你擁有蜂巢思維

你的大腦和蜂群做出決策的方式之間存在著深刻的聯絡

你做的每一個決定本質上都是一個委員會的行為。成員們各抒己見,權衡各種選擇,最終透過共識批准一項行動方案。當然,這個委員會就是你大腦中緊密交織的神經元社會。“透過共識批准”實際上只是委婉地說,反對意見被壓制了。

我們的大腦似乎不是透過連續地產生並執行“正確”的行動來工作的,而是透過並行地呈現多種可能性,並抑制所有可能性,只留下一個。當這種抑制作用喪失時,如額葉受損的人身上發生的那樣,這些多種可能性會成為負擔,並可能導致所謂的利用行為。這些受損的人會不加選擇地拿取放在他們面前的物體——例如發刷或錘子——即使在不合適的場合也會使用它們。

從本質上講,儘管我們感覺自己是單一的、統一的行動者,但我們更像自己內部的蜂巢思維,我們的大腦裡充斥著必須加以管理的多種、經常衝突的計劃和利益。對於康奈爾大學神經生物學教授托馬斯·西利博士來說,“蜂巢思維”不僅僅是一個比喻。在最近發表於《科學》雜誌的論文中,西利和他的同事描述了大腦和蜂群如何做出決策之間可能存在的深刻相似之處。在沒有中央規劃者或決策者的情況下,大腦和蜂巢都可以解決它們內部的差異,從而採取單一的行動方案。


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觀察一群蜜蜂,你會看到各種不同的興趣凝聚成一個單一、清晰的想法。這類似於大腦中的神經元,它們必須達成共識,以透過在空間中定位身體來實現行為目標。蜂巢中的蜜蜂在決定將蜂群這個超個體遷移到哪裡時,必須做類似的事情。未能將蜂群作為一個單一、統一的整體遷移,可能會導致蜂群分裂並失去蜂王。同樣,做出錯誤的移動可能會使蜂群暴露在捕食者或極端溫度下。

像許多其他決策者一樣,蜂群在春天遷移之前的第一件事是考慮各種可能性。為此,派出幾組偵察蜂去尋找合適的新蜂巢。當偵察蜂返回時,它們各自透過表演著名的“搖擺舞”來倡導首選的新地點,這種舞蹈是一系列八字形的動作,告訴其他蜜蜂潛在新地點的方向和距離。這些舞蹈招募了蜂巢中其他未決定的蜜蜂,也來倡導所宣傳的地點。

一段時間以來,許多科學家認為,這種穩步積累特定地點“選票”的策略足以解釋蜂群最終的決定。包括西利和他的同事在內的其他人對此並不滿意。如果大小相似的蜜蜂群體正在倡導不同的地點,會發生什麼情況?這難道不會導致僵局嗎?

西利懷疑答案與蜜蜂做出的頭撞動作有關。為了探索這個想法,他和他的團隊首先在一個缺乏天然巢穴的島嶼上建立了蜂群,並讓偵察蜂在兩個相同的人工築巢箱之間做出選擇。參觀一個地點的偵察蜂被標記上黃色油漆,而參觀另一個地點的偵察蜂則被標記上粉紅色油漆。透過標記這兩個不同的群體,西利和他的同事在某種意義上標記了兩個相互競爭的想法,然後他們可以觀察這些想法在集體蜂巢思維中的展開和相互作用。

研究人員發現,塗有黃色和粉紅色油漆的偵察蜂表演了搖擺舞,宣傳各自的巢穴。此外,還觀察到偵察蜂之間會互相短暫地用頭部和胸部發出嗡嗡聲的撞擊。跳舞的蜜蜂往往在舞蹈結束時收到頭撞,這表明頭撞是停止跳舞的訊號。最有趣的發現來自觀察誰在撞擊誰。帶有黃色標記的蜜蜂傾向於收到來自帶有粉紅色標記的蜜蜂的這些假定的停止訊號,反之亦然。換句話說,這兩個不同的群體相互抑制——一個提案與另一個提案對抗。

這種安排的結果是,它放大了不同偵察蜂群體之間的小差異,形成了一種贏者通吃的局面。如果沒有抑制性的停止訊號,蜂群將能夠維持多種相互競爭的利益,因為不同的偵察蜂群體會積累越來越多的選票,直到蜂群達到某種穩定但分裂的狀態。有了停止訊號,分裂的蜂群狀態就遠不那麼穩定了。一小部分偵察蜂的優勢將轉化為對其他偵察蜂群體的更大抑制,從而將最初微小的數字優勢轉化為更大的優勢。經過這個過程的幾次迭代,最初的微弱多數被放大為共識。

理想情況下,後續實驗本應消除蜜蜂的停止訊號,並研究對蜂群決策過程的影響。由於這幾乎不可能做到,西利和他的同事選擇了基於模擬的方法。在他們對集體蜜蜂活動的模型中,交叉抑制的停止訊號對於打破兩個同樣有吸引力的巢穴之間的決策僵局至關重要。如果停止訊號是無差別的,或者根本不存在,蜂群就會保持分裂,並且永遠不會達成共識。

西利和他的團隊提出,交叉抑制可能是一種通用的決策策略,事實上,他們在蜜蜂身上的發現重述了其他系統中決策和模式形成的特徵。所有這些系統中顯著的統一主題是,如何僅透過代理之間的一些簡單的區域性互動來構建聚合的蜂群智慧。神經元和蜜蜂都可能不知道它們的衝動和訊號如何超越個體,併為更宏大的集體智慧奠定基礎。

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