Swarm Intelligence

ฉลาดรวมตัว

ปีหลังๆมานี้ นกฝูงใหญ่ปรากฏให้เห็นเหนือท้องฟ้าในเมืองหลายเมืองทั่วโลก. นกฝูงใหญ่นี้ คือ starlings เป็นนกเล็กในวงศ์ Sturnidae จำพวกนกเอี้ยง นกขุนทอง นกสาลิกาเป็นต้น. กรุงโรมเป็นเมืองยอดนิยมของพวกมัน, แห่กันไปเยือนเป็นจำนวนมากและเพิ่มขึ้นทุกปี ปกติมักไปกันในช่วงเดือนตุลาคมถึงกุมภาพันธ์ (เหมือนทัวร์จีนลง ก่อนโควิด 19 มาเบรคไว้). คาดกันว่ามีมากถึงล้านตัว. พวกนกบินว่อนไปมา เข้าเป็นกลุ่มโต เหมือนรู้ว่าจะต้องไปเข้าไปอยู่ณตำแหน่งใดในฝูงแล้วบินรวมกันไป in perfect synchronization เหมือนการแสดงระบำกายกรรมกลางเวหาอย่างสนุกสนานบันเทิงใจ. ปรากฏการณ์ที่กรุงโรมชนะความคาดหมาย พวกนกไปจากยุโรปภาคเหนือลงสู่กรุงโรม. เคยคิดกันว่า พวกนกใช้โทรจิตควบคุมและจัดลีลาการบินโชว์. แต่ในความเป็นจริง ไม่เกี่ยวกับโทรจิตใดๆ แต่เป็นการตอบรับคลื่นความถี่ของนกตัวที่อยู่ติดกัน. คลื่นความถี่นั้น เกิดจากการกระพือปีก การเอี้ยวตัวของนกเอง สร้างคลื่นในอากาศ ที่เหมือนส่งสัญญาณวิทยุออกมา และนกตัวอื่นก็สนองรับความถี่นั้นด้วยความเร็วสูงถึง 13 เท่าของสมรรถภาพเฉลี่ยของคน. นกทุกตัวจึงตอบสนองและสมานเข้าในความถี่ของทั้งฝูงได้อย่างพอดิบพอดี เป็นมวลหนึ่งมวลเดียวกัน. การล่าช้าแม้เพียงน้อยนิด ทำให้การเริงระบำปรากฏเป็นรูปคลื่นในอากาศ.

เริงระบำของฝูงนก น่าทึ่งไม่วาย ไร้วาทยากรกำกับ อัตโนมัติแบบไม่ต้องใช้สมองเลย. จากเว็บนี้. 

ฝูงนกรวมกัน เคลื่อนไปเป็นคลื่น. เครดิตภาพ : Amir Cohen/Reuters. รายละเอียดที่ลิงค์นี้. 

      จนถึงเมื่อเร็วๆนี้เอง คนมองปรากฏการณ์ของฝูงนกจากพื้นดิน แต่มาบัดนี้ คนเอากล้องเข้าไปอยู่ท่ามกลางฝูงนกได้แล้ว (ใช้กล้องโดรน). บัลเลต์นก ทำหน้าที่ให้สัญญาณ นำทางนกฝูงเล็กๆอื่นๆให้ตามเข้าไปในกรุงโรม จึงทำให้จำนวนนกเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ขยายเป็นกลุ่มโตขึ้นๆ. พวกมันบินว่อนไปมาเหนือกรุงโรม นานเป็นชั่วโมง เหมือนกำลังตกลงกันว่าจะร่อนลงเกาะเพื่อพักค้างคืนตรงไหนดี แล้วก็ร่อนลงพรึบเดียว ยึดพื้นที่ไว้เลย. พวกนกเลือกบินเข้าไปในเมือง เพราะอากาศอบอุ่นกว่าในชนบท. กรุงโรมยังมีอากาศอบอวลที่พัดจากทะเลเมดิเตอเรเนียนที่พวกนกชอบเป็นพิเศษ. ระบำนกที่ชาวโรมสัมผัส ไม่ใช่ได้มาเปล่าๆ ต้องมีอะไรแลกเปลี่ยน. นกจำนวนมากเช่นนั้น ปล่อย ขี้นก ลงสู่กรุงโรมประมาณ 7 ตัน. รถยนต์ที่จอดบนฟุตบาท เต็มไปด้วยขี้นก แทบมองไม่เห็นสีรถ. เมื่อนกร่อนลงเกาะในพื้นที่ใดยามกลางคืน มักมีฝนตกตามมาด้วย บวกกับขี้นก ทำให้พื้นถนนลื่นมากจนเป็นอันตรายแก่คนเดินเท้า ยังไม่พูดถึงความสกปรก, กลิ่น, และเชื่อไวรัสที่อาจมากับขี้นก. เทียบกับความบันเทิงชั่วคราว นี่เป็นฝันร้ายของชาวเมืองจำนวนไม่น้อย และโดยเฉพาะของเจ้าที่สาธารณสุข.

