Un cuc pot ajudar a planificar millor els rescats

Un estudi liderat per Liliana C. M. Salvador, al Centre d'Estudis Avançats (CEAB) del CSIC en el moment de realitzar aquest treball, i Frederic Bartumeus, del CEAB-CSIC i investigador associat al CREAF, conclou que la millor estratègia per fer cerques en l'espai és confiar en les expectatives que tens sobre el territori però incorporar una dosi constant de cerca a l’atzar. Conèixer en profunditat aquestes estratègies pot ser útil per a desenvolupar algoritmes de cerca més eficients que es puguin integrar en operacions de rescat i en robots.

La teoria ens diu que hi ha dues possibilitats de trobar allò que cerquem: fer una cerca ordenada i sistemàtica basada en les expectatives generades per l’experiència prèvia viscuda, o bé moure’s de forma aleatòria.

Segons un estudi publicat a la revista Journal of the Royal Society Interface quan els animals no disposen d’informació de l’ambient utilitzen la memòria per reproduir moviments apressos en experiències anteriors. A més, combinen els records amb una estratègia de cerca aleatòria que va prenent relleu a mesura que la memòria decau.

“Els nostres resultats ens permeten comprovar que els animals acostumen a cercar de forma ordenada quan saben que allò que cal trobar està relativament a prop, o bé quan tenen mesures espacials ben acotades on repartir-hi racionalment l’esforç (en organismes amb capacitats cognitives més elevades). En canvi, si no tenen cap pista a seguir, es fien més de les seves expectatives i de l’ús de la memòria, i ho combinen alhora amb una cerca a l’atzar”, assenyala Frederic Bartumeus, professor d’investigació ICREA que dirigeix el Laboratori d’Ecologia del Moviment.

Segons Bartumeus, els resultats de l’estudi demostren que quan s’incorporen moviments aleatoris, les probabilitats de trobar allò que es cerca s’incrementen.

Un cuc model per estudiar la millor forma de cercar objectes perduts

Per obtenir els resultats d’aquest estudi, un equip internacional d’investigadors multidisciplinari ha estudiat amb un gran nivell de detall el moviment de Caenorhabditis elegans en un espai de laboratori petit i controlat. Durant l’estratègia de cerca, C. elegans combina el desplaçament endavant amb una bateria de girs coneguts que es poden estudiar amb detall i diferenciar perfectament: gir omega, gir enrere, i la pirueta, en els quals, respectivament, el cuc gira plegant el seu cos, gira lliscant cap enrere i, per últim, gira amb un moviment que combina els dos anteriors en un de sol.

“L'avantatge de C.elegans, un diminut nematode que s'ha convertit en model habitual de laboratori, és que mou el seu cos amb girs molt visibles, i cada gir té una conseqüència diferent. És, per això, molt fàcil veure quin gir realitza i quina direcció vol prendre l'animal: no hi ha possibilitat d'equivocar-se o de malinterpretar els seus moviments, cosa que ens permet caracteritzar amb detall la seva estratègia de cerca”, explica  Liliana C. M. Salvador, actualment a la Universitat de Glasgow (Anglaterra).

En aquest vídeo podem veure la tipologia de moviments de C.elegans. 

De fet, conèixer en profunditat les estratègies de cerca i saber com els animals poden localitzar objectes quan no hi ha informació pot ser molt útil per a desenvolupar algoritmes de cerca més eficients que es puguin integrar en operacions de rescat i militars,  o fins i tot en robots de cerca d’objectes, substàncies o persones, per exemple.

Tot i que aquest cuc és un nematode molt utilitzat en la recerca en el camp de la biologia i la medicina, amb aquest treball s’obren noves possibilitats d’us: per exemple, com a organisme genèticament manipulable per estudiar la interacció entre els organismes i el seu ambient amb una perspectiva ecològica.

Aquesta investigació ha estat finançada amb fons del Plan Nacional de I + D+ i del Ministeri d’Economia i Competitivitat, i pel programa internacional Human Frontier Science Program (HFSP).

Article de referència:

Salvador LCM, Bartumeus F, Levin SA, Ryu WS. 2014 Mechanistic analysis of the search behaviour of Caenorhabditis elegans. J. R. Soc. Interface 20131092. http://dx.doi.org/10.1098/rsif.2013.1092