Neurobiología

Las hormigas se organizan como las neuronas

Funcionan como un sistema cognitivo: perciben información del entorno y luego la traducen en forma de comportamientos

Como grupo, las hormigas se comportan de manera similar a las redes de neuronas en un cerebro.

Como grupo, las hormigas se comportan de manera similar a las redes de neuronas en un cerebro. / Crédito: Salmen Bejaoui en Unsplash.

Pablo Javier Piacente

Las colonias de hormigas se comportan como redes neuronales a la hora de tomar decisiones, según una nueva investigación. Los científicos sostienen que las hormigas combinan información sensorial con los parámetros de su grupo para llegar a una respuesta en conjunto, un proceso similar a los cálculos neuronales que dan lugar a decisiones en los seres humanos.

Un nuevo estudio desarrollado por científicos de la Universidad Rockefeller, en Estados Unidos, ilustra cómo las dinámicas sociales simples permiten que las colonias de

hormigas

integren información sobre el entorno externo y su estado interno, para producir de esta manera respuestas colectivas adaptativas. El funcionamiento es similar al de otros sistemas biológicos complejos, como los circuitos neuronales.

El hormiguero como un gran cerebro

En el marco de la investigación, publicada recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), los científicos Daniel Kronauer y Asaf Gal diseñaron un experimento para comprobar su hipótesis en torno al funcionamiento del hormiguero como un todo integrado, capaz de reaccionar y tomar decisiones adaptativas más allá de los individuos, como si efectivamente tuviera una mente colectiva.

Los investigadores no solo comprobaron ese funcionamiento integrado, que ya ha podido verificarse en otras comunidades de seres vivos como por ejemplo las bandadas de aves migratorias, sino que además certificaron notables semejanzas con el funcionamiento de los sistemas neuronales, principalmente en cuanto al doble mecanismo de entrada (recepción de información externa e interna) y salida (comportamiento basado en esos datos). 

Al someter a un grupo de hormigas a estímulos concretos, principalmente al incremento de temperatura de la superficie sobre la que se desplazaban, vieron que el comportamiento individual y grupal no se alteraba a pesar del calor creciente, hasta llegar a una marca térmica determinada. Solamente en ese momento, en forma súbita y sin previo aviso, las hormigas tomaban una decisión grupal y evacuaban todas su nido, con la misma organización dedicada previamente al trabajo habitual. 

Una cuestión de conveniencia

Según una

nota de prensa

, los expertos dedujeron que la decisión tan concreta y puntual está motivada en una ecuación de costes y beneficios. Mientras la temperatura no suba demasiado, la “mente colectiva” del hormiguero considera que es menos oneroso quedarse que evacuar. Ahora bien, cuando la temperatura se incrementa como para poner en riesgo la integridad de los insectos, el “cerebro social” de la colonia ordena evacuar de inmediato: entonces, los costes de “mudarse” parecen menores que los relativos a la pérdida de integrantes. 

Ambas decisiones parecen estar motivadas en dos clases de información: los datos que aporta cada hormiga en forma de información sensorial de su entorno y la cantidad de integrantes de la colonia, o sea un dato interno. Incluso, cuando los investigadores repitieron el experimento incorporando una mayor cantidad de hormigas a la comunidad, observaron que el umbral de temperatura requerido para tomar la decisión de evacuar se incrementaba: con más hormigas, el traslado resultaba más oneroso y, en consecuencia, la decisión colectiva podía retrasarse hasta que el calor fuera insoportable.

En los seres humanos, la toma de decisiones en su nivel más básico se reduce a una serie de cálculos neuronales destinados a maximizar los beneficios y minimizar los costes, prácticamente de la misma forma en la que actúa el colectivo de hormigas. En el cerebro, las neuronas se integran en redes llamadas sinapsis, reaccionando primero a estímulos individuales y luego potenciándose en conjunto para llevar a cabo una función específica. ¿Es entonces la colonia de hormigas un gran

“cerebro comunitario”

y cada hormiga una neurona?

Referencia

The emergence of a collective sensory response threshold in ant colonies

. Asaf Gal and Daniel J. C. Kronauer. Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI:

https://doi.org/10.1073/pnas.2123076119