Formiche e Cervello

Le colonie di formiche si comportano come se fossero un unico cervello

Il modo in cui una colonia di formiche prende decisioni assomiglia molto al funzionamento di una rete neurale. Si comporta cioè come se fosse un unico cervello.

Come fanno le formiche a decidere che cosa fare, e a farlo tutte contemporaneamente come se fossero controllate da un unico cervello? Una risposta potrebbe essere che le formiche sono un unico cervello, una rete neurale che prende decisioni basate su una combinazione di input esterni e interni e che porta tutti gli individui di una colonia ad agire nello stesso modo. È la conclusione a cui è arrivato un duo di ricercatori della Rockefeller University, che ha provato a capire come fanno le formiche a prendere decisioni collettive, e ha così fatto quello che è solo il primo passo verso la comprensione del sistema. Il loro studio, che come i migliori studi lascia aperte più domande di quante siano le risposte che dà, è stato pubblicato su PNAS.

TROPPO CALDO. Lo studio si è concentrato su una decisione che prima o poi molte formiche devono prendere: quando abbandonare il nido perché fa troppo caldo. Per investigare la questione, i due ricercatori hanno costruito un nido artificiale a temperatura controllabile, e l’hanno messo sotto la lente di una telecamera. Dopodiché hanno introdotto in sequenza diverse colonie di formiche, via via sempre più grandi, ma sempre con una proporzione tra adulti e larve di 2:1; e hanno lentamente alzato la temperatura del nido, per vedere come avrebbero reagito le formiche. Quello che si è visto è che tutte le colonie prima o poi abbandonano il nido per il caldo, ma la soglia che fa scattare l’esodo cambia a seconda delle dimensioni della colonia.

COME UN CERVELLO. La colonia composta da 36 operaie e 18 larve, per esempio è scappata quando la temperatura è arrivata a 34 °C; quella composta da 200 operaie e 100 larve, invece, ha resistito oltre i 36. In tutti i casi, però, il meccanismo di fuga è sempre lo stesso: le formiche continuano indisturbate il loro lavoro finché la temperatura non raggiunge una certa soglia; a quel punto, decidono tutte insieme di muoversi. La loro decisione è dunque informata da fattori esterni (quanto caldo fa) e interni (quanto è grossa la colonia), e il calcolo costi/benefici influenza le decisioni dell’intera colonia, senza tenere da conto le preferenze dei singoli individui. In altre parole, è come se ogni formica fosse un neurone, e quindi la colonia un cervello.

Ci sono comunque ancora molti punti oscuri: per esempio, non è chiaro perché la dimensione della colonia debba influenzare la temperatura a cui scatta l’evacuazione né come facciano le singole formiche a conoscere l’esatta dimensione del loro intero gruppo e quindi scegliere la temperatura giusta a cui darsela a gambe.

Ma come ha spiegato uno dei due autori, Daniel Kronauer, «al momento siamo riusciti a perturbare il sistema e misurarne le conseguenze con precisione; l’obiettivo finale è riuscire a fare ingegneria inversa per capire come funziona precisamente tutto il sistema».