     ต้องมีการจ้างนักรบเสื้อกาวน์ออกไปไล่นก. พวกเขาใช้เครื่องขยายเสียง เปิดเสียงหวีดเสียงหวอดังเป็นร้อยเท่า. เสียงจากเครื่องขยายเสียง คงดังหนวกหูเกินกว่าที่พวกนกจะทนได้ ทั้งฝูงต้องยกทัพออกจากบริเวณ แต่กรุงโรมก็มีที่นอนให้เลือกอีกมากมายหลายแห่ง. เดี๋ยวนี้ ปริมาณนกที่รวมตัว เคลื่อนเข้าเริงระบำเหนือท้องฟ้าในเมือง บ่อยขึ้นๆ. บางคนมองว่า การมีฝูงนกบินวนเหนือบ้าน เป็นนิมิตดี นำความเจริญอุดมสมบูรณ์มาให้. แต่นกมากับขี้นกจำนวนมาก กลายเป็นวิกฤตมากกว่าอื่น. ในอีกมุมหนึ่ง ลองนึกถึงกรณีว่า วันหนึ่งฝูงนกตัดสินใจจู่โจมคน (cf. The Birds ภาพยนต์ของ A.Hitchcock) จะยิ่งวิกฤตเพียงใด เพราะคน(ไม่น่าจะ)สู้นกได้. scenario ยิ่งเป็นไปได้มากขึ้น ด้วยปริมาณของคลื่นความถี่สูงๆเช่นแบบ 5G ที่แผ่เป็นตาข่ายคลื่นคลุมเหนือท้องฟ้าโลก. คนยังเพลินกับการโต้คลื่น โดยไม่คิดว่าสึนามิจะตามมา. คิดเอาเองละกันว่า คลื่นความถี่ปกติของสิ่งมีชีวิตและของโลกเอง(Schumann Resonance) อยู่ในระดับไม่เกิน 7.83 Hz เครือข่าย 5G ทำงานในความถี่ระหว่าง 24-90 GHz. คำนวณกันเองว่า มันกี่เท่า. คนเป็นมะเร็งกันมากขึ้นๆ วันหนึ่งนกทั้งหลายก็ถูกกระทบจนสติแตกและเข้าโจมตีสัตว์อื่นๆ. มันเกิดขึ้นแน่นอน.

การรวมตัวกันเป็นฝูงนก เปิดโอกาสให้นักวิจัยพิจารณาพฤติกรรมของหน่วยแต่ละหน่วยภายในกลุ่ม แล้วนำไปปรับใช้ในนโยบายการบริหารองค์กรเป็นต้น. เครดิตภาพ : Mikedabell-istock. รายละเอียดที่นี่. 

     ทำไมนกจึงมารวมกันเป็นกลุ่มในบางเวลา?  เป้าหมายที่ชัดเจนในหมู่สัตว์บางชนิดเช่นนก ปลา แมลงเช่นตั๊กแตน ลิง (และคน), การมาเกาะกลุ่ม (swarm) แฝงตัวเข้าเป็นหนึ่งเดียวในกลไกการเคลื่อนไหวของกลุ่ม คือ 1) การปกป้องตัวเองจากภัยศัตรู, การอยู่ในกลุ่ม ยิ่งกลุ่มโต ศัตรูที่นกเล็กทั้งหลายขยาดกลัว คือเหยี่ยวหรือนกเค้าแมว. การรี่เข้าไปจับตัวใดตัวหนึ่งในกลุ่มใหญ่ ยากกว่าบินโฉบเหยื่อตัวเดี่ยวๆในท้องฟ้า (หรือในกรณีของปลา ปลาทุกตัวรวมตัวกันทันทีเมื่อมีศัตรูอยู่ในพื้นที่. ปลาไม่หนีเอาตัวรอดไปตัวเดียว ซึ่งจะไม่รอดแน่นอน). นกในกลุ่มจึงเสี่ยงน้อยกว่า. 2) การจับเหยื่อเป็นอาหาร รวมถึงการแบ่งปันแหล่งอาหารแก่กลุ่ม. เมื่อนกรวมเป็นกลุ่ม รี่เข้าจับเหยื่อเช่นฝูงปลาเป็นอาหาร จับได้ง่ายกว่า มากกว่า เพราะเหยื่อระวังตัวหรือหลบหลีกภัยที่ล้อมอยู่รอบด้านไม่ได้นัก.

เหตุผลว่าทำไมนกชอบรวมกันเป็นฝูงในยามโพล้เพล้ และบินไปด้วยกันเป็นหน่วยหนึ่งหน่วยเดียว. อ่านต่อที่นี่.  

ปัญญาหมู่ในระดับพื้นที่กับระดับโลก. รายละเอียดจากเว็บนี้.

      การรวมตัวเป็นกลุ่มเป็นมวลขนาดใหญ่มวลเดียว (swarm) แปลงความสับสนไม่เป็นระเบียบ ให้เป็นกลุ่มที่เรียบร้อยมีวินัย ทุกหน่วยโฟกัสไปที่เป้าหมายเดียวกัน ไปในทิศทางเดียวกัน. การเคลื่อนไหวฝูงคนหรือสัตว์ที่มีระเบียบวินัย ย่อมสะดวก, รวดเร็ว, มีประสิทธิภาพสูง. เป็นแบบอย่างของการบริหารจัดการกลุ่มด้วยตัวเอง. นักวิทยาศาสตร์จับเป็นประเด็นศึกษาโครงสร้างภายในของฝูงนกหรือปลา ว่าขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆกันเช่น การเคลื่อนไหวเป็นแบบใด, ในบริบทพื้นที่แบบไหน, สภาพพื้นที่หลายแบบหลายลักษณะหรือไม่, ทัศนมิติเป็นเช่นใด. ประเด็นเหล่านี้ จัดระเบียบการเข้าร่วมของนกแต่ละตัว เหมือนมีการเรียงคิว, จัดระยะห่าง, เพื่อหลีกเลี่ยงการชนกันในกลุ่ม รวมทั้งการปรับความเร็วของการบินหรือการเคลื่อนตัวภายในกลุ่ม ให้สอดคล้องกับนกตัวอื่นๆที่อยู่ข้างๆกัน เป็นระบบอากาศพลศาสตร์ (aerodynamics). เช่นการบินเป็นวงกลมหรือบินวนๆ ทำให้เกิดกระแสลมร้อนที่ลอยตัวขึ้นสูง (ปรากฏการณ์เธอร์มอล - thermal) ลมร้อนนี้ช่วยยกตัวนกขึ้นสูง นกใช้พลังงานน้อยลงเมื่อบินในสภาพอากาศแบบนี้. เสียงที่เกิดจากการบินเป็นฝูงใหญ่ในท้องฟ้า (ศัพท์ที่ใช้คือคำ murmuration ความหมายตามตัวคือเสียงพึมพำ แต่สำหรับหูคน มันดังกว่าเสียงพึมพำมากนัก หนวกหูทีเดียว).

นักวิจัยมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด นำพฤติกรรมของการรวมเป็นฝูงนก มาพิจารณาสร้างโดรนให้ปลอดภัยเมื่อส่งโดรนเป็นกลุ่มโตออกปฏิบัติการ. อ่านรายละเอียดจากเว็บเพจนี้.

