Un estudi liderat per investigadors del Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB-CSIC) ha constatat que les formigues de l'espècie 'Aphaenogaster senili' funcionen com un "cervell líquid", amb una intel·ligència col·lectiva, que es crea a partir de la interacció dinàmica de molts individus. L'investigador del CEAB-CSIC i coautor de l’estudi, Frederic Bartumeus, ha indicat que han demostrat que "no hi ha un cap o algú que dirigeixi, sinó que la coordinació, la intel·ligència, sorgeix de les connexions entre elles". La recerca ho ha demostrat empíricament i ha generat un model matemàtic que ho replica. A més, han comprovat la rellevància de moviments com l'exploració i explotació per ser més eficients a l'hora d'obtenir menjar.

Un equip del Centre d’Estudis Avançats de Blanes (CEAB-CSIC) ha analitzat el comportament, tant individual com col·lectiu, de les formigues 'Aphaenogaster senilis', una espècie de la regió mediterrània. Aquest tipus d'insectes no es comuniquen entre ells amb feromones (deixant rastres d’olor que les altres segueixen); sinó que fan servir el moviment i els contactes directes, a través de les antenes. A més, compten amb un nombre reduït d'individus que es dediquen a cercar menjar; fet que complica la seva comunicació. Segons els investigadors, aquest patró les fa especialment interessants per desxifrar els mecanismes concrets que els permeten funcionar com si fossin un únic organisme amb un sol cervell. 

Per estudiar com aconsegueixen cooperar amb tanta eficiència, l’equip va dissenyar un espai específic que permetia replicar les condicions i situacions observades a l’entorn natural. Tenia una estructura força més gran que les utilitzades en estudis precedents, amb forma laberíntica i un patró de bresca. A més, estava equipada amb un sistema d’enregistrament d’alta resolució.

Els investigadors van estar observant i registrant els diferents comportaments, especialment els relacionats amb la cerca i l'explotació de menjar. Dipositaven aliment en diferents punts de l’estructura, i es registrava com actuava i es movia cada formiga, com es traspassaven la informació entre elles, i la relació d’aquestes qüestions amb l’eficiència de la colònia.

Els resultats de la recerca s’han publicat ara a la revista científica 'Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)'. La investigació mostra evidències empíriques  sobre el funcionament del “cervell líquid” de les formigues, que tenen una intel·ligència sense “centre de control”. Així, l'estudi mostra que la diversitat de moviments individuals i la capacitat de canviar la proporció d’uns i altres segons les condicions del medi, és essencial perquè la colònia sigui eficient.

Van comprovar com existeixen dos rols en el procés de recollida d’aliment: el d’exploració i descoberta de noves fonts de recursos (formigues 'scout') i el d’explotació i recollida del recurs un cop trobat (formigues 'recruit'). La recerca ha establert un criteri objectiu per distingir aquests dos comportaments inequívocament, i n’ha quantificat amb precisió els seus moviments.

A partir d'aquestes dades, els investigadors han fet ús d’un model neuronal, on les formigues s’activen segons la freqüència de contactes amb formigues veïnes, i es mouen de forma heterogènia reproduint els patrons observats individualment i col·lectivament. Aquest model ha permès entendre i demostrar que les proporcions relatives de cadascun dels tipus de formiga dona lloc a connectivitats i dinàmiques de recollida d’aliment ben diferents, modulant l’eficiència de la colònia.

L’estudi suggereix que aquesta espècie podria variar les proporcions de 'scouts' i 'recruits', balancejant de manera molt flexible el compromís inherent entre explorar i explotar el recurs segons les condicions. Així mateix, han constatat que aquesta variació és un element adaptatiu fonamental per a l’èxit de la colònia.

L'investigador del CEAB-CSIC i primer autor de l’estudi, Pol Fernández-López, ha destacat que la clau per tenir més o menys èxit obtenint recursos és ajustar la proporció d’un rol i l'altre. "Amb diferents proporcions de moviment, les colònies de formigues aconsegueixen optimitzar l’exploració (la cerca de nous recursos) i l’explotació (l’aprofitament dels ja trobats) sense que cap individu del grup tingui la visió global del que cal fer", ha recalcat.

El també investigador del CEAB-CSIC i coautor de l’estudi, Frederic Bartumeus, ha afegit que han demostrat "amb dades reals que una colònia de formigues funciona com un cervell líquid". "Cada formiga actua com una neurona que s’activa de forma intermitent en funció del contacte amb les veïnes. No hi ha un cap, algú que dirigeixi, sinó que la coordinació, la intel·ligència, sorgeix de les connexions entre elles". Aquestes connexions, segons Bartumeus, són canviants, però alhora tenen una estructura en l’espai i el temps.

El CEAB-CSIC ressalta que amb aquest estudi s’ha descobert que en sistemes cognitius líquids-diluïts -com serien les societats d’insectes o, també, el sistema immunitari- el moviment és clau per mantenir el sistema connectat i coordinat. En el cas de les formigues, concretament aquests dos tipus de moviments juguen un paper clau en com es transmet la informació entre elles, i en com troben i exploten noves fonts d’aliment. 

Segons els investigadors, l’estudi aporta "nova i valuosa informació", ja que és un coneixement científic que es podria aplicar més enllà dels camps de la biologia i l’ecologia. Per exemple, en aplicacions robòtiques o en algorismes d’optimització de cerca a internet.