I'd like to introduce you to an organism: a slime mold, Physarum polycephalum. It's a mold with an identity crisis, because it's not a mold, so let's get that straight to start with. It is one of 700 known slime molds belonging to the kingdom of the amoeba. It is a single-celled organism, a cell, that joins together with other cells to form a mass super-cell to maximize its resources. So within a slime mold you might find thousands or millions of nuclei, all sharing a cell wall, all operating as one entity. In its natural habitat, you might find the slime mold foraging in woodlands, eating rotting vegetation, but you might equally find it in research laboratories, classrooms, and even artists' studios.
J'aimerais vous présenter un organisme : un myxomycète, le <i>Physarum polycephalum</i>. C'est une moisissure avec une crise d'identité car ce n'en est pas une, réglons ça dès le départ. C'est un des 700 types de myxomycètes appartenant à la famille des amibes. C'est un organisme unicellulaire, une cellule qui se combine avec d'autres cellules pour former un amas de super-cellules afin de maximiser ses ressources. Dans un myxomycète, on trouve des milliers, voire des millions de noyaux, partageant une paroi cellulaire et fonctionnant comme une seule entité. Dans leur habitat naturel, on peut les trouver dans les régions boisées, en train de manger la végétation pourrie, mais on peut également les trouver dans les laboratoires de recherche, les salles de classe et même dans les studios d'artistes.
I first came across the slime mold about five years ago. A microbiologist friend of mine gave me a petri dish with a little yellow blob in it and told me to go home and play with it. The only instructions I was given, that it likes it dark and damp and its favorite food is porridge oats. I'm an artist who's worked for many years with biology, with scientific processes, so living material is not uncommon for me. I've worked with plants, bacteria, cuttlefish, fruit flies. So I was keen to get my new collaborator home to see what it could do. So I took it home and I watched. I fed it a varied diet. I observed as it networked. It formed a connection between food sources. I watched it leave a trail behind it, indicating where it had been. And I noticed that when it was fed up with one petri dish, it would escape and find a better home.
Je suis tombée pour la première fois sur les myxomycètes il y a 5 ans. Un ami microbiologiste m'a donné une boîte de Pétri contenant une petite tache jaune et m'a dit d'aller m'amuser avec à la maison. Les seules instructions qu'on m'a données étaient que ça aimait l'obscurité et l'humidité et que sa nourriture favorite était les flocons d'avoine. En tant qu'artiste, j'ai travaillé plusieurs années avec la biologie, avec des processus scientifiques, les matériaux vivants ne me sont donc pas étrangers. J'ai travaillé avec des plantes, des bactéries, des seiches, des mouches du vinaigre. J'étais enthousiaste à l'idée d'amener mon nouveau collaborateur chez moi pour voir ce qu'il pouvait faire. Je l'ai amené et j'ai observé. Je lui ai donné un régime varié. J'ai observé comment il formait ses réseaux. Il créait des connections entre les sources de nourriture. Je l'ai vu laisser une trace derrière lui, qui indiquait son chemin. J'ai aussi remarqué que lorsqu'il en avait marre d'une boîte de Pétri, il s'échappait pour trouver un meilleur environnement.
I captured my observations through time-lapse photography. Slime mold grows at about one centimeter an hour, so it's not really ideal for live viewing unless there's some form of really extreme meditation, but through the time lapse, I could observe some really interesting behaviors. For instance, having fed on a nice pile of oats, the slime mold goes off to explore new territories in different directions simultaneously. When it meets itself, it knows it's already there, it recognizes it's there, and instead retreats back and grows in other directions. I was quite impressed by this feat, at how what was essentially just a bag of cellular slime could somehow map its territory, know itself, and move with seeming intention.