      พฤติกรรมการจับกลุ่มของนกหรือของสัตว์อื่นใด เป็นปัญญาสุดยอดที่ธรรมชาติมอบให้ เรียกกันว่า swarm intelligence หรือ SI (สำนวนนี้  Gerardo Beni และ Jing Wang เป็นผู้ใช้ครั้งแรกในปี 1989 ในบริบทของระบบหุ่นยนต์เซลลูลาร์ (cellular robotic system). มีผู้กล่าวว่า “one million heads, one beautiful mind หนึ่งล้านหัว จิตประภัสสรเดียวกัน ”  ฝูงนกไม่มีศูนย์กลางที่ทำหน้าที่ควบคุมพฤติกรรมของกลุ่ม ทุกอย่างเกิดขึ้นตามเหตุปัจจัย,  ตอบโต้กับสิ่งกระทบภายในโครงสร้าง เช่นความพลุกพล่านที่เกิดจากจำนวนนกที่มาเข้าร่วมที่อาจมีถึงล้านตัว และรับมือเหตุการณ์ภายนอกที่มาท้าทาย. เป้าหมายของกลุ่มให้ผลตรงตามที่ต้องการในภาพรวม แม้จะมีหน่วยบางหน่วยที่ล้มเหลว. เครือข่ายปฏิบัติการ ส่งถ่ายทอดถึงกันด้วยความถี่ เป็นไปอย่างรวดเร็วมาก, ภายในเวลาเพียงหนึ่งในร้อยวินาที.

ปัญญาหมู่ของฝูงนก สร้างภาพมหัศจรรย์เป็นบุญตาแก่คน. เครดิตภาพ : © James Crombie. จากเว็บนี้.

      กรณีของมดที่พูดถึงเมื่อสองสัปดาห์ก่อน เป็นตัวอย่างของปัญญาหมู่ swarm intelligence (SI) ที่ได้มาเป็นแบบอย่าง, ถอดออกมาเป็นรหัสอัลกอริทึม แล้วนำไปสร้างระบบคอมพิวเตอร์ขนาดยักษ์ใหญ่ในองค์การนาซา. มีการนำระบบอัลกอริทึมของนิคมมด (Ant Colony Optimisation หรือ ACO) ไปปรับใช้ในวิทยาศาสตร์แขนงต่างๆ, ปัจจุบันยังเป็นฐานของเทคโนโลยีการจัดเครือข่ายธุรกิจได้อย่างมีประสิทธิผลเหนือกว่าและทุ่นค่าใช้จ่ายลงไปมาก. Swarm intelligence (แบบอย่างจากนิคมมด) จึงเป็นหัวใจของระบบไอทีทั้งหลาย. 

(cf. https://blogchotiros.blogspot.com/2021/04/amazing-ants.html )

       ในอีกด้านหนึ่ง ปรากฏการณ์การบินเป็นหมู่ของนกหรือปลา ได้เป็นแบบให้นักวิทยาศาสตร์คิดใส่ข้อมูลให้โดรน และปล่อยให้โดรนมีปฏิกิริยากับโดรนตัวอื่นๆ และเมื่อสื่อสารกับโดรนตัวอื่นๆได้ ถูกชักชวนให้คล้อยตามข้อมูลของโดรนตัวอื่นๆ แล้วปฏิบัติการไปในทิศทางเดียวกัน เพื่อเป้าหมายเดียวกัน. (โดยผู้สร้างมิได้ลงข้อมูลปฏิบัติการหมู่ให้โดรนเลย). ประเทศสวิตเซอแลนด์พบประเด็นนี้ในการทดสอบบินของโดรนเมื่อสิบกว่าปีก่อน. พฤติกรรมส่วนตัวของโดรนแต่ละตัวเมื่ออยู่ในฝูงโดรน เหมือนพฤติกรรมนกที่เข้าไปร่วมในกลุ่มใหญ่ ปรับตัวเองให้เข้ากับคลื่นความถี่รวมของกลุ่มได้อย่างอัตโนมัติ. ระบบอัลกอริทึมของมัน เรียนและตอบสนองกับสภาวะแวดล้อมด้วยตัวมันเอง. ประเทศจีนฉวยเอาไปสร้างเทคโนโลยีฝูงโดรน drone swarms ที่ฟังพอเพลินจนเคลิ้ม, ในความเป็นจริง จีนได้สถาปนาหน่วยโดรนจู่โจม, เป็นโดรนนักรบ, โดรนสายลับ, หรือโดรนคามิคาเสะ-kamikaze เป็นกองทัพโดรน เบ็ดเสร็จพร้อมใช้แล้ว.

สวอมข้อมูลและความทรงจำ หรือ สวอมตัวเลขรายได้ในหัวนักลงทุนที่หมุนวนอยู่ภายใน (โชติรส). เครดิตภาพจากที่นี่. 

ปีนี้ เราได้เห็นข่าวภัยธรรมชาติแทบทุกแบบทั้งอุทกภัย, วาตภัย, อัคคีภัย, การระเบิดของภูเขาไฟหลายแห่งบนโลก, แผ่นดินที่เคยอุดมสมบูรณ์แห้งกรัง, เชื้อโรคแปลกใหม่ที่แพร่ออกไปในอากาศ, พฤติกรรมแปลกๆของสรรพสัตว์ เป็นต้น. เคยอ่านในคัมภีร์เก่าว่า จะถึงยุคหนึ่งที่ฝูงสัตว์ทุกชนิด จะเข้ายึดครองเมือง ไม่เหลือผู้คน. ข้อความตอนนี้ มีจำหลักลงบนกำแพงทางเข้ามหาวิหารเช่นที่ น็อตเตรอดามเมืองอาเมียงส์ (Notre-Dame d’Amiens, France) ศตวรรษที่ 13. 

มนุษย์เอย โลกนี้ยังมีอะไรอีกมากที่จะตามมา...

โชติรส รายงาน

๒๖ เมษายน ๒๕๖๔.

