脳のように、アリのコロニーは中央制御なしで動作します。それぞれは、ニューロンかアリのいずれかである相互作用する個人のセットであり、集合体で行動を生成する単純な化学的相互作用を使用しています。人は覚えるために脳を使います。アリのコロニーはそれを行うことができますか?この 質問 別の質問につながります: メモリとは何ですか?人にとって、記憶とは、過去に起こったことを思い出す能力です。また、コンピューターに過去の行動を再現するように求めます。コンピューターを脳として、脳をコンピューターとして使用するという考え方が混ざり合ったため、「メモリ」はハード ドライブに保存された情報のようなものを意味するようになりました。私たちの記憶は、リンクされたニューロンのセットが互いに刺激し合う量の変化に依存していることを知っています。睡眠中に何らかの形で強化されること。そして、最近の記憶と長期記憶には、接続されたニューロンのさまざまな回路が関係しています。しかし、これらの神経イベントがどのように結合するのか、過去に起こったことについて話すために使用する保存された表現があるのか​​どうか、または読書や読書などの以前に学習したタスクを実行し続ける方法についてはまだわかっていないことがたくさんあります。自転車に乗ること。

どの生物も、過去の出来事による変化という、最も単純な形の記憶を示すことができます。枝を失った木を見てください。それは傷の周りでどのように成長するかを覚えており、樹皮のパターンや木の形に痕跡を残します。最後にインフルエンザにかかった時期を説明できる場合と、できない場合があります。いずれにせよ、ある意味であなたの体は「覚えている」のです.なぜなら、あなたの細胞のいくつかは、その特定のウイルスに適合する異なる抗体、分子受容体を持っているからです.

過去の出来事は、個々のアリとアリのコロニーの両方の行動を変える可能性があります。個々のオオアリは砂糖のおやつを提供し、数分間その場所を覚えていました。彼らは食べ物があった場所に戻る可能性が高い。別の種であるサハラ砂漠アリは、不毛の砂漠をさまよって餌を探しています。この種のアリは、最後に巣にいたときから歩いた距離や歩いた歩数を覚えているようです。





赤アリのコロニーは、1 匹のアリはいませんが、毎年同じ木に通じるトレイル システムを覚えています。ヨーロッパの森林では、アブラムシの排泄物をエサにするために高い木を採餌し、アブラムシがその排泄物をエサにする。彼らの巣は松葉の巨大な山であり、数十年にわたって同じ場所にあり、何世代にもわたって植民地が占めています。それぞれのアリは、同じ木に向かって毎日同じ道をたどる傾向があります。長い間 と、雪の下でアリが群がっています。フィンランドのアリ学学者、レイナー・ローゼングレン 示した 春にアリが現れると、年配のアリが若いアリと一緒に、年配のアリの習慣的な道に沿って出かけます。古いアリは死に、若いアリはその痕跡を自分自身のものとして採用するため、コロニーは前年の足跡を記憶または再現します。

Fでのオーライジング ハーベスター アリのコロニーには、個々のアリのメモリが必要です。アリは散らばった種子を探し、フェロモン信号を使用しません。アリが種を見つけた場合、他の種が近くにある可能性は低いため、他の人を募集しても意味がありません。採餌動物は、巣から最大 20 メートルまで伸びる小道を移動します。それぞれのアリは道を離れ、食べ物を探しに自力で立ち去ります。種が見つかるまで探索し、太陽の光の角度を目安に小道に戻り、巣に戻るため、出て行く採餌者の流れをたどります。巣に戻ると、採餌動物は種を落とし、食物を持って戻ってきた他の採餌動物と出会う速度によって、巣を離れるように刺激されます。次の旅では、ほぼ同じ場所でトレイルを離れ、再び探索します。



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Ant Encounters: 相互作用ネットワークとコロニーの行動 (複雑系のプライマー)

