脳や癌細胞とインターネット アリ達が教えてくれる事
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0:01 - 0:03私はアリを研究しています
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0:03 - 0:06砂漠や 熱帯林の中のアリや
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0:06 - 0:08我が家のキッチンや
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0:08 - 0:12私の住むシリコンバレー周辺の丘でも
アリを調べています -
0:12 - 0:13最近 私は ある事に気がつきました
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0:13 - 0:16アリ同士の「やりとり」は環境の違いで
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0:16 - 0:17異なった使われ方になるということです
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0:17 - 0:19また この事から
他のシステムについて -
0:19 - 0:21学ぶ事があるのではと考えました
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0:21 - 0:26例えば 脳の仕組みや
私達が設計するデータネットワークや― -
0:26 - 0:29癌についてでさえもです
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0:29 - 0:31これら全てのシステムには
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0:31 - 0:34中央司令塔はないのです
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0:34 - 0:38アリのコロニーは
生殖機能が無いメスの働きアリ ― -
0:38 - 0:40皆さんが歩いている所を
見かけるアリと -
0:40 - 0:42最低1匹の生殖を行うメスで
成り立っています -
0:42 - 0:44このメスはひたすら卵を産むだけで
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0:44 - 0:46誰にも指示を与えません
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0:46 - 0:48「女王アリ」という名にもかかわらず―
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0:48 - 0:51なんら命令を出すわけではありません
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0:51 - 0:54つまり コロニーに リーダーはおらず
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0:54 - 0:57この類の集中制御機能の無い
システムは全て -
0:57 - 1:01とても簡単な「やりとり」によって
制御されています -
1:01 - 1:03アリ同士のやりとりには
匂いが使われます -
1:03 - 1:05触角でにおいを感じ取り
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1:05 - 1:08触角でコミュニケーションを取り合います
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1:08 - 1:11アリ同士は触角を
お互いに触れ合う事で -
1:11 - 1:13相手が同じ巣の仲間なのか
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1:13 - 1:14確認したり
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1:14 - 1:19相手の行動を知ることができます
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1:19 - 1:22これは研究用アリーナです
沢山のアリが動き回り -
1:22 - 1:24相互に関わっています
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1:24 - 1:27他の2つのアリーナと チューブで
つながっています -
1:27 - 1:30アリ同士が接触する際には
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1:30 - 1:32相手が誰かに関わらず
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1:32 - 1:34複雑な信号や
メッセージのやりとりは -
1:34 - 1:37全く行っていません
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1:37 - 1:39アリにとって重要なのは
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1:39 - 1:42他のアリに出会う頻度なんです
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1:42 - 1:45そして このような出会いを総合して
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1:45 - 1:47ネットワークを 構成しています
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1:47 - 1:50これが アリの出会いの 相互作用が創る
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1:50 - 1:52アリーナの内部のネットワークです
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1:52 - 1:56この絶えず変化するネットワークは
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1:56 - 1:58コロニー全体の行動となって現れます
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1:58 - 2:01全てのアリが巣内に籠もるとか
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2:01 - 2:04何匹が 収穫に出るかなどを
決めているのです -
2:04 - 2:05実は 脳も同じように機能していますが
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2:05 - 2:07アリの良いところは
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2:07 - 2:12ネットワーク全体をリアルタイムで
観察出来る事です -
2:12 - 2:15アリはあらゆる環境下に生息し
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2:15 - 2:1712,000種にものぼります
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2:17 - 2:20それぞれの異なった
環境の問題に対応する為に― -
2:20 - 2:22「やりとり」を様々な形で利用しています
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2:22 - 2:25まず どのシステムもが直面する
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2:25 - 2:27環境上の課題は
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2:27 - 2:29システムの維持に必要な
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2:29 - 2:31「運転コスト」です
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2:31 - 2:33もう1つの環境上の
課題は「資源」です -
2:33 - 2:36「資源」を見つけ出し
集めるという事です -
2:36 - 2:39砂漠では 水が乏しい為
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2:39 - 2:40システム運用コストは
高くなります -
2:40 - 2:43私が砂漠で観察した
植物の種を食べるアリは -
2:43 - 2:46水を得るために
水を消費しなければなりません -
2:46 - 2:48巣の外で収穫活動をしているアリは
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2:48 - 2:50灼熱の太陽に照らされている為に
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2:50 - 2:52体内の水分が蒸発してしまうからです
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2:52 - 2:54でも コロニーは種に含まれる
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2:54 - 2:55脂肪を代謝することにより
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2:55 - 2:57水を得ています
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2:57 - 3:00このような環境下では
アリ間のやりとりが -
3:00 - 3:02収穫行動を促進させます
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3:02 - 3:04収穫に向かうアリは
戻ってくるアリとの -
3:04 - 3:07やりとりが十分でなければ