J'ai capturé mes observations en utilisant la photographie accélérée. Les myxomycètes poussent au rythme d'un centimètre par heure ; ce n'est pas l'idéal pour de l'observation en temps réel sauf pour un genre de méditation extrême, mais avec l'accéléré, j'ai pu observer des comportements très intéressants. À preuve, après s'être nourrie d'un tas d'avoine, l'amibe part explorer de nouveaux territoires dans différentes directions à la fois. Lorsqu'il se rencontre lui-même, il sait qu'il y est déjà, il se reconnaît, et à la place, il se replie et se développe dans d'autres directions. j'étais très impressionnée par cette prouesse ; comment ce qui était essentiellement juste un amas de vase cellulaire pouvait d'une certaine manière tracer le plan de son territoire, se connaître, et se mouvoir avec une intention apparente.
I found countless scientific studies, research papers, journal articles, all citing incredible work with this one organism, and I'm going to share a few of those with you. For example, a team in Hokkaido University in Japan filled a maze with slime mold. It joined together and formed a mass cell. They introduced food at two points, oats of course, and it formed a connection between the food. It retracted from empty areas and dead ends. There are four possible routes through this maze, yet time and time again, the slime mold established the shortest and the most efficient route. Quite clever. The conclusion from their experiment was that the slime mold had a primitive form of intelligence. Another study exposed cold air at regular intervals to the slime mold. It didn't like it. It doesn't like it cold. It doesn't like it dry. They did this at repeat intervals, and each time, the slime mold slowed down its growth in response. However, at the next interval, the researchers didn't put the cold air on, yet the slime mold slowed down in anticipation of it happening. It somehow knew that it was about the time for the cold air that it didn't like. The conclusion from their experiment was that the slime mold was able to learn. A third experiment: the slime mold was invited to explore a territory covered in oats. It fans out in a branching pattern. As it goes, each food node it finds, it forms a network, a connection to, and keeps foraging. After 26 hours, it established quite a firm network between the different oats. Now there's nothing remarkable in this until you learn that the center oat that it started from represents the city of Tokyo, and the surrounding oats are suburban railway stations. The slime mold had replicated the Tokyo transport network — (Laughter) — a complex system developed over time by community dwellings, civil engineering, urban planning. What had taken us well over 100 years took the slime mold just over a day. The conclusion from their experiment was that the slime mold can form efficient networks and solve the traveling salesman problem.
J'ai trouvé d'innombrables études scientifiques, de mémoire de recherche, d'articles de journaux, citant tous des travaux remarquables utilisant cet organisme. Je vais vous partager certains d'entre eux. Par exemple, une équipe à l'université d'Hokkaido au Japon ont rempli un labyrinthe de myxomycètes. Ceux-ci se sont rassemblés pour former un amas de cellules. Les chercheurs ont ensuite placé de la nourriture en deux endroits, de l'avoine bien sûr, et l'organisme a formé un lien entre les deux sources de nourriture. Il s'est retiré des endroits vides et des impasses. Il y a 4 chemins possibles à travers le labyrinthe. Pourtant, à maintes reprises, l'organisme créait le chemin le plus court et le plus efficace. Plutôt futé! Leur conclusion fut que les myxomycètes possèdent une forme d'intelligence primitive. Dans une autre étude, on les a exposés à de l'air froid à intervalle régulier. Ils n'ont pas aimé. Ils n'aiment pas le froid. Ils n'aiment pas les environnements secs. Les chercheurs ont répété le processus à intervalles réguliers et chaque fois, l'organisme répondait en ralentissant sa croissance. Toutefois, à un certain moment, les chercheurs n'ont pas injecté d'air froid, pourtant, les myxomycètes ont ralenti, anticipant que ça se produirait. Ils savaient d'une façon ou d'une autre qu'était arrivé le temps d'une autre période de froid qu'ils détestaient. Leur conclusion fut que les cellules étaient capables d'apprendre. Une troisième expérience : on poussait les myxomycètes à explorer un territoire couvert d'avoine. Ils se sont déployés en un motif d'arborescence. À chaque morceau de nourriture qu'ils trouvaient, ils formaient un réseau, des connexions et continuaient leur recherche. Après 26 heures, ils avaient établi un réseau assez clair entre les différents flocons. Il n'y a rien de remarquable là-dedans jusqu'à ce que je vous apprenne que le flocon central d'où ils étaient partis représentait la ville de Tokyo, et les autres flocons, des gares périphériques. Les myxomycètes avaient reproduit le réseau de transport de Tokyo - (Rires) - un système complexe développé avec le temps par la collectivité, l'ingénierie civile, l'aménagement urbain. Ce qui nous a pris plus de 100 ans n'a pris qu'une journée à la moisissure. Leur conclusion fut que les myxomycètes sont capables de former des réseaux efficaces et de résoudre le problème du voyageur de commerce.
