В сложных биологических системах функциональность появляется в результате взаимодействия множества компонентов, которые принимают решения, опираясь на неполные данные. Это могут быть нейроны, получающие зашумленный сигнал, или животные, которые живут в одной стае. В такой системе не обойтись без конфликта интересов между элементами, и считается, что это имеет только негативные последствия: нестабильность системы, появление тупиковых ситуаций и повышенную смертность. В новом исследовании ученые из США показали, как решения на уровне отдельных элементов системы приводят к оптимальному решению, несмотря на конфликты и неполноту данных.
В качестве модельной системы исследователи использовали сообщество приматов (макак или шимпанзе), учтя данные наблюдений за реальными животными. В модельной системе животным требуется понять распределение силы — «проградуировать» животных по силе. Для этого при парном взаимодействии каждой особи необходимо решить, вступать в борьбу или сразу сдаться.
Для описания поведения каждого отдельно взятого примата ученые использовали модель «интегратора с утечкой» — системы, которая накапливает полученную информацию с небольшими потерями. Таким образом ученым удалось описать принятие решения в условиях неполных данных.
Выбирая концепцию поведения элемента системы, исследователи оптимизировали три параметра: точность оценки текущей ситуации, скорость принятия решения и личный интерес, противопоставленный интересам группы. Часто некоторые из них противоречат друг другу: к примеру, настойчивость в поединке делает победу более вероятной, но также отнимает больше сил и времени. Во многих работах изучалось взаимодействие каких-либо двух факторов, однако редко кто принимал во внимание все три одновременно.
Чтобы описать принятие решения на уровне группы, в работе использовалась модель «коллективного согласия». Она не предполагает, что все члены сообщества придут к единому мнению, однако точка зрения каждого примата будет учитываться при составлении общего «рейтинга». Данные о взаимном подчинении особей позволяют судить о распределении силы в группе.
Оказалось, что конфликт интересов между отдельными особями позволяет достичь более точного решения на уровне коллектива. Нежелание сдаваться в конфликтных ситуациях приводит к тому, что на принятие решения уходит больше времени и сил. А это, в свою очередь, требует более детального понимания силы конкурирующей особи. В результате животные принимают более взвешенные и более точные решения в отношении того, следует ли продолжать борьбу или уже выгоднее сдаться.
Ученые отмечают, что эти результаты дают важную информацию об эволюции механизмов агрегации данных, которые могут использоваться и в отношении других социальных структур.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Science Advances.
Некоторое время назад ученые заметили еще одну необычную особенность, наблюдая за динамикой разрешения конфликтов: оказалось, что вмешательство третьей стороны чаще приводит к благополучному разрешению спора даже между очень настойчивыми оппонентами. Подробнее об этом читайте в материале «Чердака».