巣から出ません -
3:07 - 3:09これは 収穫を終えたアリの隊列が
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3:09 - 3:11巣に戻るためにトンネルを
通過する様子ですが -
3:11 - 3:13収穫に向かうアリたちと
接触し合っています -
3:13 - 3:15これは理にかなっています
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3:15 - 3:17沢山の餌があれば あるほど
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3:17 - 3:19それを見つける時間が短くなるので
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3:19 - 3:20出たアリがすぐに戻り
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3:20 - 3:23より沢山のアリを
送り出す仕組みになっています -
3:23 - 3:26これは通常止まっていて
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3:26 - 3:28好条件下でのみ稼動するシステムです
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3:28 - 3:32アリ間のやりとりが
収穫活動を促進するのです -
3:32 - 3:34私達は このシステムの
進化についても研究しています -
3:34 - 3:36まず コロニーによる
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3:36 - 3:38微妙な違いに注目しました
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3:38 - 3:41乾燥時に収穫活動を
減らすコロニーもあります -
3:41 - 3:42つまり コロニーによって
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3:42 - 3:44トレードオフの管理 つまり
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3:44 - 3:47どれだけ 水分を消費して種を探し
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3:47 - 3:50見返りに種から水分を得るかの
管理に差があるのです -
3:50 - 3:52私たちは 収穫活動を減らす―
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3:52 - 3:54コロニーが存在する訳を
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3:54 - 3:56アリをニューロン(神経細胞)に見立てて
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3:56 - 3:59神経科学のモデルから
理解しようとしています -
3:59 - 4:01神経細胞が
外部からの刺激を加算して -
4:01 - 4:03発火するかを決めるように
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4:03 - 4:06アリも 他のアリとの
やりとりの量を加算して -
4:06 - 4:08収穫を行うか 決めています
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4:08 - 4:10ですので コロニーによる
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4:10 - 4:12微妙な違い―
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4:12 - 4:15それぞれのアリが
収穫に向かうのに必要な― -
4:15 - 4:17やりとりの量に差があって
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4:17 - 4:21それが コロニーの収穫活動の減少に
つながるのかを模索しています -
4:21 - 4:24これは 脳に対しても
同様な疑問を投げかけます -
4:24 - 4:25よく 脳について話をしますが
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4:25 - 4:28もちろん それぞれの脳も微妙に違い
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4:28 - 4:30それぞれの性質や
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4:30 - 4:31それぞれの状況によって
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4:31 - 4:34ニューロンの電気的特性等に
違いが生じ -
4:34 - 4:38発火に より多量の刺激が
必要になり -
4:38 - 4:42その差が脳の機能の
違いに繋がるかもしれません -
4:42 - 4:44進化の過程を知る為には
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4:44 - 4:47繁殖に成功しているかどうか
知る必要があります -
4:47 - 4:49これは私が28年間
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4:49 - 4:52アリ数の追跡調査を行ってきた地域の
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4:52 - 4:55収穫アリのコロニーの地図です
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4:55 - 4:57この年数は
コロニーの寿命とほぼ同じです -
4:57 - 4:59各シンボルは コロニー
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4:59 - 5:03大きさは 子孫の数を表しています
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5:03 - 5:05遺伝子の情報を利用して
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5:05 - 5:07親と子孫をマッチさせ
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5:07 - 5:11どのコロニーが
2世代目女王アリによって― -
5:11 - 5:12設けられたのか
更には -
5:12 - 5:15どの親コロニーの
出身なのか解明しました -
5:15 - 5:17そして長年の調査の末
驚きの事実が判明しました -
5:17 - 5:20例えば この154番のコロニーは
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5:20 - 5:22私が 長年調査しているのですが
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5:22 - 5:24第一世代の
親コロニーです -
5:24 - 5:25これが 娘のコロニーで
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5:25 - 5:28これが 孫のコロニーです
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5:28 - 5:30そして これらは
ひ孫世代のコロニーになります -
5:30 - 5:32この調査によって
解った事は -
5:32 - 5:36子孫と親コロニーは
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5:36 - 5:38どのくらい暑ければ収穫に出ないかの
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5:38 - 5:40判断が似ています
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5:40 - 5:41この子孫のコロニーは
親コロニーとは -
5:41 - 5:44決して出会うことの無いほど
離れているので -
5:44 - 5:46子孫コロニーのアリは
親コロニーから -
5:46 - 5:49この知識を教わったはずはありません
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5:49 - 5:50ですから 次のステップは
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5:50 - 5:55この相似を生み出す
遺伝子の違いを探す事です -
5:55 - 5:59そこから どのアリが 繁栄しているかを
探ることもできます -
5:59 - 6:01これまでの研究の中で
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6:01 - 6:02特にこの10年間は
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6:02 - 6:06南西部アメリカでは
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6:06 - 6:08厳しい干ばつに襲われていますが
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6:08 - 6:11水を節約するために
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6:11 - 6:15猛暑の日は 巣の中に留まり
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6:15 - 6:18最大限の収穫を犠牲にするコロニーが
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6:18 - 6:21より’多くの子孫を残す事が解りました
