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.
Chciałabym przedstawić pewien organizm: śluzowca <i>Physarum polycephalum</i>. To pleśń z kryzysem tożsamości, bo nie jest pleśnią, więc zacznijmy od początku. To jeden z 700 znanych śluzowców, który należy do przedstawicieli Amoebozoa. Jest to organizm jednokomórkowy, komórka, który łączy się z innymi komórkami, tworząc olbrzymią komórkę, aby zwiększyć swoje zasoby. W śluźni można znaleźć tysiące, a nawet miliony jąder, które dzielą ze sobą ścianę komórkową, i działają jak jeden organizm. W środowisku naturalnym śluzowce żerują w lasach, gdzie żywią się gnijącą roślinnością, ale można je również spotkać w laboratoriach badawczych, klasach, a nawet w pracowniach artystów.
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.
Zetknęłam się z tym śluzowcem około 5 lat temu. Mój znajomy, mikrobiolog, dał mi szalkę Petriego z żółtą plamką, mówiąc, bym zabrała ją do domu i zaobserwowała, co może zrobić. Zostałam poinstuowana, że śluzowiec lubi ciemność i wilgoć, a jego przysmakiem są płatki owsiane. Jestem artystką, która od lat ma styczność z biologią, badaniami naukowymi, więc żywy organizm nie jest mi obcy. Miałam styczność z roślinami, bakteriami, mątwami, muszkami owocówkami. Bardzo chciałam zabrać do domu nowego współpracownika, aby zobaczyć, co potrafi. Zabrałam go do domu i obserwowałam. Karmiłam go różnorodnym pożywieniem. Obserwowałam, jak rozrasta się w sieć. Utworzył połączanie między źródłami pożywienia. Zobaczyłam, jak postawia za sobą ślady, zaznaczając, gdzie był. Gdy znudziła go jedna szalka Petriego, to uciekał, aby znaleźć lepszy dom.
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.
Obserwacje utrwaliłam na filmie poklatkowym. Śluzowiec rośnie około jednego centymetra w ciągu godziny, więc nie da się go obserwować "na żywo" może za wyjątkiem stanu głębokiej medytacji, ale po pewnym czasie zaobserwowałam ciekawe zachowania. Na przykład, kiedy śluzowiec nasycił się owsem, wyruszał na poszukiwania nowych obszarów w różnych kierunkach jednocześnie. Kiedy napotyka samego siebie wie, że tam już jest. Rozpoznaje, gdzie jest, zawraca i rozrasta się w innych kierunkach. Byłam zaskoczona tym wyczynem, biorąc pod uwagę, że to tylko zbiór komórkowego śluzu, który w niewyjaśniony sposób sporządził mapę terenu, rozpoznał siebie i poruszał się z pozorną intencją.
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.
Znalazłam mnóstwo badań naukowych, prac badawczych, artykułów prasowych, które przytaczają niesamowite osiągnięcia tego właśnie organizmu, i opowiem o kilku z nich. Zesół z Uniwersytetu Hokkaido w Japonii umieścił śluzowca w labiryncie. Złączył się i utworzył wielką komórkę. W dwóch miejscach umieszczono jedzenie, oczywiście owies, a śluzowiec utworzył połączenie pomiędzy jedzeniem. Wycofał się z pustych obszarów i ślepych uliczek. Istnieją cztery przejścia przez labirynt, a za każdym razem śluzowiec znajdował najkrótszą i najskuteczniejszą drogę. Całkiem sprytnie. Wynik tego eksperymentu: śluzowiec posiada prostą formę inteligencji. W innym badaniu wystawiono go na działanie zimnego powietrza w równych odstępach czasu. Nie lubił tego. Nie lubi zimna. Nie lubi suchości. Doświadczał tego w cyklicznych odstępach czasu i za każdym razem, w odpowiedzi, spowalniał rozwój. Jednakże, przy następnej próbie, naukowcy nie włączyli zimnego nawiewu, a mimo to, śluzowiec spowalniał rozwój, oczekując tego, co miało się wydarzyć. W niewyjaśniony sposób wiedział, że czeka go powiew chłodnego powietrza. Wniosek jest taki, że śluzowiec potrafi się uczyć. Trzeci eksperyment: śluzowiec został zachęcony do zbadania obszaru pokrytego owsem. Rozgałęził się w każdym kierunku. I za każdym razem, gdy znalazł żywnosć formował sieć, połącznia, i szukał dalej. Po 26 godzinach stworzył bardzo solidną sieć pomiędzy różnymi ziarnami owsa. Nie ma w tym nic nadzyczajnego, dopóki nie odkryje się, że środkowy owies, gdzie zaczął poszukiwanie, przedstawia Tokio, a otaczające je ziarna przedstawiają podmiejskie stacje kolejowe. Śluzowiec odtworzył sień transportową Tokio, — (Śmiech) — złożony system tworzony latami przez deweloperów, inżynierów, urbanistów. To, co zajęło nam ponad 100 lat, śluzowiec dokonał w ciągu jednego dnia. Wniosek z tego eksperymentu: śluzowiec potrafi tworzyć skuteczne połączenia
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.