It is a biological computer. As such, it has been mathematically modeled, algorithmically analyzed. It's been sonified, replicated, simulated. World over, teams of researchers are decoding its biological principles to understand its computational rules and applying that learning to the fields of electronics, programming and robotics.
C'est un ordinateur biologique. En cette qualité, il a été modélisé mathématiquement, analysé d'une façon algorithmique. On l'a sonifié, répliqué, simulé. Partout à travers le monde, des équipes de chercheurs sont en train de décoder ses principes biologiques afin de comprendre ses règles computationnelles et de pouvoir appliquer ce savoir au domaine de l'électronique, de la programmation et de la robotique.
So the question is, how does this thing work? It doesn't have a central nervous system. It doesn't have a brain, yet it can perform behaviors that we associate with brain function. It can learn, it can remember, it can solve problems, it can make decisions. So where does that intelligence lie? So this is a microscopy, a video I shot, and it's about 100 times magnification, sped up about 20 times, and inside the slime mold, there is a rhythmic pulsing flow, a vein-like structure carrying cellular material, nutrients and chemical information through the cell, streaming first in one direction and then back in another. And it is this continuous, synchronous oscillation within the cell that allows it to form quite a complex understanding of its environment, but without any large-scale control center. This is where its intelligence lies.
La question est : Comment l'organisme fonctionne-t-il? Il n'a pas de système nerveux. Il n'a pas de cerveau, pourtant il peut reproduire des comportements normalement associés à des fonctions cérébrales. Ils peuvent apprendre, se souvenir, résoudre des problèmes, prendre des décisions. Alors, où repose la source de leur intelligence? Voici une microscopie, une vidéo que j'ai prise, grossie environ 100 fois, accélérée environ 20 fois ; à l'intérieur de l'amibe, il y a un débit pulsatoire constant, une structure qui ressemble à des veines transportant des matériaux cellulaire, des nutriments et de l'information chimique à travers la cellule, allant d'abord dans une direction puis dans l'autre. Ce sont ces oscillations continues, synchrones à l'intérieur de la cellule qui lui permet d'avoir une compréhension assez complète de son environnement sans centre de contrôle à grande échelle. C'est là-dessus que repose son intelligence.
