Tiere zeigen eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber sensorischen Beeinträchtigungen, eine Fähigkeit, die noch weitgehend unverstanden ist.
In einer in PNAS veröffentlichten Studie enthüllen Wissenschaftler, wie Wüstenameisen einen Sehverlust durch einen schnellen Prozess des Umlernens ausgleichen. Diese Ergebnisse könnten Fortschritte in der Technologie inspirieren, um die Widerstandsfähigkeit von künstlichen oder biologischen Systemen zu verbessern.
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Tiere unterscheiden sich von Maschinen durch ihre unglaubliche Widerstandsfähigkeit: diese Fähigkeit, Verletzungen, sensorische Beeinträchtigungen oder andere Behinderungen zu überwinden, um weiterhin zu funktionieren. Doch die Mechanismen, die diese Widerstandsfähigkeit ermöglichen, bleiben noch rätselhaft.
Beim Menschen zum Beispiel muss eine Person, die blind wird, eine lange Phase der Rehabilitation durchlaufen, um zu lernen, wie sie mit ihrer Umgebung interagieren kann, bevor sie wieder autonom funktionieren kann. Aber wie ist es bei Tieren? Können sie eine Beeinträchtigung schnell ausgleichen und, wenn ja, wie schaffen sie das?
Ameisen zeigen eine beeindruckende Fähigkeit zur sensorischen Anpassung
In einer in der Zeitschrift PNAS veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler diese Frage bei Ameisen untersucht, diesen kleinen Insekten, die oft für ihre Verhaltenskomplexität unterschätzt werden. Sie wollten wissen, ob Ameisen, wenn sie mit einer sensorischen Anomalie konfrontiert sind, in der Lage sind, diese Schwierigkeit zu überwinden und eine normale Aktivität wiederaufzunehmen.
Dazu haben sie Ameisen, die darauf trainiert waren, eine Route in ihrer natürlichen Umgebung zu erkennen, vorübergehend "ein Auge verbunden". Das Ziel war es, ihre Reaktionen mit denen zu vergleichen, die von etablierten wissenschaftlichen Modellen vorhergesagt wurden.
Wie zu erwarten, zeigten die halbblinden Ameisen zunächst eine starke Desorientierung. Sie waren nicht in der Lage, ihre Umgebung so zu erkennen wie zuvor. Sie konnten ihren Weg nicht mehr finden oder ihre üblichen Routen rekapitulieren. Doch erstaunlicherweise passten sie sich in Rekordzeit an.
In nur wenigen Stunden hatten diese Ameisen ein funktionales Verhalten wiedererlangt. Dieses Ergebnis übertrifft bei weitem die Fähigkeiten, die von den aktuellen Modellen vorhergesagt werden, denen die notwendigen Kompensationsprozesse fehlen.
Rigidität und Flexibilität: ein Gleichgewicht
Aber wie konnten diese Ameisen so schnell kompensieren? Durch die Analyse ihres Verhaltens entdeckten die Wissenschaftler, dass sie eine bemerkenswerte Strategie anwandten: sie "fingen wieder von vorne an".
Konkret kehrten sie spontan zu einem frühen Verhaltensstadium zurück, als ob sie ihre Umgebung mit ihrer neuen sensorischen Bedingung neu lernen würden. Dieser Anpassungsprozess zeigt eine unerwartete Verhaltensplastizität, eine Lern- und Reorganisationsfähigkeit, die viel schneller ist als das, was bei Menschen beobachtet wird, oder was die fortschrittlichsten Maschinen erreichen könnten.
Diese Experimente beleuchten unerwartete Aspekte der Art und Weise, wie Ameisen die Welt wahrnehmen. Zum Beispiel ist eine Ameise, die eine visuelle Szene mit einem Auge gelernt hat, nicht in der Lage, sie zu erkennen, wenn sie beide Augen verwendet. Diese Rigidität in ihrer sensorischen Verarbeitung steht im Kontrast zu ihrer Verhaltensflexibilität und wirft grundlegende Fragen darüber auf, wie diese Insekten visuelle Informationen kodieren und nutzen.
Diese Ergebnisse bieten eine neue Perspektive auf die Mechanismen der sensorischen und verhaltensbezogenen Widerstandsfähigkeit, mit Implikationen für verschiedene Bereiche wie die adaptive Robotik und die Rehabilitationsmedizin. Diese natürliche Fähigkeit der Ameisen, Defizite schnell auszugleichen, könnte technologische oder therapeutische Fortschritte inspirieren, um die Widerstandsfähigkeit von künstlichen und biologischen Systemen zu verbessern.
Quelle: CNRS INSB