Spinnenbrein steekt geen poot uit

Spinnen hebben poten die functioneren als semionafhankelijke computers. Ze bevatten sensors die de omgeving interpreteren en bewegingen in gang zetten. Dankzij hun autonome poten kunnen spinnen snel en met een minimale hersenactiviteit een perfect web creëren. Dat schrijven onderzoekers in het Journal of the Royal Society Interface.

‘We spreken van ‘morfologische berekeningen’, waarbij een activiteit lokaal in een lichaamsdeel gecodeerd is. De hersenen moeten daar geen instructies voor geven – ze weten eigenlijk niet wat daar beneden gebeurt’, verduidelijkt Fritz Vollrath (University of Oxford), bioloog en hoofdauteur van de paper. ‘Dat verkort de weg tussen besturing en uitvoering. Die uitbesteding verlicht het werk voor het brein.’

Robotici kijken om dezelfde reden naar zulke morfologische berekeningen: het principe bespaart rekenkracht en tijd. Nochtans is het fenomeen nog niet diepgaand in de natuur onderzocht. Spinnen, zegt Vollrath, zijn ideaal voor een experiment om die leemte op te vullen. Niet alleen omdat het eenvoudig is om ontwerpveranderingen in hun geometrische webben te herkennen, maar ook omdat hun poten terug aangroeien als ze afgebroken worden.

Vollrath filmde en digitaliseerde de bewegingen van acht kruisspinnen. Enkele daarvan hadden een of meerdere gedeeltelijk geregenereerde poten. Die spinnen bouwden net zo snel een perfect web als de exemplaren met acht volgroeide poten. Dat wijst erop dat de poten onafhankelijk werken van de hersenen om hun web te bouwen. Anders waren de spinnen met onvolgroeide poten trager geweest, omdat hun hersenen herberekeningen hadden moeten uitvoeren om voor de kortere poten te compenseren.

Uit het experiment leidden Vollrath en zijn collega’s ook onderliggende regels af voor hoe de poten automatisch bewegen om hoeken en lengtes te meten bij het bouwen van een web. De wetenschappers testten de regels door een gesimuleerde virtuele spin te programmeren. De volgende stap is een fysieke spinrobot bouwen.

‘Dit werk vertelt ons meer over spinnen en morfologische berekeningen’, zegt Cecilia Laschi, een bioroboticus aan de Scuola Superiore Sant’Anna in Italië, die niet betrokken was bij het onderzoek. ‘Je weet nooit wat voor opmerkelijke innovaties basiswetenschap als deze kan brengen.’