Un nou estudi científic demostra que les formigues funcionen com un “cervell líquid” en el que no hi ha un “cap” o centre de comandament, sinó una coordinació, una intel·ligència col·lectiva, que emergeix de la interacció dinàmica de molts individus. La recerca ho ha demostrat empíricament i ha generat un model matemàtic que ho replica. També ha constatat la rellevància de la heterogeneïtat dels moviments individuals, concretament del d’exploració i el d’explotació, per l’eficiència en l’obtenció de menjar.
Un equip del Centre d’Estudis Avançats de Blanes (CEAB-CSIC), ha analitzat el comportament, tan individual com col·lectiu, de les formigues Aphaenogaster senilis. Aquest tipus de formigues, de la regió mediterrània, no es comuniquen entre elles principalment amb feromones, deixant rastres d’olor que les altres segueixen, sinó que fan servir el moviment i els contactes directes, a través de les antenes. A més, compten amb un nombre reduït de formigues que es dediquen a cercar menjar; fet que complica la seva comunicació. Aquest patró les fa especialment interessants per desxifrar els mecanismes concrets que els permeten funcionar com si fossin un únic organisme amb un sol cervell.
Per estudiar com aconsegueixen cooperar amb tanta eficiència, l’equip va dissenyar un espai específic (una estructura força més gran que les utilitzades en estudis precedents, laberíntica, amb patró de bresca i equipada amb un sistema d’enregistrament d’alta resolució) que permetia replicar les condicions i situacions observades a l’entorn natural. Hi va estar observant, i registrant, els comportaments i, més concretament, els moviments de centenars de formigues, sobretot en relació a la cerca i explotació de menjar. Es dipositava aliment en diferents punts de l’estructura i es registrava com actuava i es movia cada formiga, com es traspassaven la informació entre elles, i la relació d’aquestes qüestions amb l’eficiència de la colònia. Els resultats de la recerca s’han publicat ara a la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
L’article mostra evidències empíriques claus sobre el funcionament del “cervell líquid” de les formigues, d’aquesta intel·ligència sense “centre de control”. Mostra que la diversitat de moviments individuals i la capacitat de canviar la proporció d’uns i altres segons les condicions del medi, és essencial perquè la colònia sigui eficient. Es coneix que en el procés de recollida d’aliment, existeixen dos rols: el d’exploració i descoberta de noves fonts de recursos (formigues scout) i el d’explotació i recollida del recurs un cop trobat (formigues recruit). La recerca ha establert un criteri objectiu per distingir aquests dos comportaments inequívocament, i n’ha quantificat amb precisió els seus moviments. En base a aquestes dades, els investigadors han fet ús d’un model neuronal, on les formigues s’activen segons la freqüència de contactes amb formigues veïnes i es mouen de forma heterogènia reproduint els patrons observats a nivell individual i col·lectiu. Aquest model ha permès entendre i demostrar que les proporcions relatives de cadascun dels tipus de formiga dona lloc a connectivitats i dinàmiques de recollida d’aliment ben diferents, modulant l’eficiència de la colònia. L’estudi suggereix que aquesta espècie podria variar les proporcions de scouts i recruits, balancejant de manera molt flexible el compromís inherent entre explorar i explotar el recurs segons les condicions i essent, aquesta variació, un element adaptatiu fonamental per a l’èxit de la colònia.
Pol Fernández-López, investigador del CEAB-CSIC i primer autor de l’estudi ho detalla: “La clau per tenir més o menys èxit obtenint recursos és ajustar la “barreja” d’un i altre rol: el comportament individual autònom i sobretot el moviment heterogeni és el que permet una cooperació dinàmica i adaptativa en funció del que succeeix a l’entorn. Amb diferents proporcions de moviment, les colònies de formigues aconsegueixen optimitzar l’exploració (la cerca de nous recursos) i l’explotació (l’aprofitament dels ja trobats) sense que cap individu del grup tingui la visió global del que cal fer. ”
El també investigador del CEAB-CSIC i coautor de l’estudi, Frederic Bartumeus explica: “Hem demostrat amb dades reals que una colònia de formigues funciona com un “cervell líquid”. Cada formiga actua com una neurona que s’activa de forma intermitent en funció del contacte amb les veïnes. No hi ha un “cap”, algú que dirigeixi, sinó que la coordinació, la intel·ligència, sorgeix de les connexions entre elles; unes connexions que són canviants, però alhora tenen una estructura en l’espai i el temps. Aquesta connectivitat és una propietat emergent, estructurada i dinàmica, que depèn dels patrons de moviment subjacents dels scouts i els recruits, i l’activació a base d’integrar informació de les veïnes.”
En resum, amb aquest estudi s’ha descobert que en el cas de sistemes cognitius líquids-diluïts, com serien les societats d’insectes o, també, el sistema immunitari, el moviment és clau per mantenir el sistema connectat i coordinat. En el cas de les formigues, concretament aquests dos tipus de moviments juguen un paper clau en com es transmet la informació entre elles i en com de ràpid troben i exploten noves fonts d’aliment.
L’estudi aporta nova i valuosa informació en l’àmbit de la investigació del comportament col·lectiu en insectes socials i en la comprensió de la intel·ligència col·lectiva descentralitzada. Un coneixement científic que es podria aplicar més enllà dels camps de la biologia i l’ecologia, com ara en aplicacions robòtiques multi-agent, o en algorismes d’optimització de cerca a Internet.