誰も責任を負わないとき、アリのコロニーはどのようにして何かを成し遂げるのでしょうか?アリのコロニーは中央の制御や階層なしで動作し、アリが別のアリを指揮することはありません。代わりに、アリは個々の遭遇と相互作用の速度、リズム、パターンに基づいて何をすべきかを決定し、その結果、コロニーの機能を調整する動的なネットワークが形成されます。 アリの遭遇 は、この複雑なシステムの観点からアリの行動を明らかにし、アクセスしやすい形で提供します。

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毎朝、コロニーの採餌場の形は、アメーバが伸縮するように変化します。個々のアリは、このパターンでのコロニーの現在位置を覚えていません。それぞれの餌やりの最初の旅行では、同じ方向に移動する他のアリよりも外に出る傾向があります。その結果、事実上、日が進むにつれてさらに波が押し寄せます。巣の近くの場所に短い旅行をしているアリが最後にあきらめるように見えるので、波は徐々に後退します。

コロニーの行動は日々変化し、ある日に起こることが次の日に影響します。私 実施した 一連の摂動実験。労働者が立ち去らなければならないようにつまようじを出したり、採集者がもっと一生懸命働かなければならないように道を塞いだり、パトロールが撃退しようとする騒動を起こしたりしました。各実験は 1 つのグループの労働者のみに直接影響を及ぼしましたが、他のグループの労働者の活動は変化しました。なぜなら、あるタスクの労働者は、他のタスクの労働者との短時間の遭遇率に応じて活動するかどうかを決定するからです。実験を数日繰り返しただけで、摂動が止まった後でも、コロニーは妨害されている間、彼らが行っていたように振る舞い続けました。アリは巣の中で役割と位置を入れ替えていたため、遭遇のパターンが邪魔されない状態に戻るまでにはしばらく時間がかかりました。個々のアリは何も覚えていませんでしたが、ある意味、コロニーは覚えていました。



コロニーは 20 年から 30 年生きます。つまり、すべてのアリを生み出す単一の女王の一生ですが、個々のアリはせいぜい 1 年しか生きられません。摂動に反応して、古い、より大きなコロニーの行動は、若いものよりも安定しています。それはまた、より恒常的です: 混乱の規模が大きいほど、古いコロニーは私が抱えていた面倒に対応することよりも、採餌に集中する可能性が高くなります 作成した ;一方、悪化すればするほど、より若いコロニーが反応した。簡単に言うと、古いコロニーにはより賢明な年老いたアリがいないにもかかわらず、より古くて大きなコロニーは、若い小さなコロニーよりも賢く行動するように成長します。

アリは、他のアリと出会い、匂いを嗅ぐ速度、または他のアリが蓄積した化学物質を使用して、次に何をするかを決定します。ニューロンは、他のニューロンによって刺激される速度を使用して、発火するかどうかを決定します。どちらの場合も、アリやニューロンが互いに接続して刺激し合う方法の変化から、記憶が生じます。コロニーのサイズによってアリ間の相互作用率が変化するため、コロニーの行動が成熟する可能性があります。古くて大きなコロニーでは、それぞれのアリは、若い小さなコロニーよりも多くのアリに遭遇し、結果はより安定したダイナミクスになります。おそらく、コロニーが過去の騒動を覚えているのは、アリの位置が移動し、新たな相互作用のパターンが生まれたため、コロニーが活動していないときに一晩で新しい行動が強化される可能性があるためです。過去の出来事によるコロニーの行動の変化は、アリの記憶の単純な合計ではありません。私たちが覚えていることや、私たちが言うことや行うことの変化は、ニューロンごとの単純な変換のセットではありません。代わりに、あなたの記憶はアリの巣のようなものです。脳は覚えていますが、特定のニューロンは何も覚えていません。

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この記事はもともと イオン の下で再発行されました クリエイティブ・コモンズ .

Deborah M. Gordon は、カリフォルニアのスタンフォード大学の生物学の教授です。彼女は、次のような出版物に自分の研究について書いています。 サイエンティフィック・アメリカン そして 有線 .彼女の最新の著書は Ant Encounters: 相互作用ネットワークとコロニーの行動 (2010)。





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