sábado, 25 de julio de 2009

¿En qué se parece una neurona a una hormiga?


A la hora de tomar decisiones, las colonias de hormigas y los cerebros tienen mucho más en común de que parece a simple vista.

En un estudio publicado el 22 de julio en Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences [1] Stephen Pratt de la Universidad del Estado de Arizona y Susan Edwards de la Universidad de Princeton (ambas en EE.UU.) muestran cómo las colonias de hormigas hacen elecciones más racionales que los humanos.

Este resultado aparentemente paradójico se basa en una restricción evidente: la mayoría de las hormigas conocen sólo una opción, y la elección colectiva de las hormigas se auto-organiza a partir de interacciones entre hormigas mal informadas.

Elegir un nuevo hogar es la decisión más complicada a la que se enfrenta una colonia de hormigas. Cuando un hormiguero está superpoblado o dañado, las hormigas exploradoras comienzan a buscar un nuevo lugar de construcción haciendo evaluaciones independientes de diferentes localizaciones e informando a la colonia. Una decisión se toma cuando un cierto número de hormigas está de acuerdo sobre un lugar.

El equipo de investigadores examinó el proceso de elección de hormiguero en la hormiga Temnothorax curvispinosus. Estas colonias de hormigas viven en pequeñas cavidades, tan pequeñas como una bellota, y son especialmente hábiles a la hora de encontrar nuevos sitios donde aposentarse. El reto al que tuvo que enfrentarse la colonia era “elegir” un hormiguero cuando se le ofrecían dos opciones de características muy similares.

Lo que los autores encontraron es que en la toma de decisiones de las hormigas, la falta de opciones individuales se traduce en resultados más acertados por la minimización de las probabilidades individuales de cometer errores. En palabras de Pratt, emerge una “sabiduría de las masas”.

En el celebérrimo Gödel, Escher, Bach, Douglas Hofstadter fue el primero en comparar el funcionamiento en la toma de decisiones de las colonias de hormigas con el funcionamiento del cerebro. En un estudio publicado recientemente [2] un equipo multidisciplinar dirigido por James Marshall y Nigel Franks, dos científicos de la Universidad de Bristol (Reino Unido), en el Journal of the Royal Society: Interface se explora esta comparación, concretamente la búsqueda de hormiguero con la discriminación visual en el cerebro de los monos, obteniendo resultados, cuando menos, interesantes.

Las hormigas y las neuronas, a pesar de las obvias diferencias físicas, tienen una complejidad similar en el sentido de que la inteligencia que emerge del grupo es mucho mayor que la de los componentes individuales. Ambos sistemas existen a la vez como individuo y como colectivo, trabajando sin control central para tomar decisiones de grupo que parecen, a nivel de colonia o cerebro, el resultado de una sola entidad.

El proceso de búsqueda de hormiguero que describíamos arriba se parece a lo que ocurre entre las neuronas del corte visual de un mono cuando el animal realiza una tarea de discriminación visual. A un mono se le muestra una imagen de puntos moviéndose en diferentes direcciones y debe decidir en qué dirección se mueven la mayoría de ellos. Cuando la imagen aparece, las neuronas del córtex visual del mono recogen bits de información procedente de los ojos del mono, muy parecido a las hormigas evaluando una posible localización para un hormiguero. Conforme se recogen más datos, las neuronas con la respuesta correcta incrementan gradualmente el ritmo de disparo. Cuando su actividad alcanza un determinado nivel umbral, el mono toma una decisión.

Las decisiones tanto en cerebros como en colonias de hormigas están basadas, pues, en umbrales que pueden ajustarse tanto para velocidad como para precisión. Comprender cómo funcionan estos mecanismos puede tener implicaciones no sólo para el conocimiento de la organización de las colonias de insectos sociales o del funcionamiento del cerebro, también para el diseño de máquinas que afronten este tipo de problemas.

Referencias:

[1]

Edwards, S., & Pratt, S. (2009). Rationality in collective decision-making by ant colonies Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences DOI: 10.1098/rspb.2009.0981

[2]

Marshall, J., Bogacz, R., Dornhaus, A., Planque, R., Kovacs, T., & Franks, N. (2009). On optimal decision-making in brains and social insect colonies Journal of The Royal Society Interface DOI: 10.1098/rsif.2008.0511

2 comentarios:

Suso dijo...

Hola de nuevo, César. ¿Cuál ha sido el veredicto de tu mujer sobre esta entrada? Espero que haya sido benévola, porque para mi gusto es exquisita. Bueno, quizá no tanto...

Sin entrar a discutir el estudio ni la validez de las conclusiones extraídas, sí quería extraer y comentar una frase del post:

"las colonias de hormigas hacen elecciones más racionales que los humanos

Eso no me lo dices tú en la calle!! Fuera del contexto del post, quizá la frase toma diferentes matices que los que tiene dentro del párrafo, lo admito. Pero, si me concedes la licencia de extraerla, te pregunto: ¿qué es exactamente una elección racional? Puede referirse a una elección encaminada a la superviviencia. Y seguramente las hormigas, programadas como están para ello, acierten y sobrevivan gracias a la mayoría de sus eleccines...

Pero las elecciones racionales que los humanos tomamos, su grandeza, bajo mi punto de vista, consiste en la posibilidad de elegir inadecuadamente de forma intencionada. "No debería llamarla" "Debería estudiar y no salir de marcha" "No tendría que gastarme tanto dinero en esas camisetas". "Debería cuidarme más". Si tienes razones que apoyen tu equivocada elección... ¿quién puede reprocharte que hayas optado por lo que menos "te conviene"?

A estas horas, quizá el comentario haya quedado un poco espesillo... Confío en tu capacidad para comprender lo que intento decir...

Un racional abrazo!!

César dijo...

Gracias, Suso. Sólo un ¡uff!, que viene a ser un aprobado raspando.

Existe toda una evidencia empírica en los últimos tiempos que viene a reforzar dos ideas:

1. Buena parte de las decisiones que adoptamos en el día a día no se basan en decisiones conscientes. De esto siempre han sabido mucho los vendedores que usan este conocimiento a diestro y siniestro. Es una perspectiva distinta cuando ves publicidad y sabes cómo funciona.

2. Lo que tu llamas razones en el último párrafo son en realidad justificaciones. De hecho el inconsciente toma la decisión y el consciente la justifica.

Si te fijas, en este blog, donde me he hecho eco de algunos de estos hallazgos de los que hablo, no verás la palabra psicología en ninguna parte, sino neurociencia. Soy en este aspecto reduccionista (entiéndase no simplista). Si tuviera que usar otra etiqueta para las entradas sobre comportamiento usaría etología. Cada día está más claro que la mayoría de nosotros en la mayoría de las ocasiones no somos más que una panda de mamíferos.

Saludos y tal.