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6:21 - 6:23それまで 154番のコロニーは
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6:23 - 6:26「負け組」だと考えていました
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6:26 - 6:28特に乾燥した日には収穫をほとんどせず
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6:28 - 6:29その間 他のコロニーは収穫に出て
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6:29 - 6:31沢山の餌を手に入れていたからです
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6:31 - 6:34しかし 154番コロニーは
沢山の子孫を残しました -
6:34 - 6:36彼女は偉大な女王です
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6:36 - 6:39この場所で稀な
3世代のコロニーを築き上げました -
6:39 - 6:42私の知る限り
初めてではないでしょうか -
6:42 - 6:43自然な動物群の集団行動が
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6:43 - 6:46進化する過程を追跡調査して
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6:46 - 6:48どの行動によって
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6:48 - 6:53いちばん繁栄するのかを
明らかにしました -
6:53 - 6:55インターネットは
データの流れの制御に -
6:55 - 6:58アルゴリズムを使用していますが
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6:58 - 7:00この仕組みは
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7:00 - 7:03収穫アリが 餌集めに送り出す個体数を
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7:03 - 7:04制御する仕組みによく似ています
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7:04 - 7:08この類似を なんと呼んでいるか
ご存知ですか? -
7:08 - 7:09「anternet (アンターネット)」です
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7:09 - 7:11(拍手)
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7:11 - 7:14データの伝送路容量が
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7:14 - 7:17十分に確保されているという
信号を受けるまで -
7:17 - 7:20発信元コンピュータはデータを
送出しません -
7:20 - 7:21インターネット初期は
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7:21 - 7:24運用コストは非常に高く
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7:24 - 7:27データを紛失しない事が
極めて重要だったので -
7:27 - 7:29システムは信号のやりとりによって
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7:29 - 7:32データ送信を開始するように
設計されました -
7:32 - 7:35アリが使用するアルゴリズムと
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7:35 - 7:38近年発明されたシステムの酷似は
興味深いものがあります -
7:38 - 7:41しかし それは私達が知っている
一握りのアリのアルゴリズムの -
7:41 - 7:43ほんの1つに過ぎません
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7:43 - 7:46一方 アリ達は1億3千万年の過程で
素晴らしいものを -
7:46 - 7:48数多く進化させてきました
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7:48 - 7:50ですから 他の12,000種の
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7:50 - 7:52アルゴリズムの中には
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7:52 - 7:55私達が考え付かなかった
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7:55 - 7:56データネットワークに関しての
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7:56 - 7:59役立つヒントが
あるに違いありません -
7:59 - 8:02では 運用コストが
低い場合はどうでしょう? -
8:02 - 8:03熱帯地方では 運用コストは下がります
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8:03 - 8:06なぜなら 多湿の為に
巣外での作業が -
8:06 - 8:08アリの負担にならないからです
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8:08 - 8:10しかし 熱帯地方では
アリの数が多く -
8:10 - 8:12種類も多く存在しますので
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8:12 - 8:14沢山の競争があります
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8:14 - 8:16ある種が使っている資源は
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8:16 - 8:20別の種のアリも同時に
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8:20 - 8:22狙っているかもしれません
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8:22 - 8:25ですので この環境では 「やりとり」は
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8:25 - 8:26逆の目的で使われます
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8:26 - 8:28これは常に「オン」のシステムで
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8:28 - 8:29不都合がある場合のみ
ストップします -
8:29 - 8:32私が観察したアリの1種は
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8:32 - 8:34木の幹や枝に収穫アリが経路を形成し
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8:34 - 8:37巣と餌場との往復を
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8:37 - 8:38何回も繰り返します
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8:38 - 8:40不都合が発生しない限り --
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8:40 - 8:41例えば 他の種のアリと
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8:41 - 8:44出くわしたりしない限り やめません
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8:44 - 8:47アリのセキュリティの1例を
お見せしましょう -
8:47 - 8:49中央部で 1匹のアリが
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8:49 - 8:51自らの頭で巣の入口を塞いでいますが
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8:51 - 8:54これは他の種に出くわした結果です
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8:54 - 8:56相手は 腹部を上に曲げて
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8:56 - 8:59動き回っているアリです
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8:59 - 9:01脅威が去るとすぐに
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9:01 - 9:03入口は 開けられます
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9:03 - 9:05コンピュータのセキュリティでも
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9:05 - 9:06状況によって
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9:06 - 9:08運用コストが安い場合には
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9:08 - 9:12直面する脅威に対して
