Микроорганизмы учат азартных игроков и всех нас
Когда речь идет об азартных играх, многие полагаются на теорию игр — раздел прикладной математики, пытающийся оценить выбор других, чтобы принять собственное решение. Она используется в экономике, политике, медицине и, конечно, в Лас-Вегасе. Однако недавние выводы исследователя из Тель-Авивского университета (TAU) показывают, что для успеха лучше обратиться к бактериям.
По словам профессора Эшеля Бен-Яакова из Школы физики и астрономии TAU, современная теория игр не может объяснить естественные способности бактерий к принятию решений — она слишком упрощена. Понимание реакций бактерий на стрессовые и опасные условия может улучшить процессы принятия решений в любой человеческой сфере — от повседневной жизни до политических выборов.
В недавней статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), профессор Бен-Яаков и его коллеги описывают, как решения, принимаемые сообществами бактерий, превосходят теорию игр. «Когда люди принимают решение, они думают, что действуют рационально. Теперь мы понимаем, что на них влияет лишний "шум", такой как их когнитивное состояние и влияние окружающих», — говорит он. Бактерии, объясняет он, одновременно проще и сложнее — они могут эффективнее контролировать этот лишний шум и принимать коллективные решения, способствующие благополучию всей колонии.
Забота о целом
Бактерии живут в сложных колониях, которые могут быть в 100 раз многочисленнее населения Земли. В стрессовых обстоятельствах бактерии демонстрируют способность оценивать шумную и стрессовую среду вокруг себя, отфильтровывать релевантное и нерелевантное и принимать решения, обеспечивающие выживание колонии в целом.
Например, одна из реакций бактерий на голод или отравление — это «споруляция» части клеток, когда они заключают свою ДНК в капсулу или спору, а материнская клетка погибает. Это, по словам профессора Бен-Яакова, гарантирует выживание колонии — когда угроза исчезает, споры могут прорасти, и колония снова растет.
В ходе этого процесса бактерии «выбирают», входить ли им в состояние «компетентности», при котором они меняют свои мембраны, чтобы легче поглощать вещества из соседних умирающих клеток. В результате они быстрее восстанавливаются после окончания стресса. По словам профессора Бен-Яакова, это трудный выбор — фактически, азартная игра. Решение перейти в состояние компетентности окупается, только если большинство клеток решает спорулировать.
Действительно, наблюдения показывают, что только около 10% клеток решают стать компетентными. Так почему же не все бактерии пытаются спастись? Бактерии не скрывают своих намерений от сородичей в колонии, объясняет он — они не лгут и не уклоняются, а сообщают о своих намерениях, посылая друг другу химические сигналы. Отдельные бактерии тщательно взвешивают свои решения, учитывая испытываемый ими стресс, ситуацию с соседями, статистику того, сколько клеток спорулирует, а сколько выбирает компетентность.
Принятие трудных решений
В жизни бывает много ситуаций, когда люди сталкиваются с подобными решениями, говорит профессор Бен-Яаков. Один из примеров — выбор, делать ли прививку во время сезона гриппа. Рискнуть ли побочными эффектами и вакцинироваться или довериться тому, что большинство окружающих сделают прививку, и рискнуть возможной болезнью, избежав и заболевания, и побочных эффектов от вакцины? Как политики принимают решения по ключевым вопросам, например, по государственному долгу, которые могут навредить и принести пользу обществу?
Вокруг принятия решений всегда будет «шум», говорит профессор Бен-Яаков, но, подобно бактериям, мы можем использовать эту информацию для составления плана действий. Хотя бактерии реагируют индивидуально, отмечает он, между клетками существует координация. Важно делать выбор, который приносит пользу как нам как индивидам, так и группе в целом.
«Иногда нам нужно сдерживающее влияние сообщества, — говорит профессор Бен-Яаков. — Как индивидам нам нужно устанавливать некоторые границы, а не просто продвигать себя за счет других».