So it's not just academic researchers in universities that are interested in this organism. A few years ago, I set up SliMoCo, the Slime Mould Collective. It's an online, open, democratic network for slime mold researchers and enthusiasts to share knowledge and experimentation across disciplinary divides and across academic divides. The Slime Mould Collective membership is self-selecting. People have found the collective as the slime mold finds the oats. And it comprises of scientists and computer scientists and researchers but also artists like me, architects, designers, writers, activists, you name it. It's a very interesting, eclectic membership. Just a few examples: an artist who paints with fluorescent Physarum; a collaborative team who are combining biological and electronic design with 3D printing technologies in a workshop; another artist who is using the slime mold as a way of engaging a community to map their area. Here, the slime mold is being used directly as a biological tool, but metaphorically as a symbol for ways of talking about social cohesion, communication and cooperation. Other public engagement activities, I run lots of slime mold workshops, a creative way of engaging with the organism. So people are invited to come and learn about what amazing things it can do, and they design their own petri dish experiment, an environment for the slime mold to navigate so they can test its properties. Everybody takes home a new pet and is invited to post their results on the Slime Mould Collective. And the collective has enabled me to form collaborations with a whole array of interesting people. I've been working with filmmakers on a feature-length slime mold documentary, and I stress feature-length, which is in the final stages of edit and will be hitting your cinema screens very soon. (Laughter)
Ce ne sont pas seulement les chercheurs universitaires qui s'intéressent à l'organisme. Il y a quelques années, j'ai mis sur pied <i>SliMoCo</i>, Le <i>Slime Mould Collective</i>. C'est un réseau en ligne, démocratique et ouvert aux chercheurs et aux amateurs afin qu'ils partagent leurs connaissances et leurs expérimentations dans différentes disciplines et différents domaines. L'adhésion au <i>Slime Mould Collective</i> est volontaire. Les gens ont trouvé le collectif comme les myxomycètes trouvent l'avoine. Le groupe comprend des scientifiques, des informaticiens, des chercheurs mais aussi des artistes comme moi, des architectes, designers, écrivains, activistes, pour ne nommer que ceux-là. C'est un groupe intéressant, éclectique. Quelques exemples : un artiste qui peint avec des Physarum fluorescents ; une équipe combinant des modèles biologiques et électroniques et des technologies d'impression 3D dans un atelier ; un autre artiste qui utilise les Physarum comme un moyen d'éveiller une communauté à dresser la carte de leur secteur. Dans cet exemple, l'organisme est utilisé comme un outil biologique, mais aussi métaphoriquement en tant que façon de parler de cohésion sociale, de communication et de coopération. D'autres activités d'engagement du public. J'ai organisé beaucoup d'ateliers, une façon créative de se familiariser avec l'organisme. On invite les gens à en apprendre plus sur les choses étonnantes que peuvent faire les myxomycètes. Ils conçoivent ensuite leur propre expérimentation dans une boite de Pétri, un environnement permettant à l'amibe de se développer afin qu'ils puissent tester leurs propriétés. Tout le monde rapporte chez lui un nouvel animal de compagnie et on les invite à partager leurs résultats sur le site du <i>Slime Mould Collective</i>. Le collectif m'a permis de tisser des liens avec un large éventail de personnes intéressantes. J'ai travaillé avec des cinéastes sur un documentaire long métrage sur les myxomycètes et je mets l'accent sur long métrage, qui en est à la dernière étape du montage et sortira sur vos écrans très bientôt. (Rires)
It's also enabled me to conduct what I think is the world's first human slime mold experiment. This is part of an exhibition in Rotterdam last year. We invited people to become slime mold for half an hour. So we essentially tied people together so they were a giant cell, and invited them to follow slime mold rules. You have to communicate through oscillations, no speaking. You have to operate as one entity, one mass cell, no egos, and the motivation for moving and then exploring the environment is in search of food. So a chaotic shuffle ensued as this bunch of strangers tied together with yellow ropes wearing "Being Slime Mold" t-shirts wandered through the museum park. When they met trees, they had to reshape their connections and reform as a mass cell through not speaking. This is a ludicrous experiment in many, many ways. This isn't hypothesis-driven. We're not trying to prove, demonstrate anything. But what it did provide us was a way of engaging a broad section of the public with ideas of intelligence, agency, autonomy, and provide a playful platform for discussions about the things that ensued. One of the most exciting things about this experiment was the conversation that happened afterwards. An entirely spontaneous symposium happened in the park. People talked about the human psychology, of how difficult it was to let go of their individual personalities and egos. Other people talked about bacterial communication. Each person brought in their own individual interpretation, and our conclusion from this experiment was that the people of Rotterdam were highly cooperative, especially when given beer. We didn't just give them oats. We gave them beer as well.