一時的に対応して -
9:12 - 9:14接続をブロックし
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9:14 - 9:16再度 接続を開始する方が
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9:16 - 9:17恒久的なファイアウォールや
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9:17 - 9:21フォートレスを築くよりも
効率的かもしれません -
9:21 - 9:23さて もう一つの環境問題
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9:23 - 9:25全てのシステムにおいて
必要なのが -
9:25 - 9:30「資源」です
「資源」を見つけ 集める事です -
9:30 - 9:32アリは この問題の解決に
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9:32 - 9:33集団探索を行っています
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9:33 - 9:35この行為は 現在ロボット工学で
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9:35 - 9:36注目されている問題です
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9:36 - 9:38なぜなら 例えばですが
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9:38 - 9:40他の星の探査や
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9:40 - 9:43火災のビルの捜索などに
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9:43 - 9:45洗練された高価な
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9:45 - 9:47ロボットを1台使用するより
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9:47 - 9:50最小限の情報を交換する
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9:50 - 9:54安価なロボットを複数使った方が
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9:54 - 9:57効率的だと考えられていますが
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9:57 - 9:59これは まさにアリのやり方と同じなのです
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9:59 - 10:01侵略的な アルゼンチンアリは
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10:01 - 10:04拡張可能なサーチ網を形成します
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10:04 - 10:06このアリは 集団探索の重大な課題に
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10:06 - 10:07上手く対応しています
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10:07 - 10:10徹底的に探索するか
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10:10 - 10:11広い面積を探索するかの
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10:11 - 10:13トレードオフの問題に対して
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10:13 - 10:14このアリのやり方は
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10:14 - 10:16狭い面積に沢山のアリがいる場合
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10:16 - 10:19それぞれが
自分の周りを徹底的に探索します -
10:19 - 10:20なぜならその周辺は他のアリが
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10:20 - 10:22すでに探索を行っているからです
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10:22 - 10:23しかし より大きな範囲で
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10:23 - 10:25数匹のアリしかいない場合は
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10:25 - 10:28遠くまで出向いて
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10:28 - 10:29捜索範囲を広げる必要があります
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10:29 - 10:32アリ同士はやりとりから
密度を評価していると思います -
10:32 - 10:34非常に密な状況では
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10:34 - 10:35仲間に頻繁に出会うので
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10:35 - 10:37より 徹底的な捜索を行うのです
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10:37 - 10:41それぞれの種のアリに
様々なアルゴリズムがあるはずです -
10:41 - 10:43なぜなら どのアリも色々な環境に
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10:43 - 10:45対応しながら進化してきたからです
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10:45 - 10:47これを学ぶことは非常に役立つと考え
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10:47 - 10:49アリに 極限の環境で
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10:49 - 10:51集団捜索の問題を
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10:51 - 10:53解いてもらうことにしました
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10:53 - 10:54国際宇宙ステーション内の
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10:54 - 10:56微小重力環境での実験です
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10:56 - 10:58最初に写真を見た時は
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10:58 - 11:01「うわっ アリの箱が垂直になっている!」
と思いましたが -
11:01 - 11:03その後 「そうか 問題無いんだ」と
気付きました -
11:03 - 11:06実験の目的は アリ達は―
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11:06 - 11:08壁面や床面に
あたる場所へ -
11:08 - 11:11しがみつくのに必死で
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11:11 - 11:14やりとりをする機会が減り
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11:14 - 11:15アリの密度と
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11:15 - 11:17アリ同士が接触する頻度の関係が
-
11:17 - 11:19めちゃくちゃになるか というものです
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11:19 - 11:21まだ データは分析中ですので
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11:21 - 11:22結果は解りませんが
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11:22 - 11:24地球上でも 異なった環境で
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11:24 - 11:27様々な種の問題の解決方法を
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11:27 - 11:29知ることは 興味深い事です
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11:29 - 11:30ですので 私達は
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11:30 - 11:33世界中の子供たちに
色々な種のアリで -
11:33 - 11:35この実験にトライしてもらう計画を
立てています -
11:35 - 11:37非常に簡単で―
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11:37 - 11:39安価な材料で実験ができるので
