Der C. elegans-Wurm (rechts) entkommt dem P. pacificus-Wurm (links). (Salk-Institut) Während Wissenschaftler immer mehr über das Gehirn und seine Funktionsweise herausfinden, kann es hilfreich sein zu wissen, wie viel Gehirnmasse für die Ausführung bestimmter Funktionen erforderlich ist – und um komplexe Entscheidungen treffen zu können, sind möglicherweise nur 302 Neuronen erforderlich.
Das geht aus einer neuen Studie hervor, die sich mit dem Raubwurm befasst Ein friedlicher Priester . Um seine Beute zu naschen oder seine Nahrungsquelle zu verteidigen, ist der Wurm auf das Beißen angewiesen; Dies gab den Forschern die Möglichkeit, die Entscheidungsfindung zu analysieren.
Anstatt tatsächliche Neuronen und Zellverbindungen auf Anzeichen einer Entscheidungsfindung zu untersuchen, untersuchte das Team das Verhalten von P. pacificus Stattdessen – insbesondere, wie es seine bissigen Fähigkeiten nutzte, wenn es mit verschiedenen Arten von Bedrohungen konfrontiert wurde.
„Unsere Studie zeigt, dass man ein einfaches System wie den Wurm verwenden kann, um etwas Komplexes wie zielgerichtete Entscheidungen zu untersuchen.“ sagt der Neurobiologe Sreekanth Chalasani vom Salk Institute for Biological Studies in Kalifornien.
„Wir haben auch gezeigt, dass Verhalten uns viel über die Funktionsweise des Gehirns verraten kann.“
In Experimenten beobachteten Chalasani und seine Kollegen P. pacificus Dabei werden zwei unterschiedliche Strategien angewendet – beißen, um zu verschlingen, und beißen, um abzuschrecken Caenorhabditis elegans Wurm, sowohl seine Beute als auch sein Konkurrent.
Mit Larve C. elegans die leicht zu überwältigen sind, P. pacificus beschloss, zu beißen, um zu töten. Mit den Erwachsenen, P. pacificus Würmer neigten dazu, mit Gewalt zu beißen C. elegans weg von Nahrungsquellen. Das ist ein Beweis für einen Strategiewechsel und eine bewusste Entscheidung.
Indem wir beobachten, wo P. pacificus Würmer legten ihre Eier und wie sich ihr Verhalten änderte, wenn sich eine bakterielle Nahrungsquelle in der Nähe befand, ermittelten die Wissenschaftler bei erwachsenen Bissen C. elegans war beabsichtigt um sie zu vertreiben – mit anderen Worten, es handelte sich nicht einfach um gescheiterte Versuche, diese Konkurrenten zu töten.
Obwohl wir solche Entscheidungen von Wirbeltieren gewohnt sind, war bisher nicht klar, dass Würmer über die Intelligenz verfügen, die Vor- und Nachteile bestimmter Handlungen sprichwörtlich auf diese Weise abzuwägen.
„Wissenschaftler sind immer davon ausgegangen, dass Würmer einfach seien – wann P. pacificus „Wir dachten, dass die Bisse immer nur einem einzigen räuberischen Zweck dienten“, sagt die Neurowissenschaftlerin Kathleen Quach vom Salk Institute for Biological Studies.
'Eigentlich, P. pacificus ist vielseitig einsetzbar und kann die gleiche Aktion, das Beißen, nutzen C. elegans , um verschiedene langfristige Ziele zu erreichen. Ich war überrascht, das zu finden P. pacificus konnte scheinbar gescheiterte Raubzüge in eine erfolgreiche und zielgerichtete Territorialität umwandeln.“
302 Neuronen zur Verfügung zu haben, ist eigentlich nicht viel – der Mensch verfügt über etwa 86 Milliarden davon. Aber es scheint, dass die Grundlagen der Entscheidungsfindung biologisch gesehen recht einfach zu kodieren sind.
Einer der Bereiche, in denen diese neue Forschung helfen könnte, ist die Entwicklung von künstliche Intelligenz : Herausfinden, wie man Computersoftware beibringen kann, mit so wenig Programmierung und neuronaler Vernetzung wie möglich unabhängige Entscheidungen zu treffen.
Zukünftige Forschung ist geplant, um zu untersuchen, wie viel von dieser Entscheidungsfindung fest im Gehirn verankert ist P. pacificus , und wie viel ist flexibel. Auch das wird Auswirkungen auf das Verständnis haben wie wir unsere eigenen Entscheidungen treffen .
„Selbst einfache Systeme wie Würmer haben unterschiedliche Strategien, und sie können zwischen diesen Strategien wählen und entscheiden, welche für sie in einer bestimmten Situation am besten funktioniert.“ sagt Chalasani .
„Das bietet einen Rahmen für das Verständnis, wie diese Entscheidungen in komplexeren Systemen wie dem Menschen getroffen werden.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Aktuelle Biologie .