i rozwiązać problem komiwojażera. Przypomina biologiczny komputer. Dlatego stworzono jego model matematyczny i przeanalizowano go algorytmicznie. Był sonifikowany, powielany i naśladowany. Zespoły badaczy na całym świecie próbują rozszyfrować procesy biologiczne, aby zrozumieć jego zasady obliczeniowe i zastosować je w dziedzinie elektroniki, programowania i robotyki.
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.
Pytanie brzmi, jak to coś działa. Nie ma systemu nerwowego. Nie ma mózgu, a może zachowywać się w sposób, który kojarzymy z pracą mózgu. Uczy się. Pamięta. Rozwiązuje problemy. Podejmuje decyzje. Skąd bierze się ta inteligencja? To fim mikroskopowy, który nakręciłam, powiększony stukrotnie i przyspieszony dwudziestokrotnie. W śluźni widać rytmiczny puls, strukturę przypominającą żyłę, która przenosi materiał komórkowy, składniki odżywcze, informacje chemiczne, w komórce, raz w jedną stronę, a potem w drugą stronę. Te stałe, synchroniczne drgania w komórce pozwalają stworzyć złożoną wiedzę na temat otoczenia, i to bez żadnego centrum kontroli. W tym tkwi jego inteligencja.
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)
Nie tylko badacze akademiccy interesują się tym organizmem. Kilka lat temu stworzyłam SliMoCo, "Slime Mould Collective". Jest to internetowa, otwarta i demokratyczna społeczność dla badaczy i entuzjastów śluzowca, którzy dzielą się wiedzą i eksperymentami, ponad podziałami dyscyplinarnymi oraz akademickimi. Członkostwo w "Slime Mould Collective" jest dobrowolne. Ludzie znajdują ją w taki sam sposób jak śluzowiec znajduje owies. Należą do niego naukowcy, informatycy, badacze, a także artyści, tacy jak ja, architekci, projektanci, pisarze, aktywiści itp. To bardzo interesująca i zróżnicowana grupa członków. Kilka przykładów: artysta, który używa do malowania fluorescencyjnego <i>Physarum</i>; wspólny zespół łączący wzornictwo biologiczne i elektroniczne z technologiami drukarki 3D na warsztatach; inny artysta, który używa śluzowca do zaangażowania społeczności w sporządzenie mapy okolicy. Śluzowiec jest tutaj używany bezpośrednio jako narzędzie biologiczne i metaforycznie jako symbol prowadzenia rozmowy o społecznej jedości, komunikacji i współpracy. Inne przyklady z dzialności publicznej. Prowadzę wiele warsztatów na temat śluzowca, kreatywnego sposobu badania tego organizmu. Ludzie są zachęceni do przyjścia i odkrycia jego niezwykłych umiejętności poprzez zaprojektowanie eksperymentu na szalce Petriego, aby sprawdzić jego właściwości. Każdy wraca do domu z nowym pupilem i zachęcany jest do zamieszczania wyników na stronie "Slime Mould Collective". Stowarzyszenie umożliwiło mi współpracę z całym szeregiem ciekawych ludzi. Pracuję z filmowcami nad stworzeniem pełnometrażowego filmu dokumentalnego, z akcentem na pełnometrażowy, który jest na ostatnim etapie edycji. Już niedługo pojawi się w kinach. (Śmiech)
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.