รายละเอียดเกี่ยวกับการจับกลุ่ม การเคลื่อนไหวของฝูงสัตว์ หรือ swarm intelligence ตามไปอ่านได้จากลิงค์นี้ >>

***https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3499122/

***http://www.scholarpedia.org/article/Swarm_intelligence

***http://www.techferry.com/articles/swarm-intelligence.html 

***https://www.youtube.com/watch?v=V4f_1_r80RY (Flight of the starlings : watch this eerie but beautiful phenomenon. National Geographic. Nov.16,2016. 2:01 min.). จะเห็นเสียงพึมพำ-murmuration ของทั้งฝูง อาจทำลายระบบประสาทคนได้.

เมื่อฉลามมาปรากฏในพื้นที่หากินของปลาซาร์ดีน การรวมตัวเป็นฝูงปลาเกิดขึ้นทันที วนกันเป็นลำเหมือนคอลัมภ์ปลา (บางทีล้อมตัวศัตรูไว้ภายใน เหมือนใช้ปริมาณข่มขวัญศัตรู). ดูรายละเอียดได้จากเว็บนี้.

ฝูงปลาซาร์ดีนรวมตัวกัน หมุนเป็นวังวนใต้ทะเล รายละเอียดในเว็บเพจนี้ 

ใจกลางกระแสน้ำวนใต้ทะเล  คนชอบไปทัวร์แบบนี้เพราะไปกับนักดำน้ำอาชีพ, ได้สัมผัสความเป็นจริงชัดๆตรงตามอัตราส่วนจริงในฝูงปลา. ยิ่งมีร่างนักดำน้ำสตรี ยิ่งเสริมความเด่นของภาพในเชิงสุนทรีย์. เครดิตภาพที่นี่. 

Incomparable Octopus

 คนนอนเหมือนปลาหมึก

      ปลาหมึกเป็นสัตว์จากโลกโบราณที่น่าพิศวงมากชนิดหนึ่ง. เป็นดาราโปรดของนักวิจัย. มันอุบัติขึ้นแล้วในโลกเมื่อประมาณ 500 ล้านปีก่อน. ในยุคแรกๆนั้น มีเปลือกหอยที่ค่อยๆหลุดหายไปตามกาลเวลาและตามพัฒนาการทางชีวภาพของปลาหมึก, ราว 140 ล้านปีในยุคปลายจูราสิก ปลาหมึกไม่มีเปลือกหอยแล้ว. มันมีชีวิตอยู่ในเจ็ดน่านน้ำของโลก. ปลาหมึกมีแขนขาที่เราคนไทยเรียกว่าหนวด แปดข้าง. คำ octopus มาจากคำกรีก októpus ที่แปลว่า (มี)เก้าขา.

     สองในสามของเซลล์ประสาท อยู่ที่แขนแปดข้าง หาได้อยู่ที่หัวปลาหมึกเท่านั้น. นั่นคือ ปลาหมึกมีสมองเก้าแห่ง สมองส่วนกลางและสมองเล็กๆอีกแปดแห่งตามแขนแปดข้างของมัน ที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนแต่ละข้างได้อย่างอิสระ แต่ละแขนแก้ปัญหาเฉพาะหน้าได้ทันที เช่นใช้แขนเปิดฝาหอยเพื่อกินเนื้อหอยได้ โดยไม่ต้องคอยสมองกลางสั่งการหรือการช่วยเหลือของแขนอื่นๆ. ปลาหมึกยังสร้างแขนที่ขาดหายไป แทนได้ตามต้องการ. ปลาหมึกมีความสามารถเปลี่ยนสีผิว, เปลี่ยนสมบัติของผิวหนังและรูปลักษณ์ได้เกือบทันที ราวกับนักมายากลชั้นเลิศ.

     เพื่อปรับตัวให้อยู่ในอุณหภูมิต่ำมาก และในท้องน้ำที่มีปริมาณออกซิเจนน้อย ปลาหมึกผลิตเลือดที่ประกอบด้วยทองแดงมากกว่าเหล็ก (เรียกว่า เฮโมไซยานิน hemocyanin) ที่ทำให้เลือดเป็นสีน้ำเงิน. เลือดสีน้ำเงินมีประสิทธิภาพในการลำเลียงออกซิเจนดีกว่าการนำส่ง เฮโมโกลบิน-hemoglobin (สารสีแดงในเม็ดเลือดแดง) เมื่ออุณหภูมิน้ำ ต่ำมาก, และออกซิเจนมีน้อย. แต่การสร้างเลือดสีน้ำเงิน ก็ทำให้ปลาหมึกไวต่อความเป็นกรด ยิ่งระดับกรดด่าง pH ต่ำมาก ปลาหมึกก็ไม่อาจลำเลียงออกซิเจนได้เพียงพอ. ตามกระบวนการนี้ นักวิจัยกังวลว่าอะไรจะเกิดขึ้นกับมวลสัตว์ทะเล เพราะปัจจุบันเกิดปัญหาที่ทวีความรุนแรงมากขึ้น อันสืบเนื่องกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพดินฟ้าอากาศที่ส่งผลให้ระดับความเป็นกรดของน้ำทะเลสูงขึ้น.

      ปลาหมึกมีหัวใจสามดวง. สองดวงทำหน้าที่ขับพาเลือดไปยังด้านหลังของเหงือกปลา ส่วนดวงที่สาม ทำหน้าที่ดูแลการหมุนเวียนโลหิตของอวัยวะต่างๆ. หัวใจจะหยุดเต้นเมื่อปลาหมึกว่ายน้ำ. นี่อธิบายว่า ปลาหมึกชอบคลานเรี่ยๆไปกับพื้น เหนือโขดหินหรือปะการังใต้น้ำ มากกว่าว่ายน้ำที่ทำให้มันเหนื่อยหอบ.  

