Разнообразные популяции принимают рациональные коллективные решения

Да/нет решения отдельных муравьев могут привести к рациональному решению коллектива, когда особи имеют различные предпочтения. К такому выводу пришли исследователи в статье, опубликованной в журнале Royal Society Open Science. Этот бинарный механизм принятия решений может лежать в основе понимания того, как нейроны в человеческом мозге, которые также делают бинарный выбор, работают вместе.

Татсухиро Ямамото и Эйсукэ Хасэгава из Лаборатории экологии животных Университета Хоккайдо создали шесть экспериментальных колоний по 56 муравьев Myrmica kotokui. Каждая особь была помечена для идентификации.

Муравьев держали на голодной диете три дня, затем кормили раствором сахарозы с двумя разными концентрациями: 3,5% или 4,0%, и наблюдали за их поведением. Процедуру повторили три раза с интервалом в три дня.

Команда обнаружила, что отдельные муравьи имели разные, но устойчивые предпочтения:

• Некоторые охотно питались любым из двух растворов.
• Привередливые муравьи отказывались от обоих растворов.
• Третья, "средняя" группа, стабильно выбирала раствор с более высокой концентрацией.

Эти разнообразные выборы показали, что у отдельных муравьев были индивидуальные пороги чувствительности к концентрации сахарозы, и они принимали да/нет решения соответственно.

Затем исследователи снова предложили колониям растворы с разной концентрацией и обнаружили, что большинство муравьев во всех шести колониях выбрали 4,0% раствор сахарозы, не подвергаясь влиянию других особей. Таким образом, "коллективное" решение колонии было в пользу более питательного раствора.

"Важно, что ни муравьи с низким, ни с высоким порогом не внесли вклад в коллективное принятие решения, поскольку первые не заботились о концентрации, а вторые отказались от обеих концентраций. Таким образом, лицом, принимающим решение, была средняя группа, которая предпочитала более высокую концентрацию", — говорит Хасэгава.

"Исследование демонстрирует, что простые да/нет суждения отдельных особей могут привести к коллективному рациональному решению, без использования градуированных по качеству ответов, когда в популяции существуют разнообразные пороги", — продолжил он.

Этот механизм может быть применен в различных областях, включая науку о мозге, поведенческие науки, роевую робототехнику и принятие консенсусных решений в человеческих обществах, заключают исследователи.