小さな虫も複雑な意思決定を行う

小さな虫も複雑な意思決定を行う

ソークの科学者たちは、わずか 302 個のニューロンを持つワームに柔軟な意思決定機能があることを発見して驚いた

ラホヤ—動物はどのように意思決定を行うのでしょうか? 科学者たちは、関与している可能性のある脳の細胞と接続に焦点を当て、この疑問に答えるために数十年を費やしてきました。 ソークの科学者たちは、ニューロンではなく行動を分析するという、異なるアプローチを採用しています。 彼らは、人間のニューロンの数が約 302 億個であるのに対し、線虫は 86 個しかニューロンを持っていないにもかかわらず、複数の要素を考慮して XNUMX つの異なる行動を選択できることを発見して驚きました。

に発表された調査結果、 現在の生物学 7 年 2022 月 XNUMX 日に発表されたこの論文は、研究者が動物の動機と認知能力を評価する方法に重要な意味を持ちます。 さらに、この研究は、複雑な意思決定能力が小さな生物学的および人工ネットワークにコード化される可能性があることを示しています。

「私たちの研究は、ワームのような単純なシステムを使用して、目標指向の意思決定などの複雑なことを研究できることを示しています。 また、行動が脳の働きについて多くのことを教えてくれるということも実証しました」と上級著者は言う スリーカント・チャラサニ、ソーク分子神経生物学研究所の准教授。 「ワームのような単純なシステムにもさまざまな戦略があり、それらの戦略の中から選択して、特定の状況でどれがうまく機能するかを決定できます。 これは、人間などのより複雑なシステムでこれらの決定がどのように行われるかを理解するためのフレームワークを提供します。」

獲物を食べるか、その食料源を守るかにかかわらず、捕食性のワーム Pristionchus pacificus 噛むことに依存しています。 研究チームの課題は、虫が刺すときの意図を判断することでした。

研究者達はそれを見つけました P.パシフィカス 獲物と競争相手である別の虫に噛みつくための XNUMX つの採食戦略のどちらかを選択します。 シノラブディス·エレガンス: 1) 噛みつきの目的が獲物を殺すことである略奪的戦略、または 2) 噛みつきが代わりに強制的に使用される縄張り戦略 C.エレガンス 食料源から遠ざける。 P.パシフィカス 幼虫に対して略奪的な戦略を選択します C.エレガンス、殺すのは簡単です。 対照的に、 P.パシフィカス 大人に対する縄張り戦略を選択する C.エレガンス、殺すのが難しく、負ける P.パシフィカス 食品用。

チームにとっては次のように見えました P.パシフィカス 彼らは、行動の複数の潜在的な結果のコストと利益を比較検討しました。これは、脊椎動物ではよく知られていますが、線虫では予想外の行動です。

「科学者たちは常にワームは単純なものであると想定してきました。 P.パシフィカス 咬傷は常に単一の捕食目的のためであると私たちは考えていました」と、チャラサーニの研究室の博士研究員で筆頭著者のキャスリーン・クアックは言う。 "実際、 P.パシフィカス 汎用性があり、同じアクションを使用できます。 C.エレガンス、さまざまな長期目標を達成するために。 私はそれを知って驚きました P.パシフィカス 失敗したかに見えた捕食を利用して、目標を定めた縄張り意識を成功に導くことができたのです。」

将来的には、科学者たちは次のどれであるかを決定したいと考えています。 P.パシフィカス費用対効果の計算は固定的または柔軟です。 彼らは、このようなさらなる研究が意思決定の分子的基盤をさらに明らかにするのに役立つことを望んでいます。

この研究は、国立衛生研究所 (5R01MH113905)、WM Keck Foundation、National Science Foundation、Salk Women & Science、および Paul F. Glenn Foundation Postdoctoral Fellowship の支援を受けました。

DOI： 10.1016 / j.cub.2022.02.033