Pozwolono mi także przeprowadzić pierwszy ludzki eksperyment na temat śluzowca. To część zeszłorocznej wystawy w Rotterdamie. Zachęciliśmy ludzi do przemiany w śluzowca na pół godziny. Związaliśmy ich ze sobą, tak aby stali się jedną wielką komórką, i zachęciliśmy do zachowania się jak przystało na śluzowca. Musieli porozumiewać się poprzez drgania, bez używania mowy. Musieli działać jak jedna całość, jedna duża komórka, bez egoizmu. Motywacją do ruchu i poznawania otoczenia było poszukiwanie jedzenia. Chaotyczne przemieszczanie się grupy nieznajomych związanych żółtymi linami, ubranych w koszulki z napisem "Być jak śluzowiec", przemierzała Museumpark. Kiedy natrafiali na drzewa, musieli zmienić połączenia, aby uformować jedną komórkę, nie wypowiadając ani słowa. To był absurdalny eksperyment pod wieloma względami. Nie był oparty na żadnej hipotezie. Nie staraliśmy się niczego udowodnić. Jednak mieliśmy szansę zaangażować szerszą grupę ludzi, w próbę zrozumienia, czym jest inteligencja, sprawczość, autonomia, i stworzyć zabawny sposób do dyskusji o tym, co się wydarzyło. Jedną z najciekawszych rzeczy w tym eksperymencie była dyskusja, która odbyła się później. W parku odbyło się spontaniczne sympozium. Ludzie rozmawiali o ludzkiej psychice, o trudności w wyzbyciu się własnej osobowości i ego. Inni rozmawiali o komunikacji między bakteriami. Każdy wniósł swoją własną, osobistą interpretację, a wniosek był taki, że ludzie w Rotterdamie byli niezmiernie pomocni, zwłaszcza wtedy, gdy dostali piwo. Nie tylko daliśmy im ziarna owsa.
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.
Dostali również piwo. Nie byli tak skuteczni jak śluzowiec, który jest dla mnie niezwykle interesującym przedmiotem badań. Jest interesujący jako organizm, biologiczny komputer, a także jako symbol, sposób zrozumienia idei wspólnoty zbiorowego zachowania, współpracy. Wiele z moich prac czerpie z badań naukowych, czym składam hołd eksperymentowi z labiryntem, ale w innym znaczeniu. Śluzowiec jest także materiałem, na którym pracuję. Jest współproducentem fotografii, grafik, animacji, wydarzeń z udziałem uczestników. Chociaż śluzowiec nie wybrał mnie na swojego współpracownika, to jesteśmy w pewnym sensie partnerami. Potrafię przewidzieć pewne zachowania, wiedząc, jak funkcjonuje, ale nie potrafię go kontrolować. Ostatnie słowo należy do śluzowca w procesie twórczym. Poza tym ma on swoje wewnętrzne piękno. Te rozgałęziające się wzory odnajdywane w każdych formach, wielkościach natury: od delt rzek po błyskawice, naczynia krwionośne, aż do sieci neuronowych. W grę wchodzą znaczące prawa w tym prostym i jednocześnie skomplikowanym organiźmie. Bez względu na dyscyplinę naukową czy sposób badań, wiele można się nauczyć, obserwując i zajmując się
I give you Physarum polycephalum.
tą piękną plamką pozbawioną mózgu.
Thank you.
Oto <i>Physarum polycephalum</i>.
(Applause)
Dziękuję.