Koordinacija između pojedinaca je fundamentalni izazov u kolektivima, i to jednako važi za vladu jedne zemlje kao i za jednostavne višećelijske organizme. Kako se grupa od mnogih ćelija koordinira u telo koje izvodi koherentno ponašanje? U razvijenijim grupama životinja, to je posao nervnog sistema.
Ali ako se vratimo na početak evolucionog stabla i pogledamo prve višećelijske životinje, primetićemo da su neke od njih sposobne da se kreću na koordinisan način iako nemaju nervni sistem. Jedan primer je placozoan Trichoplak adhaerens, najjednostavniji višećelijski životinjski organizam ikada opisan. T. adherens je vrsta morske amebe sa telom toliko nediferenciranim da nema samo nervni sistem, već i usta, stomak, mišiće, krv ili vene. Ipak, pokretljiv je zahvaljujući zajedničkom delovanju hiljada cilija, malih struktura nalik dlakama koje mogu da udaraju u bilo kom pravcu, omogućavajući kretanje.
Ovo je navelo istraživače da se zapitaju: kako se kolekcija ćelija može kretati na naizgled koordinisan način ako nema „mozak?“ U novom radu objavljenom u Proceedings of the National Academi of Sciences, Nauka o inteligenciji PI Pavel Romanczuk, zajedno sa Mirčeom Davideskuom (Univerzitet Printon), Tomasom Gregorom (Univerzitet Prinston) i Iainom Kuzinom (Univerzitet u Konstancu), istraživali su koordinaciju među ćelijama. kod T. adhaerens merenjem koliko dobro se kolektiv kreće zajedno kod različitih jedinki različitih veličina.
Otkrili su da će ćelije koje čine kolektiv pokrenuti kretanje kada se ćelije nađu tačno na granici između stanja reda i stanja haosa – to jest, kada su u takozvanom „stanju kritičnosti“. Ovaj fenomen, za koji je poznato da se javlja u životinjskom mozgu, takođe je primećen u meksičkom ribljem kolektivu opisanom u drugom radu, objavljenom u Nature Phisics. U toj studiji, istraživači su posmatrali kako jato riba izvodi fascinantne pokrete poput talasa da pobegne od predatora kad god je grupa dostigla fazu kritičnosti, a istraživači su to opisali kao neku vrstu „kolektivnog mozga“.
Sadašnja studija je kombinovala detaljno posmatranje T. adherensa sa matematičkim modelom koji je simulirao njegovo kretanje u računaru. Praćenje pod mikroskopom je omogućilo da se kvantifikuje kako se različiti delovi pojedinih životinja kreću jedni u odnosu na druge kada istražuju svoju okolinu. Matematički govoreći, jednostavne višećelijske životinje su modelovane kao samoorganizovani kolektiv pokretnih ćelija, odnosno ćelija koje su sposobne da se kreću, povezane jedna sa drugom. U kompjuterskim simulacijama, istraživači su bili u mogućnosti da generišu predviđanja za posmatrano ponašanje i otkrili su da se ponašanje životinja može objasniti samo ako rade na kritičnosti.
Ako je kritičnost ono što omogućava privrženicima Trichoplaka da koordiniraju kretanje svojih različitih delova, to takođe ima svoju cenu, i stoga što je životinja veća (gledana kao kolektiv ćelija) to će biti manje organizovana njena lokomocija. Naučnici su takođe otišli korak dalje i kvantifikovali kompromis između povećane veličine i koordinacije pokreta kod T. adherensa, i tvrdili da postoji maksimalna veličina (1-2 mm) preko koje više nije moguće da se sistem pomeri na koordinisan način. Ovo bi moglo baciti novo svetlo na to kako i zašto su veći organizmi evoluirali hijerarhijske strukture, kao što su nervni sistemi.