Le collectif m'a également permis de mener ce que je crois être la première expérimentation avec des amibes humains. Ça faisait partie d'une exposition à Rotterdam l'an dernier. Nous avons invité des gens à se mettre dans la peau d'une amibe pour 1/2 heure. Nous avons attaché les gens ensemble pour qu'ils deviennent une cellule géante et leur avons demandé de se comporter comme des myxomycètes. Ils devaient communiquer par des gestes, sans parler. Ils devaient agir comme une seule entité, un amas de cellules, pas d'amour-propre. Leur motivation à se mouvoir et à explorer leur environnement était la recherche de nourriture. Un mélange chaotique s'ensuivit et ce groupe d'inconnus attachés par des cordes jaunes et portant des T-shirts <i>« Being Slime Mold »</i> erra dans le parc du musée. Lorsqu'ils buttaient à des arbres, ils devaient se réorganiser et reformer un amas de cellules toujours sans parler. C'est une expérimentation ridicule à plusieurs niveaux. Elle n'est même pas fondée sur des hypothèses. Nous n'essayions pas de prouver, de démontrer quoi que ce soit. Mais ça nous a fourni une façon de rejoindre un large éventail de gens avec différents types d'intelligences, d'agencement, d'autonomie et ça a créé une plateforme de discussion à propos de ce qui s'est produit. Une des choses les plus intéressantes à propos de cette expérience fut les conversations qui ont eu lieu par la suite. Un symposium totalement improvisé s'est produit dans le parc. Les gens ont parlé de psychologie humaine, de la difficulté de laisser de côté leur personnalité individuelle et leur ego, d'autres ont parlé de communication bactérienne. Chaque personne apportait sa propre interprétation personnelle ; notre conclusion fut que les gens de Rotterdam sont très coopératifs, surtout quand on leur donne de la bière. Nous ne leur avons pas juste donné de l'avoine. Nous leur avons donné de la bière aussi.
But they weren't as efficient as the slime mold, and the slime mold, for me, is a fascinating subject matter. It's biologically fascinating, it's computationally interesting, but it's also a symbol, a way of engaging with ideas of community, collective behavior, cooperation. A lot of my work draws on the scientific research, so this pays homage to the maze experiment but in a different way. And the slime mold is also my working material. It's a coproducer of photographs, prints, animations, participatory events. Whilst the slime mold doesn't choose to work with me, exactly, it is a collaboration of sorts. I can predict certain behaviors by understanding how it operates, but I can't control it. The slime mold has the final say in the creative process. And after all, it has its own internal aesthetics. These branching patterns that we see we see across all forms, scales of nature, from river deltas to lightning strikes, from our own blood vessels to neural networks. There's clearly significant rules at play in this simple yet complex organism, and no matter what our disciplinary perspective or our mode of inquiry, there's a great deal that we can learn from observing and engaging with this beautiful, brainless blob.
Mais ils n'étaient pas aussi efficaces que les myxomycètes ; cet organisme, selon moi, est un sujet fascinant. Il est biologiquement fascinant, intéressant du point de vue statistique, mais c'est aussi un symbole, une manière de s'éveiller à l'idée de communauté, de comportements collectifs, de coopération. Une bonne partie de mon travail puise dans la recherche scientifique, j'ai donc voulu rendre hommage à l'expérience du labyrinthe d'une façon différente. Le myxomycète est aussi mon outil de travail. Il est le collaborateur de mes photos, tirages, animations et événements participatifs. Bien qu'il ne choisisse pas vraiment de travailler avec moi, c'est un genre de collaboration. Je peux prédire certains comportements en comprenant ses méthodes de fonctionnement mais je ne peux pas le contrôler. L'organisme a le dernier mot dans le processus créatif. Après tout, il a sa propre esthétique interne. Les motifs de branchages que nous voyons, nous les voyons dans plusieurs formes, à plusieurs échelles de la nature, des deltas des fleuves à la foudre, de nos vaisseaux sanguins à notre système nerveux. Il y a clairement des règles significatives à l’œuvre dans cet organisme à la fois simple et complexe peu importe notre point de vue ou nos méthodes, nous pouvons en apprendre beaucoup en s'intéressant à cette magnifique viscosité sans cervelle.
I give you Physarum polycephalum.
Voici le <i>Physarum polycephalum</i>.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)