     ปลาหมึกจะพ่นหมึกสีดำๆใส่ศัตรู หมึกนี้ประกอบด้วยสารประกอบชนิดหนึ่งที่เรียกว่าชีรอสสิเนส tyrosinase ที่ช่วยควบคุมการผลิตเม็ดสีธรรมชาติเรียกว่าเมลานิน. หากสารนี้เข้าตาของศัตรูผู้ล่าปลาหมึก อาจทำให้ระคายเคืองจนมองอะไรไม่เห็น. รวมทั้งทำลายระบบรับรู้กลิ่นและรส. ในกรณีต้องการหนีศัตรู ปลาหมึกพ่นหมึกออกไป น้ำขุ่นขึ้น ปลาหมึกจึงหนีออกไปได้. ตัวปลาหมึกเองก็ต้องหนีให้พ้นหมึกที่มันเองพ่นออก เพราะหมึกอาจทำให้มันเองตายด้วย. ปลาหมึกยังอำพรางตัวเอง ตบตาศัตรูได้อย่างแนบเนียน

      ปลาหมึกเป็นสัตว์ประเภทอยู่เพื่อสืบพันธุ์ครั้งหนึ่งแล้วก็ตาย (semelporous animals). การร่วมรักและการเลี้ยงดูลูกเป็นงานสั้นๆสำหรับปลาหมึกตัวผู้. ปกติตัวผู้(ไม่จำกัดว่าตัวเดียว) สอดกระเปาะอสุจิตรงเข้าไปในท่อที่ตัวเมียใช้หายใจ, หรือตัวเมียใช้แขนขวารับกระเปาะเชื้ออสุจิโดยตรง. หลังจากทำหน้าที่สืบพันธุ์เช่นนี้แล้ว ตัวผู้ผละจากไป...ตาย. (บางทีถูกตัวเมียจับกิน). ส่วนปลาหมึกตัวเมียอาจวางไข่ได้ถึงสี่แสนฟองที่ตัวแม่หมึกจะดูแล. แม่หมึกให้ความสำคัญแก่การฟูมฟักไข่ตัวอ่อน. เมื่อวางไข่แล้ว แม่หมึกจะหยุดกินอาหารและปล่อยให้ร่างตัวเองตายลงทีละจุดๆ. เมื่อไข่ฟักแล้ว แม่หมึกหมดแรง ได้เวลาตายพอดี. นักวิทยาศาสตร์หลายคนอยากเชื่อว่า ปลาหมึกเป็นสัตว์ไร้กระดูกสันหลังที่ชาญฉลาดที่สุด.

      ในที่นี้ จะเล่าผลการวิจัยพฤติกรรมการนอนของปลาหมึกของทีมนักวิทยาศาสตร์ในประเทศบราซิล สถาบันสมอง มหาวิทยาลัยรีโอ กรันเด้ เด นอร์เต้ (Brain Institute of the Federal University of Rio Grande do Norte in Natal, Brazil) เป็นผลงานวิจัยที่พิมพ์ลงในวารสารวิทยาศาสตร์ไอซายน์ iScience เมื่อเดือนมีนาคม 2021.

       สัตว์เกือบทุกชนิดนอน อาจยังมีข้อสงสัยกันอยู่บ้างเกี่ยวกับสัตว์เซลล์เดียวว่านอนไหม. ไม่มีใครรู้จริงๆ เพราะการศึกษาวิจัยการนอนของสัตว์โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมธรรมชาติของสัตว์แต่ละชนิดไม่ว่าสัตว์บก สัตว์น้ำ หรือสัตว์ปีก, ยิ่งสัตว์เซลล์เดียว เช่นโปรโตซัว (protozoa) ในน้ำ จะตามไปดูไปสังเกตนั้น ทำได้ยากนัก. เท่าที่ทำกันมา คือการสร้างที่อยู่จำลองให้เสมือนธรรมชาติจริงให้มากที่สุดในตู้กระจกขนาดใหญ่ไว้ในห้องแล็บวิทยาศาสตร์, ซึ่งย่อมมีบางปัจจัยในธรรมชาติ หายไปด้วย. ต้องชมเชยนักวิจัยทั้งหลาย ที่มีความรัก ความอยากรู้อยากเรียนเป็นตัวผลักดัน และนำผลการทดลองออกมาสู่การรับรู้ของมวลชน.

      การนอนเหมือนข้อมูลที่เก็บไว้ในกล่องดำ (เหมือน black box บันทึกข้อมูลระหว่างการบิน). การนอนเป็นพฤติกรรมลึกลับ ที่ดูเหมือนจำเป็นสำหรับสุขภาพของมวลสัตว์. แต่หน้าที่และระบบควบคุมการนอน ยังไม่มีใครให้ข้อมูลชัดเจนได้ หรือยืนยันได้ตามหลักการของวิทยาศาสตร์ (cf. Marcos Frank, a neuroscientist at Washington State University).

อ่านบทความสรุปการนอนของสัตว์ประเภทต่างๆ เป็นคู่มือความรู้คร่าวๆ ที่ลิงค์นี้ >>

https://www.sleepfoundation.org/animals-and-sleep

บทความของ Logan Foley, Febraury 15, 2021.

     ก้าวแรกของการวิจัย คือต้องรู้ก่อนว่าเมื่อใดสัตว์นอน มันกำลังหลับจริงๆหรือเปล่า. สำหรับสัตว์บกที่เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่นช้าง สิง เสือฯลฯ นักวิจัยอาจฝังอีเล็กโทรดในหัวสมองเพื่อติดตามเซลล์ประสาท/เนอรอนในสมอง. แต่การศึกษาปลาหมึก ระบบประสาทมิได้อยู่กับที่หนึ่งที่เดียว แต่กระจายออกไปตามปมประสาทบนหนวดปลาหมึกแปดข้าง, ปมประสาทแต่ละปม ทำงานหรือมีพฤติกรรมที่ไม่ขึ้นแก่กัน. 

