聪明的变形虫揭示了原始智慧的起源

时间:2017-08-12 09:01:05166网络整理admin

通过Colin Barras Amoebas比他们看起来更聪明,美国物理学家团队认为他们知道原因该小组已经建立了一个简单的电子电路,它能够与单细胞生物Physarum具有相同的“智能”行为 - 并且说这可以帮助我们理解原始智能的起源近年来,这种不起眼的变形虫使研究人员以“聪明”的方式行事能力令人惊讶去年,梁丽和爱德华·考克斯在普林斯顿大学报道,粘菌变形虫是两倍左转如果最后一轮是正确的,反之亦然,这表明该细胞具有基本的记忆今年以来,中垣俊之在日本札幌北海道大学,赢得了搞笑诺贝尔奖为他的阿米巴情报工作后,他的研究小组发现的阿米巴记忆效应的进一步证据他们将变形虫(Physarum amoeba)暴露在寒冷和温暖之间经常波动的温度下这已经是该细胞变得期间寒流低迷,但垣的研究小组发现阿米巴在寒冷的条件下预期放缓,甚至当温度变化时已经停止了(物理评论快报,DOI:10.1103 / PhysRevLett.100.018101)圣地亚哥加利福尼亚大学的Massimiliano Di Ventra,Yuriy Pershin和Steven La Fontaine想知道是什么导致了这种行为在过去,生物学家已经提出,细胞内存在可以根据不断变化的环境改变其频率的自然振荡器但研究人员说,这不可能是完整的图片,因为变形虫的反应是短暂的例如,虽然Physarum“学会”预测Nakagaki实验中的冷尖峰,但很快就“意识到”这些冷尖峰不再发生并停止预测它们相反,Di Ventra的团队认为变形虫内部存在固有的记忆存储设备与人类大脑一样,该设备可以在一段时间内加强和存储记忆但如果不使用内存,它会逐渐消失现在他们已经确定了潜在的存储设备变形虫的内部含有水溶性溶胶 - 悬浮在液体中的固体 - 在粘稠的凝胶中溶胶像水一样通过凝胶流过海绵,形成低粘度通道网络只要变形虫继续响应静态环境,这些通道就会得到加强,但如果环境发生变化,通道会逐渐崩溃,并且随着变形虫的适应性出现新的网络然而,不久之后,阿米巴保留了对那些早期病症的“记忆” Di Ventra的团队利用今年开发的忆阻器 - 电阻器保留了早期电压或电流的记忆并相应地改变其电阻 - 来设计一个简单的电路,模拟变形虫的凝胶溶胶系统它们的电路只包含四个基本元件:电阻器,电容器,电感器和忆阻器通过定期改变外部电压,他们可以模拟Nakagaki团队研究的温度变化条件当他们这样做时,他们发现他们的电路可以“学习”并预测未来的电压波动 “我们的模型似乎很好地描述了变形虫'学习的实验,”Di Ventra说他提醒说,单细胞动物的简单反应与发达物种的认知能力之间存在巨大差距,但毫无疑问,一组简单的电路模型将具有更复杂的行为 “这实际上是我们现在对研究感兴趣的东西,”他说但是其他人仍然不相信变形虫的行为可以通过电路模型来解释芝加哥西北大学医学院的Guenter Albrecht-Buehler说:“在我看来,模拟并不是解决智力等深层生物学问题的适当方法” “我们需要了解它是如何在活细胞中真正完成的”他指出,各种电子模型都可以模拟遗传记忆,但无法帮助理解细胞如何实现这种特殊技巧 “找到DNA双螺旋是唯一真正重要的成就,”他说荷兰阿姆斯特丹大学的Klaas Hellingwerf质疑Di Ventra团队对阿米巴变形行为的定义他说:“我称之为”学习“,更不用说”智力“了他解释说,检测和预测常规信号并不意味着学习 “我认为学习意味着更多 - 例如,联想记忆”联想记忆的一个例子是,如果细胞学会了对一种刺激的反应,然后在面对与第一次刺激类似的第二次刺激时可以使用该反应可以在arXiv:0810.4179v2获得Di Ventra纸的预印本更多关于这些主题: