Auch ohne Gehirn kann man sich orientieren
Die ausgelagerte Gedächtnisfunktion könnte der erste Schritt auf dem Weg zum höher entwickelten Organismus sein, vermuten Chris Reid von der Universität Sydney und Kollegen. Von den Ergebnissen der Forscher könnten auch einfache Roboter profitieren.
Die Studie:
"Slime mold uses an externalized spatial "memory" to navigate in complex environments" erscheint zwischen 8. und 13. Oktober 2012 in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" (DOI:10.1073/pnas.1215037109).
Externes "Navi"
Das Prinzip des externen Gedächtnisses ist in der Biologie nichts Neues: Ameisen beispielsweise sind bekannt für ihre mit Pheromonen markierten Straßen, die nicht nur ihnen selbst, sondern auch ihren Artgenossen den Weg zurück zum Bau zeigen - eine sichere Kommunikationsart, die zudem den Vorteil hat, den Organismus der kleinen Insekten nicht mit Gedächtnisaufgaben zu belasten.
Einfache Roboter stehen im Prinzip oft vor den gleichen Problemen wie einfache Organismen: Sie müssen sich in einem ihnen unbekannten Gelände zurechtfinden oder ein Ziel erreichen und dabei einen ihnen unbekannten Weg beschreiten. Technisch wurde das bisher so gelöst, dass die Roboter entweder nach einer zuvor gespeicherten symbolischen Landkarte navigierten oder aber durch ihre Erfahrungen eine eigene Karte in ihrem Speicher anlegten - beide Methoden stoßen in einer unbekannten und komplexen Umgebung schnell an ihre Grenzen.
Vom Futter angezogen
Die australische Forschergruppe um Chris Reid wählte für ihren Versuch einen Organismus, der in seinen Fähigkeiten einfachen Robotern ähnlich ist: Physarum polycephalum gehört zu den Schleimpilzen und besteht aus vielen autonom arbeitenden Untereinheiten, die je nach Intensität eines äußeren Reizes zu leuchten beginnen. Nimmt der Pilz etwa Futter wahr, nehmen die Oszillationen in jenem Bereich zu, der der Nahrung am nächsten ist, und das Zytoplama fließt in diese Richtung.
Schleim zeigt Richtung
Um zu überprüfen, ob und wie ein vergleichsweise einfach gestrickter Organismus die komplexe Aufgabe der Nahrungssuche bewältigt, steckten die Forscher den Schleimpilz in eine U-förmige Falle und platzierten außerhalb der Falle eine Glukose-haltige Lösung. Der Pilz begann sofort, sich in Richtung Futter zu bewegen und nahm dabei ein wichtiges Hilfsmittel in Anspruch: Der durchsichtige Schleim, den er bei der Weiterbewegung absondert, diente offenbar als Navigationssystem. Dadurch konnte der Pilz erkennen, wo er zuvor schon gewesen war, und fand so einen schnellen Weg aus der Falle - obwohl, relativ schnell müsste man wohl sagen. Denn immerhin gaben die Forscher den Schleimpilzen 120 Stunden Zeit, um zur Nahrung zu finden.
Aber die Erfolgsquote spricht für sich: 96 Prozent der Versuchsorganismen waren erfolgreich. Kleisterten die Wissenschaftler aber den Bereich innerhalb der Falle mit Schleim zu und setzten damit das "Navi" außer Betrieb, scheiterten zwei Drittel auf der Suche nach dem Futter.
"Es braucht kein komplexes Nervensystem, um sich orientieren zu können", heißt es in der Studie. Externe Marker könnten so etwas wie Gedächtnis ersetzen - eine Erkenntnis, die sich auch auf den Roboterbau übersetzen ließe. Einfach gehaltene Maschinen müssten nicht dazulernen, sondern sich nur analog zu Informationen bewegen, die sie selbst in ihrer Umgebung hinterlassen haben.
Elke Ziegler, science.ORF.at