     ทีมนักวิจัยเลี้ยงปลาหมึกสี่ตัวในตู้กระจกขนาดใหญ่ แยกกันตู้ละตัว หรือจับมารวมกันเมื่อศึกษาพฤติกรรมการเกี้ยวพาราสีของมัน. เริ่มด้วยการดูปฏิกิริยาตอบโต้ต่อสิ่งเร้า เช่นให้ดูวีดีโอของปูที่เคลื่อนไหวแล้วบันทึกปฏิกิริยาของปลาหมึก, การตอบโต้กับสิ่งเร้าว่าช้าเร็วอย่างไรเมื่อปลาหมึกอยู่ในสภาวะตื่นตัวเต็มที่ กับเมื่อมันอยู่นิ่งไม่ไหวติงเพราะกำลังง่วงหรือหลับอยู่. ผลจากการสังเกต ปลาหมึกที่ตื่นตัว มีปฏิกิริยาตอบโต้รวดเร็วกว่าเมื่อมันง่วงหรือหลับ. นอกจากนี้ ยังมีการใช้เทคนิคการถ่ายภาพเพื่อดูแพ็ตเทิ่นบนผิวหนังปลาหมึก ที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับปฏิกิริยาการทำงานของสมอง. ในสภาวะตื่นตัวเต็มที่ ปลาหมึกเปลี่ยนสีระหว่างการเกี้ยวพาราสี, การต่อสู้เหนือพื้นที่ส่วนตัวของมัน และเมื่อมันกำลังหลบซ่อนตัวจากศัตรู. ผิวหนังปลาหมึกปรับเปลี่ยนสีไปตามเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นรอบๆตัวปลาหมึก. แต่หากปลาหมึกกำลังหลับ การเปลี่ยนสีของมันไม่เกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในแวดล้อมที่มันอยู่ขณะนั้น ไม่แม้แต่เมื่อมีศัตรูคอยจับมัน (เวลาหลับ ทุกชีวิตจึงเสี่ยงกับอันตราย เพราะไม่มีสติหรือสัญชาตญาณคอยเตือน). ผิวหนังของปลาหมึกแสดงแพ็ตเทิ่นสีสันสดสวยอย่างน่าทึ่งที่สุด. มอเตอร์ประสาทในสมองเป็นตัวควบคุมการสับเปลี่ยนแพ็ตเทิ่นสี จึงอาจพูดได้ว่า เมื่อปลาหมึกหลับหรือกำลังฝัน มันหยุดกลัวหยุดกังวลทุกเรื่องรอบตัว แพ็ตเทิ่นสีสันสวยๆโผล่ออกมา เหมือนเผยตัวตนที่แท้จริงของมัน หรือบอกว่ามันกำลังปล่อยอารมณ์สบายตัวสบายใจ.

      อีกประเด็นหนึ่งที่มีรายงานยืนยันคือ สภาวะ “สงบเงียบ ครึ่งต่อครึ่ง” (quiet halh and half, sic)  คือครึ่งตัวเป็นสีขาวล้วน อีกครึ่งตัวเป็นสีดำสนิท. แพ็ตเทิ่นสีขาวดำนี้ ปกติเกิดขึ้นระหว่างการเกี้ยวพาราสี หรือเมื่อต้องการสำแดงอิทธิพลในหมู่ปลาหมึกคู่แข่งด้วยกัน. เมื่อปลาหมึกนอน ประสาทไม่สนใจกิจกรรมอื่นใด. นักวิจัยสงสัยว่า แพ็ตเทิ่นบนผิวปลาหมึกบอกเล่าว่ามันกำลังฝันอะไรไหม หรือกำลังถ่ายทอดความฝันออกมาที่ผิวหนัง. ในกรณีนี้ ปลาหมึกมิได้กำลังหลับลึกจริงๆ จึงเป็นไปได้ว่า เป็นการแสดงออกของระดับความง่วงก่อนหลับลึกจริง. การทดลองแม้จะเกี่ยวกับปลาหมึกสี่ตัว แต่สำหรับการศึกษาประเภทนี้ ผลการสังเกตวิจัยที่คงที่ไม่เปลี่ยนแปลงครั้งแล้วครั้งเล่า ย่อมใช้เป็นบทสรุปได้. นั่นคือ เมื่อปลาหมึกหลับจริงๆ ผิวหนังมันเปลี่ยนสี(ไปตามฝัน) โดยไม่เกี่ยวกับสภาวะจริงรอบข้าง.

      เมื่อสัตว์หลับ ชีวิตมันเสี่ยงอันตราย เพราะจะไม่ได้ยินเสียงศัตรู, คนก็เช่นกัน คนหลับสนิทเป็นเหยื่อนิ่ง เหยื่อง่าย. ในกรณีของปลาหมึก การนอนของมันอาจทำให้สิ่งที่กำบังตัวมันไว้ หลุดลอยไป. ยิ่งหากกำลังฝันหวานอะไรแล้ว ผิวหนังปลาหมึกกำลังแสดงสิ่งที่มันฝันอยู่ ซึ่งคงฝันอะไรที่สวยงาม ที่มันชอบ จึงเปล่งแสงสีบนผิวหนังออกมาอย่างสดสวย แทนการอำพรางตัวด้วยสีที่กลมกลืนกับสภาพแวดล้อม.

      พิสูจน์กันมาแล้วว่า เมื่อคน หนู นก นอน สมองมิได้หลับแต่ตื่นตัวมาก. สมองกำลังสะสางความทรงจำที่ผ่านมาในวันนั้น จัดแยกความทรงจำระยะสั้นกับความทรงจำระยะยาว. สมองของคน(หรือสัตว์บางจำพวก) ทำงานเต็มที่ในยามนอน มากพอๆกับเมื่อตื่นอยู่. ถึงกระนั้น สมองยามหลับสนิท ไม่ตอบโต้กับสิ่งที่มากระทบสายตา. ตัวอย่างของปลาหมึก เอาอาหารโปรดไปล่อ หากปลาหมึกหลับอยู่, มันก็ไม่สนใจอาหารตรงหน้า. การวิจัยเรื่องการนอนและฝันของปลาหมึกยังทำกันต่อมา เพื่อศึกษาต่อว่า การนอนของปลาหมึกช่วยให้มันเก็บข้อมูลและเรียนรู้พฤติกรรมใหม่ๆไหม, ว่าหากทำให้ปลาหมึกไม่นอนหนึ่งคืน มันจะนอนนานขึ้นในคืนถัดไปไหมเพื่อชดเชยที่ขาดนอนไป. ข้อมูลแบบนี้ ช่วยให้เข้าใจว่าปลาหมึกมีพฤติกรรมการนอนเหมือนคนไหม หรือการนอนของมันมีหน้าที่อื่นในระบบชีวเคมีของมัน. คนอาจไม่มีวันรู้จริงๆว่าสัตว์ทั้งหลายนอนและฝันอะไรบ้าง, ฝันนั้นมีผลต่อระบบชีวเคมีมันหรือไม่อย่างไร. การศึกษาเรื่องนอนกับเรื่องฝันในหมู่คน จึงง่ายกว่ามาก เพราะคนเล่าฝันให้คนอื่นรู้. 

