只需 300 神經元 線蟲即可做出複雜獵食決定

via The Harvard Gazette 

人類平均有 860 億個神經元,幫助我們做出複雜的決定。雖然,隨著科學家繼續發現更多大腦及其工作原理的信息,但要執行相似複雜任務需要多少大腦物質仍一直成謎。然而,最新刊於 Current Biology 的研究發現,線蟲物種 Pristionchus pacificus 只需 302 個神經元即可做出口咬獵物或保護食物的決定。

留意的是,研究團隊並無檢查 P. pacificus 的實際神經元和細胞連接迴路來確認決定,而是著眼於 P. pacificus 的行為,特別是牠們在面對不同類型的威脅時,如何選擇使用其咬食能力。

在實驗中,加州索爾克生物研究所 (Salk Institute for Biological Studies) 神經生物學家 Sreekanth Chalasani 的團隊觀察到 P. pacificus 對既是獵物又是競爭者的秀麗隱桿線蟲 (Caenorhabditis elegans)會在不同情況下採取不同策略,吞噬秀麗隱桿線蟲作食物,或是用咬的方式阻止秀麗隱桿線蟲搶食。

秀麗隱桿線蟲(右)正逃避 P. pacificus 的獵吃。Credit: Salk Institute

當遇上幼年秀麗隱桿線蟲, P. pacificus 多會選擇咬殺。至於成蟲, P. pacificus 較傾向於咬住秀麗隱桿線蟲,警告牠們遠離食物來源。團隊認為,這是策略改變和深思熟慮選擇的證據。另外,從 P. pacificus 產卵的位置,以及當附近有細菌食物來源時其行為變化,團隊確定, P. pacificus 咬成年秀麗隱桿線蟲的行為只是為了趕走牠們,而非吞食失敗。

更重要是, P. pacificus 只有 302 個神經元,對比人腦的 860 億個少得多。換言之要作出複雜決定,未必如此前估計的需要大量腦力。

研究相信可協助人工智能的發展,弄清楚如何指導電腦以最少的編碼和神經網絡做出獨立決策。

來源:

Science Alert, Surprise! Complex Decision Making Found in Predatory Worms With Just 302 Neurons

報告:

Quach, K.T. & Chalasani, S.H. (2022). Flexible reprogramming of Pristionchus pacificus motivation for attacking Caenorhabditis elegans in predator-prey competition. Current Biology. doi: 10.1016/j.cub.2022.02.033

文/AC 、 審/WL

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