De eencellige slijmzwam Physarum polycephalum, kan de route naar voedsel onthouden binnen zijn enkele reuzencel. En dat, zonder een brein. Dat blijkt uit een nieuwe studie van de technische universiteit München en het eveneens Duitse Max-Planck Instituut voor Dynamica en Zelforganisatie.
Al tientallen jaren breken geleerden zich het hoofd over deze slimme reuzencel. De enkele cel, die veel weg heeft van een amoebe, kan namelijk de kortste route naar voedsel in een doolhof onthouden. De Physarum polycephalum-cel bevat een groot netwerk van dikkere en dunnere buisjes die met elkaar verbonden zijn. Deze buisjes, zo weten onderzoekers al langer, verbinden zich voortdurend op steeds andere plaatsen met elkaar. Waarom? Dat is nu ontdekt. Naar uit het onderzoek blijkt, vormen deze buisjes een soort geheugen. Letterlijk, een neuraal netwerk zonder neuronen. De onderzoekers ontdekten dat in dit netwerk, de route naar voedsel werd opgeslagen.
Physarum polycephalum slijmzwam “denkt” via primitief netwerk
De onderzoekers namen onder de microscoop waar, hoe het organisme het netwerk continue aanpaste. En bestudeerden dit in combinatie met een theoretisch model. Wanneer de cel een voedselbron tegenkomt, komt er een stofje vrij dat vanaf de plek waar het voedsel werd aangetroffen, naar het netwerk reist en de buizen zachter en wijder maakt. Hierdoor beweegt het hele organisme zich in de richting van de voedselbron.
Het netwerk “onthoudt” waar eerdere voedselbronnen lagen – immers, daar zijn de buisjes dikker en wijder. Op die plekken verspreidt de signaalstof zich extra snel, ze vormen een soort “snelweg”. Zo helpen eerdere ontmoetingen met voedsel de cel beslissen, welke kant deze op gaat.
Ook groepen cellen van slijmzwammen blijken in staat om bepaalde lastige puzzels op te lossen, zoals de meest efficiënte manier om wegen tussen steden aan te leggen.
Deze ontdekking is boeiend, omdat dus “hogere” denkprocessen zelfs in eencelligen, met eenvoudige systemen, uitgevoerd kunnen worden. Zouden zich op den duur eencelligen met nog hogere denkprocessen, of zelfs een bewustzijn kunnen ontwikkelen? De onderzoekers denken meer aan directe toepassingen, zoals in robots.
Bron:
- Mirna Kramar, Karen Alim. Encoding memory in tube diameter hierarchy of living flow network. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (10): e2007815118 DOI: 10.1073/pnas.2007815118