     การศึกษาวิจัยในห้องแล็บ นำให้เชื่อว่า ปลาหมึกมีพฤติกรรมและขั้นตอนการนอนสองแบบที่สลับเปลี่ยนไปมา เหมือนพฤติกรรมการนอนของคนมาก และปลาหมึกอาจฝันเหมือนคนเช่นกัน. ผลงานวิจัยให้หลักฐานใหม่ๆว่า ปลาหมึกมีระบบประสาทชีวภาคที่ซับซ้อนละเอียดยิบ รวมถึงพฤติกรรมที่ซับซ้อนแบบต่างๆ. การศึกษาการนอนของปลาหมึก จึงเปิดและขยายพาโนรามาของวิวัฒนาการการนอน ที่มีบทบาทสำคัญยิ่งในระบบชีวภาคของสิ่งมีชีวิต.

     เมื่อปลาหมึกนอน ผิวหนังมันเปลี่ยนสี. ผลการวิจัยใหม่ๆยืนยันว่า การเปลี่ยนสีเกิดขึ้นในสภาวะการนอนสองระยะ คือระยะนิ่งสงบ และ ระยะหลับลึก. ในระยะนิ่งสงบ ผิวปลาหมึกสีซีดลง รูม่านตาหรี่ลง เหลือเป็นขีดหรือเป็นเส้น. ในระหว่างการหลับลึก ผิวหนังเปลี่ยนสี อย่างมีชีวิตชีวาเต็มพลัง, ตาเคลื่อนไหว, หดหนวด(แขนทั้งแปดของปลาหมึก), กล้ามเนื้อของมันอาจขดรวมตัวกันเป็นต้น.

     วงจรการนอนเกิดซ้ำๆ. ระยะนิ่งสงบ ปกตินานประมาณเจ็ดนาที ตามด้วยระยะหลับลึกที่นานไม่เกินหนึ่งนาที. คน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก สัตว์เลื้อยคลาน มีระยะการนอนสองระยะ ที่ตั้งชื่อเรียกว่า ระยะ REM (rapid eye movement) และระยะ non-REM (non-rapid eye movement). การฝันจริงๆจังๆเกิดขึ้นในช่วงการนอนระยะ REM. ตัวอย่างการนอนของคน ระยะ REM ลูกตาภายในเบ้าตา แม้จะปิดสนิท เคลื่อนหรือกลิ้งกลอกไปมาอย่างรวดเร็ว, ลมหายใจไม่สม่ำเสมอ, อัตราการเต้นของหัวใจลดลง, กล้ามเนื้อแน่นิ่งเหมือนเป็นอัมพาต, ไม่แสดงปฏิกิริยาใดจากสิ่งที่กำลังฝัน. ส่วนในช่วงการนอน non-REM เป็นการหลับลึกและฝันน้อยลง.

      ผลการวิจัยจากห้องแล็บดังกล่าว แนะให้คิดว่า ปลาหมึกอาจฝันเป็นหรือมีประสบการณ์ที่ใกล้เคียงกับการฝัน. การหลับลึกของปลาหมึก ปกตินานเพียงสองสามวินาทีถึงหนึ่งนาที. ในระยะเวลาอันสั้นนี้ หากปลาหมึกฝัน ก็เป็นฝันที่สั้นมาก สั้นกว่าคลิปวีดีโอที่ส่งกันในลายน์แน่นอน. นักวิทยาศาสตร์ ยังคงศึกษาวิจัยต่อเพื่อความเข้าใจที่มาและวิวัฒนาการการนอน.

    ดังกล่าวในตอนต้นแล้วว่า สัตว์ทะเลประเภทปลาหมึก (cephalopods) อุบัติขึ้นเมื่อราว 500 หรือ 530 ล้านปีก่อน เป็นยุคที่สิ่งมีชีวิตทั้งหลายเริ่มแยก เข้าหมู่เป็นประเภทๆแตกต่างกัน, ส่วนสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง(ที่รวมคนด้วย) อุบัติขึ้นในโลกเมื่อราว 450 ล้านปีก่อน หลังสัตว์ประเภทปลาหมึกนานเกือบแปดสิบล้านปี. แพ็ตเทิ่นการนอนที่คล้ายกันจากผลการวิจัย ยืนยันว่า แพ็ตเทิ่นการนอนของสัตว์สองประเภทที่พูดถึงในที่นี้ วิวัฒน์ขึ้นคนละเวลาคนละยุค ไม่เกี่ยวกัน แม้มีแนวโน้มไปในทิศทางเดียวกัน. ตามข้อเท็จจริงนี้ เราจึงพูดไม่ถูกเมื่อเทียบว่าปลาหมึกมีพฤติกรรมการนอนเหมือนคน ในเมื่อปลาหมึกอุบัติขึ้นในโลกก่อนคน จึงต้องพูดว่า คนมีพฤติกรรมการนอนเหมือนปลาหมึก. คนอาจรับมรดกการนอนจากบรรพบุรุษปลาหมึก ก็เป็นได้. การที่คนมีพฤติกรรมการนอนเหมือนปลาหมึก เปิดเส้นทางใหม่สู่การสำรวจระบบรับรู้ของสัตว์ เพื่อทำความเข้าใจหลักการใหญ่ๆที่เป็นแบบ,เป็นดีไซน์ของสมองในหมู่สัตว์ที่ฉลาดที่สุด. 

     งานวิจัยชิ้นก่อนๆ แสดงให้เห็นว่า ปลาหมึกที่มีระบบประสาทศูนย์กลางของสัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง, มีความชำนาญพิเศษในการเรียนรู้ทั้งเกี่ยวกับพื้นที่, การสมาคม, ความสามารถในการแก้ปัญหา. ส่วนการวิจัยเรื่องนอนกับฝันของปลาหมึกในยุคปัจจุบัน ให้ข้อมูลเปรียบเทียบเชิงจิตวิทยาและประสาทชีววิทยากับสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง(เช่นคน) เนื่องจากปลาหมึกมีระบบรับรู้โลกที่ซับซ้อนหลายระบบที่มีเฉพาะในบางสายพันธุ์ของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังเท่านั้น. นักวิจัยบางคนยังบอกว่า ปลาหมึกแต่ละตัว มีอุปนิสัยเฉพาะของมันเองด้วย.

      ในสหรัฐฯ ปลาหมึกที่เป็นอาหารของคนนั้น นำเข้าจากภาคเหนือและภาคตะวันตกของทวีปแอฟริกา. ปลาหมึกเป็นอาหารยอดนิยมในเอเชียตะวันออก สเปน กรีซและประเทศอื่นๆตลอดหลายสิบศตวรรษที่ผ่านมา. ในเอเชียดูเหมือนว่าชาวญี่ปุ่น(และชาวเกาหลี)ชอบกินปลาหมึกมากกว่าชาติใด. สถิติจากองค์การอาหารและการเกษตรของสหประชาชาติ ระบุว่าทุกปีมีการซื้อขาย นำเข้า ส่งออกปลาหมึกในโลกประมาณปีละ 270,000 ตัน.

ดูภาพปลาหมึกภาพต่างๆข้างล่างนี้

ตื่นอยู่นะ 

ดูอยู่นะ

ชักง่วง

ใกล้หลับสนิท

ปลาหมึกตัวเล็กๆขนาดนี้ หน้าตายังบ้องแบ๊ว ลืมตาดูโลกไม่ถึงสองวัน ถูกนำใส่จานใบใหญ่ มาวางตรงหน้า พร้อมน้ำจิ้มสีเหลืองข้นๆชนิดหนึ่ง. พวกหนูกำลังบิดขี้เกียจ ยืดเส้นยืดสายอยู่ในจานนั้น. ท่านหัวหน้าแผนก (ศาสตราจารย์ตาเกจิโร โตมิตา 冨田竹二郎 Takejiro Tomita) ผู้เชิญข้าพเจ้าไปพบ เนื่องจากเพิ่งเดินทางไปถึงญี่ปุ่น ไปทำงานในตำแหน่งของท่าน เพราะตอนนั้นท่านอายุเจ็ดสิบกว่า และที่สำคัญตามองอะไรไม่เห็นนักแล้ว (ตลอดชีวิต ท่านทำพจนานุกรมไทยญี่ปุ่นและญี่ปุ่นไทย ทำอยู่คนเดียวไม่เคยย่อท้อ จนสำเร็จ. เป็นพจนานุกรมสองภาษารุ่นแรกของญี่ปุ่น ที่เป็นต้นฉบับ เป็นหนังสืออ้างอิงและคู่มือแก่นักศึกษา นักวิจัยจำนวนมาก). ท่านถึงแก่อนิจกรรมหนึ่งปีหลังจากที่ข้าพเจ้าเดินทางไปรับงานตำแหน่งของท่าน. ท่านอาจารย์ใช้ตะเกียบคีบหมึกน้อย จิ้มลงในถ้วยน้ำซอสข้นๆสีเหลืองอ่อนๆ แล้วใส่ปาก. บอกให้ข้าพเจ้าชิมดู, ข้าพเจ้าทำตาม อาจารย์ญี่ปุ่นคนอื่นๆก็เช่นกัน, จิบสาเกตามไปด้วย. หมึกน้อยจานนั้น ลงไปในท้องพวกเราอย่างสงบ, ไม่มีการตีโพยตีพาย, ตายอย่างวีรชนเพื่อต่อชีวิตให้คน. คนกินปลาหมึกเป็นอาหาร, ปลาหมึกไม่ใช่สัตว์เลี้ยงหรือสัตว์ตั้งโชว์ดูเล่น. 

       รสชาติอบอวลด้วยกลิ่นอายทะเล ประณีตพิศดารด้วยพลังชีวิตบริสุทธิ์จากทะเลที่หมึกเบบี้ทั้งหลายมอบให้แก่เรา... เสพอย่างเซน absolutely zen!. จำได้ไม่ลืมด้วยความรู้คุณ และด้วยความเกษมเปรมปรีดิ์ ที่ได้ลิ้มรสหนึ่งใน delicacy จากทะเลญี่ปุ่น. ตั้งแต่นั้นมา ชอบกินปลาหมึกตัวเล็กๆแบบปรุงสุก. 

โชติรส รายงาน

๒๐ เมษายน ๒๕๖๔.

ข้อมูลอ้างอิงและความรู้อื่นที่น่าติดตาม >>

***https://jp.reuters.com/article/us-science-octopus/octopus-research-yields-insight-into-the-evolution-of-sleep-idUSKBN2BH3J8 (บทความของ Will Dunham in Washington, Editing by Rosalba O’Brien. Science and Space. 26 March 2021). 

***https://www.wired.com/story/what-octopus-dreams-tell-us-about-the-evolution-of-sleep/amp  (บทความของ Sara Harrison,  16 April 2021).

***https://www.sleepfoundation.org/animals-and-sleep

บทความการนอนของสัตว์ประเภทต่างๆ ของ Logan Foley, Febraury 15, 2021.

***https://www.youtube.com/watch?v=mFP_AjJeP-M

(The Insane Biology of the Octopus. Real Science, Nov 15, 2020. ชีววิทยาสุดประหลาดของปลาหมึก ตย. ยุคที่ปลาหมึกมีกระดองฯลฯ).

***https://www.ninds.nih.gov/Disorders/Patient-Caregiver-Education/Understanding-Sleep  (การนอนของคน)