Utiliser la théorie des jeux pour découvrir comment les réseaux à haut niveau de coopération se forment —


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  • Pourquoi les individus, des cellules individuelles aux humains, coopèrent-ils les uns avec les autres et comment forment-ils des réseaux qui fonctionnent bien ? Une équipe de recherche dirigée par le professeur Dr Thilo Gross de l’Université d’Oldenburg s’est rapprochée de la réponse à cette question. Selon leur modèle, des réseaux à haut niveau de coopération peuvent émerger si les individus coopérants adoptent une position tranchée vis-à-vis des resquilleurs. Cependant, si les contributeurs quittent un environnement trop rapidement parce que d’autres ne coopèrent pas, cela conduira finalement à un niveau de coopération globalement inférieur. Les six auteurs des États-Unis, d’Angleterre et d’Allemagne présentent les résultats de leur modèle écologique dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).

    L’article se concentre sur un problème fondamental : comment les individus qui consacrent leur temps et leurs efforts à créer un environnement coopératif peuvent-ils survivre dans un système où ils sont en concurrence avec des resquilleurs qui profitent de leur travail ?

    Les chercheurs ont utilisé la théorie des jeux pour analyser la coopération dans les réseaux, en se concentrant sur le soi-disant « jeu de congères ». « Ce jeu est basé sur une situation dans laquelle deux conducteurs sont surpris par une tempête de neige et restent coincés dans la neige », explique Gross, professeur de théorie de la biodiversité à l’Institut Helmholtz pour la biodiversité marine fonctionnelle de l’Université d’Oldenburg. Les chauffeurs disposent chacun d’une pelle à neige et peuvent choisir entre deux options : coopérer ou non. Le gain le plus élevé d’un pilote est de laisser l’adversaire déblayer toute la neige par lui-même. Néanmoins, l’adversaire est quand même récompensé de son travail car il rentre plus vite chez lui.

    Les auteurs ont ajouté une nouvelle option à un modèle abstrait de ce jeu : les joueurs ont pu quitter la scène et se relocaliser. Ce pouvoir s’est avéré être une pièce importante du puzzle. « Si les contributeurs qui travaillent dur peuvent abandonner l’environnement dans lequel ils sont exploités, cela laisse les resquilleurs à eux-mêmes tandis que les contributeurs peuvent prospérer ailleurs », déclare Gross.

    Toujours en mouvement

    Mais maintenant, le nouveau document montre qu’il y a une torsion : si les contributeurs utilisent leur pouvoir pour démissionner de manière trop libérale, ils créent un environnement où les contributeurs et les free-riders sont toujours en mouvement.

    « Cela semble absurde, mais nous atteignons un état où tout le monde cherche constamment un meilleur endroit, mais en fait, tout ce déplacement signifie simplement que chaque endroit devient le même », déclare Ashkaan Fahimipour, biologiste informatique à l’Université de Californie et responsable auteur de l’étude. Il a terminé l’étude en tant que doctorant supervisé par Gross.

    Les travaux mathématiques de l’auteur révèlent que l’apparition de cet état se produit lors d’une transition brutale. D’un côté de cette transition se trouve le monde où tout le monde est toujours en mouvement pour découvrir que c’est mauvais partout. Mais de l’autre côté, il y a une situation complètement différente. Ici, les gens sont plus indulgents avec leur environnement, ils endurent juste un peu plus longtemps, mais décident d’arrêter quand les choses deviennent trop mauvaises. Cela crée suffisamment de départs pour punir les free-riders mais pas assez pour rendre chaque endroit identique. Ainsi, des havres de sécurité pour la coopération peuvent se former là où de fortes contributions au bien commun créent des environnements prospères.

    Dans le nouvel article, l’auteur se concentre principalement sur le début de la coopération entre les animaux et dans les premières civilisations, mais leur cadre mathématique est transférable à une grande variété de contextes différents. « Peut-être que nos résultats contiennent également un message pour le monde moderne », déclare Gross.

    Le travail était une collaboration de chercheurs de l’Université de Californie et de l’Université de Princeton aux États-Unis et de l’Université de Bristol au Royaume-Uni. En Allemagne, des chercheurs de l’Institut Helmholtz pour la biodiversité marine fonctionnelle à Oldenburg, de l’Université d’Oldenburg, du Max-Planck-Institute for Evolutionary Biology à Plön et de l’Alfred-Wegener-Institute for Marine and Polar Research à Bremerhaven ont contribué à l’étude.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université d’Oldenbourg. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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