Les colonies de fourmis agissent étrangement comme un réseau neuronal, selon une nouvelle étude

Une nouvelle étude a révélé que les colonies de fourmis peuvent agir comme des réseaux neuronaux.

Les groupes d’insectes tiennent compte à la fois des données externes et des principes internes lorsqu’ils décident de ce qu’ils doivent faire collectivement.

Dans cette étude particulière, l’équipe à l’origine de la recherche a examiné quand et comment les colonies de fourmis évacuaient leurs nids lorsque la température devenait trop élevée. À un moment donné, une décision a été calculée par le collectif, concluant que le nid devait être abandonné.

En d’autres termes, les fourmis ont agi comme un système global, de la même manière que les neurones agissent comme un cerveau global, tout fonctionnant à l’unisson. C’est le paradigme classique des avantages (continuer à effectuer le travail) par rapport aux coûts (surchauffer et perdre des membres de la colonie).

“Nous avons ouvert la voie à une approche visant à comprendre la colonie de fourmis comme un système de type cognitif qui perçoit les entrées et les traduit ensuite en sorties comportementales”, explique Daniel Kronauer, qui dirige le laboratoire de l’évolution sociale et du comportement à l’université Rockefeller de New York.

“C’est l’une des premières étapes vers une réelle compréhension de la façon dont les sociétés d’insectes s’engagent dans le calcul collectif.”

Le dispositif expérimental comprenait un nid à température contrôlée, une caméra de suivi et des fourmis marquées de points. Les chercheurs ont constaté qu’avec des colonies de 36 fourmis ouvrières et 18 larves, le nid était évacué lorsque la température atteignait environ 34 degrés Celsius.

Cependant, plus la taille de la colonie augmentait, plus le seuil de température qui les obligeait à partir augmentait. Avec des colonies de 200 fourmis, les insectes restaient sur place jusqu’à ce que la température dépasse 36 degrés Celsius.

On pense que les facteurs excitateurs et inhibiteurs sont probablement en concurrence chez les fourmis, comme dans un réseau neuronal. Grâce à la modélisation mathématique, l’équipe a pu montrer comment le seuil de réponse sensorielle collective des fourmis était basé sur l’équilibre entre ces deux facteurs, et non sur les préférences individuelles de chaque fourmi.

“Il semble que le seuil ne soit pas fixe”, déclare Kronauer.

“Il s’agit plutôt d’une propriété émergente qui change en fonction de la taille du groupe.”

Ce qui n’est pas clair dans cette étude, c’est la raison pour laquelle la taille du groupe devrait avoir un impact sur l’envie des fourmis de se dégager lorsque la température augmente. Les fourmis elles-mêmes n’auraient pas connu la taille du groupe, il se passe donc autre chose.

Une hypothèse avancée par les chercheurs est que les phéromones – ou messagers chimiques – qui circulent entre les fourmis augmentent leurs effets lorsqu’elles sont plus nombreuses. Une autre considération pourrait être que le déplacement d’un groupe plus important de fourmis est plus difficile, ce qui modifie le calcul des avantages et des coûts.

L’étude offre un cadre solide et mesurable pour l’observation des fourmis au niveau collectif. Dans le cadre de recherches futures, d’autres paramètres pourraient être ajoutés, puis manipulés, afin d’obtenir une meilleure idée de cette prise de décision collective.

“Ce que nous avons pu faire jusqu’à présent, c’est perturber le système et mesurer précisément les résultats”, explique M. Kronauer.

“À long terme, l’idée est de faire de la rétro-ingénierie du système pour en déduire son fonctionnement interne de manière de plus en plus détaillée.”

Ces recherches ont été publiées dans PNAS.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche