研究人员将黏菌样本放在培养皿中，培养基为普通琼脂胶。培养皿的一侧放置一个小玻璃片，另一侧则放置三个并排的玻璃片。玻璃片上都有黏菌的食物。培养皿被放置在一个黑暗的房间中，这是黏菌偏好的光线环境。最初的 12 小时里，黏菌向四周均匀生长。然而，到 24 小时时，70% 的样本向着三个并排的玻璃片生长，而不是单个玻璃片。
进一步的实验揭示了更多有趣的现象。当三个玻璃片堆叠在一起而非并排放置时，黏菌的偏好消失了，向两边生长的几率几乎相同。这表明并非玻璃片的质量导致黏菌选择三个并排的玻璃片。
通过计算机模型，研究人员发现原因在于琼脂胶的变形。当玻璃片并排放置时，它们对琼脂胶的变形方式与堆叠放置时不同，类似于多个重量并排放在蹦床上比堆叠重量产生不同的压力模式。研究团队确定，黏菌是朝着这种变形模式移动的。
没有大脑却能走出迷宫
黏菌的迷宫解谜实验，也是利用了上面的思路，这是一项由日本北海道大学的科学家中垣俊之及其团队于 2000 年开展的著名研究。黏菌是一种没有神经系统的单细胞生物，研究人员的实验却展示了黏菌在复杂环境中寻找食物的能力，他们实验设计了一个复杂的迷宫，其中出口放置了燕麦片作为食物，黏菌起始时被放置在迷宫的一个入口处。
在实验过程中，黏菌通过伪足的运动，在迷宫中蔓延，逐渐覆盖各个通道。在探索的过程中，它会感知环境中的变化，并调整其扩展方向。当它找到食物时，细胞质流动会逐渐集中在最短的路径上，而其余的伪足会逐渐收缩和消失。实验结果表明，黏菌能够高效地找到从入口到食物的最短路径。
黏菌在迷宫中寻找食物的最短路径
这种行为令人惊讶，因为黏菌没有神经系统或大脑，却表现出了类似分布式计算的能力。科学家们认为，这与黏菌的细胞质流动和化学感知机制有关，通过不断试探和反馈，它能够在复杂的环境中找到最优解。这项研究为生物学家和计算机科学家提供了启发，特别是在自然启发的算法设计和分布式智能系统的研究中。
黏菌可以优化复杂交通路线
在随后的实验中，科学家进一步研究了黏菌在其他复杂问题中的表现，如模拟城市交通网络的优化问题。
黏菌模拟东京地铁网络的优化实验是 2010 年开展的一项创新性研究。实验的目的是利用黏菌的网络构建能力，探索其在优化复杂交通系统中的潜力。研究人员选择了东京及其周边区域的城市作为模型，这一地区交通网络高度复杂，但必须确保高效和稳健。为了模拟这一环境，科学家在类似东京地图的琼脂培养基上放置了燕麦片，模拟东京各大城市的交通枢纽，并观察黏菌如何在这些点之间建立连接。
实验中，黏菌被放置在中心点（模拟东京的核心枢纽），并开始在培养基上生长，逐步扩展其伪足，连接各个 " 城市 "（燕麦片）。随着时间的推移，黏菌的网络逐渐变得优化：它消除了冗余的通道，同时保持了连接的稳定性和高效性。黏菌最终形成的网络在某些方面与实际的东京地铁系统惊人地相似。黏菌的网络布局不仅高效地连接了所有枢纽，还表现出了很强的鲁棒性，即使某些路径被破坏，它也能迅速通过其他通道进行调整。
模拟城市交通的黏菌网络
这一研究结果表明，尽管黏菌没有大脑或中央控制系统，但它能够通过简单的物理和化学反应来优化网络。这种分布式智能系统的表现，为城市规划和交通网络设计提供了重要启发。黏菌的网络不仅表现出较强的适应性，还能够在资源有限的情况下找到最短路径，这与实际工程中的许多优化问题有相似之处。研究人员认为，黏菌的这种行为可以用于设计更高效、可持续的交通系统，尤其是那些需要考虑到冗余性和灾难恢复能力的系统。
