每次我们穿过田野或森林，都会通过践踏脚下的植被，在土地上留下记忆的印记。后来的行人的足迹可以加强这些小径，而重新生长的植物可以削弱它们。随着时间的推移，它们就成了所有曾在该地区行走过的人留下的路线的集体记忆。从 A 到 B 的路径已经刻在地上；没有人需要将其存储在大脑中。这种“外化记忆”在您根本没有大脑时尤其有用。黏菌 多头绒泡菌属于与著名的变形虫 同生命王国。它是一个黄色的团块，看起来像是刚从B级片中渗出，或者可能是某人的消化道。它没有神经元也没有大脑，但它能够表现出看似“智能”的行为——解决迷宫、做决定，以及高效模拟各国交通网络。现在，来自悉尼大学的 Chris Reid 为黏菌的能力列表又增添了一项：一种由黏液痕迹书写的外部记忆，能帮助这种生物以复杂的方式在其环境中导航。Reid 认为，这些类型的外部记忆可能早于我们更熟悉的内部记忆的进化。多头绒泡菌通过从一个中心团块延伸出称为“假足”的触手网络来移动，形成一个脉动的黄色网络，在森林地面上寻找细菌和真菌来食用。整个网络称为“原生质体”，实际上是单个细胞。然而，它的行为就像一个群体，每个个体片段都通过压力进行“投票”。正如我在2010年在《卫报》上所写
每个部分都有节奏地扩张和收缩，推动内部的液体流动。如果原生质体的一部分接触到有吸引力的东西，比如食物，它就会脉动得更快，变得更宽。如果另一部分遇到有排斥性的东西，比如光，它就会脉动得更慢，缩小。通过累加所有这些影响，原生质体就能以最佳方向流动，而无需任何有意识的思考。这是众包的极致。
移动的原生质体会留下由蛋白质和糖组成的半透明黏液痕迹。Reid 与法国 CNRS 的 Audrey Dussutour 一起发现，多头绒泡菌非常避开它已经撒上黏液的地面。“我们研究黏菌的解决问题能力已有几年了，我们注意到它似乎会避开它以前去过的地方，”Reid 说。他通过提供一个 Y 形竞技场来证明了这种避让行为，竞技场的一侧被黏液覆盖，另一侧没有。它几乎总是选择开拓新的地面。这不是一种反射——更像是一种选择。如果没有任何不含黏液的选项，那么多头绒泡菌将会乐意重新踏上黏液路径。接下来，Reid 和 Dussutour 让黏菌面对一个 U 形陷阱——这是测试自主机器人的常用挑战。多头绒泡菌位于一个充满凝胶的培养皿顶部，其任务是到达底部的目标。目标富含糖分，糖分会扩散到凝胶中并形成一种多头绒泡菌可以追踪的梯度。但在途中，有一个 U 形障碍。如果原生质体直线前往目标，它就会被困住。它需要绕过 U 形障碍，如果它利用黏液避开它去过的地方，它就能做到。没有黏液，它就会盲目地游荡。
Reid 和 Dussutour 将黏菌放在不同的培养皿上——有些是空白凝胶，有些是已经涂有黏液的凝胶，这掩盖了多头绒泡菌自身的痕迹。在空白凝胶培养皿中，几乎所有的黏菌最终都到达了目标，平均用时不到 60 小时。相比之下，在预先涂有黏液的培养皿中，只有三分之一的黏菌到达了目标，而到达目标的黏菌则花费了大约 75 小时。由于无法感知自己的痕迹，它们在之前走过的地方花费的时间超过了 10 倍。当我们想到在世界上导航时，我们可能会首先想到我们自己的地图，或者熟悉的动物所进行的令人印象深刻的迁徙。但导航可以不费脑力地进行。蚂蚁等社会性昆虫可以通过在身后留下信息素痕迹来创建连接巢穴和食物来源的高效路径。随着越来越多的蚂蚁到达食物，它们会添加自己的信息素，使这些路线对其他蚂蚁更具吸引力。如果路径没有得到加强，信息素就会蒸发。这就像人类徒步旅行者一样，他们的集体脚印会在地面上踏出有效的路径，同时让无聊或无效的路径重新生长。黏菌将这些想法进一步发展——它可以在没有大脑的情况下导航，利用它沉积在环境中的化学物质。工程师在尝试编程能够自行找到出路的独立机器人时，也想出了类似的解决方案。为机器人配备预制地图，或在它们探索时编程让它们构建地图，这都太复杂了。在复杂性的另一端，如果机器人只是对局部环境做出反应，它们就可以轻松移动，但常常会被障碍物困住，就像苍蝇在窗户上嗡嗡作响一样。但如果增加一个简单的指令“避开过去”，突然之间，这些机器就能更好地绕过障碍物，并在复杂环境中导航。黏菌通过分泌黏液然后避开黏液来达到相同的效果。Reid 认为，这种外部记忆可能早于内部记忆，古代生物在神经元和大脑进化之前很久，就以类似于黏菌的方式利用它们来解决问题。“这以前就有人猜测过，但直到现在，还没有人能够提供任何证据来支持这个理论，”他说。参考：Reid, Latty, Dussutour & Beekman. 2012. Slime mold uses an externalized spatial “memory” to navigate in complex environments. PNAS http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1215037109照片：顶部由 Randomtruth；底部由 Reid 等人提供。更多关于黏菌的信息：
