบว่าเหตุใดอาณานิคมที่ใหญ่กว่าจึงต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นในการแพ็คสินค้า Kronauer เสี่ยงว่ายิ่งอาณานิคมมีขนาดใหญ่เท่าไรก็ยิ่งต้องย้ายถิ่นฐานมากขึ้นเท่านั้น ส่งผลให้อุณหภูมิวิกฤตในการย้ายถิ่นฐานสูงขึ้น
ในการศึกษาในอนาคต Kronauer และ Gal หวังว่าจะปรับปรุงแบบจำลองทางทฤษฎีของกระบวนการตัดสินใจในฝูงมดโดยรบกวนพารามิเตอร์เพิ่มเติมและดูว่าแมลงตอบสนองอย่างไร ตัวอย่างเช่น พวกมันสามารถรบกวนระดับฟีโรโมนในกรงของมด หรือสร้างมดดัดแปลงพันธุกรรมที่มีความสามารถต่างกันในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ “สิ่งที่เราทำได้จนถึงตอนนี้คือรบกวนระบบและวัดผลลัพธ์ได้อย่างแม่นยำ” Kronauer กล่าว “ในระยะยาว แนวคิดคือการทำวิศวกรรมย้อนกลับระบบเพื่อสรุปการทำงานภายในอย่างละเอียดมากขึ้น”