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11:39 - 11:42世界中のアリの集団捜索に関する
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11:42 - 11:45アルゴリズム・マップも作成出来るかもしれません
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11:45 - 11:48侵略的な種で建物の中に
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11:48 - 11:50侵入するタイプのものには
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11:50 - 11:52素晴らしいアルゴリズムがあるでしょう
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11:52 - 11:53台所にまで入って来て
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11:53 - 11:57食糧や水をうまく探し出すのですから
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11:57 - 12:01アリがよく集まってくるのが
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12:01 - 12:02ピクニックです
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12:02 - 12:04これは まとまった資源です
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12:04 - 12:05果物を見つけたら
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12:05 - 12:08そのすぐ側にも
果物があるはずですから -
12:08 - 12:11まとまった食糧に
特化している種のアリは -
12:11 - 12:13「やりとり」を 仲間の召集に使います
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12:13 - 12:14ですから 他のアリや
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12:14 - 12:16地面に残された匂いに
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12:16 - 12:18出会った場合
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12:18 - 12:19アリは方向転換をして
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12:19 - 12:21やりとりの方に向かいます
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12:21 - 12:23このようにして ピクニックの食べ物に
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12:23 - 12:24アリの行列がやってくるわけです
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12:24 - 12:26この状況から癌について
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12:26 - 12:30何か学べるかもしれません
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12:30 - 12:32もちろん
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12:32 - 12:33癌予防のためには
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12:33 - 12:36私たちの体内で 癌の発生を促進する
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12:36 - 12:38有害物質の拡散や売買の禁止も
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12:38 - 12:41大切な事ですが
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12:41 - 12:43これは アリから学ぶ事はできません
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12:43 - 12:46アリは自らコロニーを
有害物質で汚染しませんから -
12:46 - 12:48でも癌の治療法については
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12:48 - 12:50学ぶ事があるかもしれません
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12:50 - 12:52癌にも 沢山の種類があります
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12:52 - 12:55それぞれの癌は体内の
決まった場所で発生し -
12:55 - 12:58その中のいくつかは 広がって
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12:58 - 13:01癌細胞が必要とする
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13:01 - 13:03資源を得られる細胞へ転移します
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13:03 - 13:05ですので 早期の
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13:05 - 13:07転移性がん細胞が
-
13:07 - 13:09必要とする資源を
-
13:09 - 13:11探し回っているとき
-
13:11 - 13:13まとまった資源をみつけたら
-
13:13 - 13:16仲間を招集する
やりとりをするかもしれません -
13:16 - 13:19もし 癌細胞が仲間を集める仕組みを
解明出来れば -
13:19 - 13:22罠を仕掛け―
-
13:22 - 13:26癌細胞が定着する前に
捕えられるかもしれません -
13:26 - 13:29アリは 様々な環境の中
様々な方法で -
13:29 - 13:31「やりとり」を利用しています
-
13:31 - 13:33私達はこれらの やりとりから
-
13:33 - 13:35他の「集中制御機能の無いシステム」―
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13:35 - 13:37についても学ぶ事が出来ます
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13:37 - 13:39単純なやりとりを利用するのみで
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13:39 - 13:41アリのコロニーは驚くべき偉業を
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13:41 - 13:451億3千万年以上成し遂げてきました
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13:45 - 13:47私達はアリからまだまだ学ぶ事があるのです
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13:47 - 13:50ありがとう
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13:50 - 13:52(拍手)
- Title:
- 脳や癌細胞とインターネット アリ達が教えてくれる事
- Speaker:
- デボラ・ゴードン
- Description:
-
生態学者のデボラ・ゴードンは砂漠や熱帯地方や彼女のキッチンなど、いたる所でアリを観察しています。この魅力的なトークの中で彼女は、私達の殆んどが何も考えずに追い払っている昆虫について、彼女が取りつかれている訳を説明してくれます。彼女は、アリの生態が私達の病気やテクノロジー、人間の脳についても学ぶ事があるのだと主張します。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 14:09
Natsuhiko Mizutani approved Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet | ||
Natsuhiko Mizutani edited Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet | ||
Natsuhiko Mizutani edited Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet | ||
Natsuhiko Mizutani edited Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet | ||
Akiko Hicks accepted Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet | ||
Akiko Hicks edited Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet | ||
Akiko Hicks edited Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet | ||
Takeshi Maeda edited Japanese subtitles for What ants teach us about the brain, cancer and the Internet |