@ 2022.03.14 , 23:57

仅有302个神经元的蠕虫也能权衡利弊和做出决策

一项针对掠食性蠕虫 Pristionchus pacificus 的新研究,加州索尔克生物研究所的神经生物学家 Sreekanth Chalasani 说:“我们的研究表明,可以使用蠕虫这样的简单系统来研究复杂的事物,比如目标导向的决策。”

“我们还证明,行为可以告诉我们很多关于大脑如何工作的信息。”

在实验中,Chalasani 和同事观察到 P. pacificus 对秀丽隐杆线虫采取了两种不同的策略——咬以吞噬和咬以阻止——它的猎物和竞争对手。

由于秀丽隐杆线幼虫很容易被压倒,P. pacificus 选择吞吃。对于成虫,太平洋太平洋线虫倾向于撕咬以迫使秀丽隐杆线虫远离食物来源。这是战略转变和深思熟虑选择的证据。

通过观察 P. pacificus 蠕虫产卵的位置,以及当附近有细菌食物来源时它们的行为发生了怎样的变化,科学家们确定,对成年秀丽隐杆线虫的撕咬是为了赶走它们——换句话说,那不是捕食失败。

虽然我们已经习惯了脊椎动物的这种决策,但以前并不清楚蠕虫是否具有以这种方式权衡特定行动的利弊和后果的智慧。

“科学家们一直认为蠕虫很简单——当 P. pacificus 撕咬时,我们认为这总是出于单一的捕食目的,”索尔克生物研究所的神经科学家 Kathleen Quach 说。“实际上,P. pacificus多才多艺,可以使用相同的动作实现不同的长期目标。”

请注意,能够做出决策的P. pacificus只有 302 个神经元,真的不多——人类拥有大约 860 亿个神经元。但从生物学角度来看,决策的基本原理似乎很容易编码。

人工智能的神经网络或许可以借鉴P. pacificus 的神经系统:以尽可能少的代码和网络做出独立决策。

未来的研究计划着眼于这种决策中有多少是硬连线到 P. pacificus 的大脑中的,又有多少是灵活的。同样,这将对理解人类的自身的选择产生影响。

“即使是像蠕虫这样的简单系统也有不同的策略,它们可以在这些策略之间进行抉择,决定在特定情况下哪种策略对它们最有效。这提供了一个框架来理解这些决策是如何在更复杂的系统中做出的,比如人类。”

该研究已发表在《当代生物学》上。

https://www.sciencealert.com/tiny-worms-with-just-302-neurons-are-able-to-make-complex-decisions-too


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