Войти
Нейродарвинизм, крупномасштабная теория функции мозга от Джеральд Эдельман был первоначально опубликован в 1978 году в книге под названием «Внимательный мозг» (MIT Press). Он был расширен и опубликован в книге 1987 года «Нейронный дарвинизм - теория отбора нейронных групп».
В 1972 году Эдельман был удостоен Нобелевской премии по медицине и физиологии (совместно с Родни Портером из Великобритании) за его работу в области иммунологии, показывающую, как популяция лимфоцитов способность связываться с чужеродным антигеном увеличивается за счет дифференциального клонального размножения после обнаружения антигена. По сути, это доказало, что человеческий организм способен создавать сложные адаптивные системы в результате локальных событий с обратной связью. Интерес Эдельмана к селективным системам распространился на области нейробиологии и нейрофизиологии, а в нейронном дарвинизме Эдельман выдвигает теорию, называемую «отбор нейронной группы». Он состоит из трех основных частей:
С неоднородностью нейронов ( Эдельманом, называемым вырожденностью), можно протестировать множество цепей (порядка 30 миллиардов нейронов с примерно одним квадриллионом связей между ними в человеческом мозгу) с разнообразным набором входных сигналов, чтобы увидеть, какие группы нейронов реагируют «соответствующим образом» "статистически. В результате возникают функциональные «распределенные» (широко распространенные) мозговые цепи.
Эдельман подробно описывает, как развитие мозга зависит от множества молекул клеточной адгезии (CAMs) и молекул адгезии к субстрату (SAMs) на поверхности клеток, которые позволяют клеткам динамически контролировать свои свойства межклеточного связывания. Эта поверхностная модуляция позволяет клеточным коллективам эффективно «сигнализировать» как групповые агрегаты, что помогает управлять морфогенезом. Таким образом, морфология зависит от функции САМ и САМ. И функции CAM и SAM также зависят от развивающейся морфологии.
Эдельман предположил, что пролиферация клеток, миграция клеток, гибель клеток, распределение стволов нейронов и разветвление нейритов также регулируется аналогичными избирательными процессами.
Как только основная пестрая анатомическая структура мозга заложена на раннем этапе развития, она более или менее фиксируется. Но, учитывая многочисленный и разнообразный набор доступных схем, обязательно должны быть функционально эквивалентные, хотя и анатомически не- изоморфные нейронные группы, способные реагировать на определенные сенсорные сигналы. Это создает конкурентную среду, в которой группы цепей, опытные в своих ответах на определенные входные данные, «выбираются» посредством повышения синаптической эффективности выбранной сети. Это приводит к увеличению вероятности того, что та же сеть ответит на аналогичные или идентичные сигналы в будущем. Это происходит за счет усиления синапсов между нейронами. И эти корректировки учитывают нейронную пластичность по довольно быстрому графику.
Последняя часть теории пытается объяснить, как мы ощущаем пространственно-временную согласованность в нашем взаимодействии со стимулами окружающей среды. Эдельман назвал это «повторным входом » и предлагает модель реентерабельной сигнализации, согласно которой дизъюнктивная, мультимодальная выборка одного и того же стимульного события, коррелированного во времени, приводит к самоорганизующемуся интеллекту. Другими словами, несколько нейронных групп могут быть использованы для параллельной выборки заданного набора стимулов и связи между этими дизъюнктивными группами с возникшей задержкой.
Было высказано предположение, что Фридрих Хайек ранее предлагал аналогичную идею в своей книге «Сенсорный порядок: исследование основ теоретической психологии», опубликованной в 1952 г. (Herrmann-Pillath, 1992). Другие ведущие сторонники - Жан-Пьер Чанже, Дэниел Деннет и Линда Б. Смит. Уильям Кальвин предлагает истинную репликацию в мозге, тогда как Эдельман выступает против идеи, что в мозгу есть настоящие репликаторы.
Критика нейронного «дарвинизма » была сделана Фрэнсисом Криком на основании того, что нейронные группы обучаются окружающей среде, а не подвергаются слепой вариант. Недавний обзор Фернандо, Сзатмари и Мужей объясняет, почему нейронный дарвинизм Эдельмана не является дарвиновским, потому что он не содержит единиц эволюции, как это определено Джоном Мейнардом Смитом. Он является селекционистским, поскольку удовлетворяет уравнению Прайса, но в теории Эдельмана нет механизма, объясняющего, как информация может передаваться между нейронными группами. Недавняя теория под названием «Эволюционная нейродинамика», разработанная Эорсом Сзатмари и Крисантой Фернандо, предложила несколько способов, с помощью которых может происходить истинная репликация в мозге. Эти нейронные модели были расширены Фернандо в более поздней статье. В самой последней модели три механизма пластичности: i) мультипликативный STDP, ii) LTD и iii) гетеросинаптическая конкуренция, ответственны за копирование паттернов связности из одной части мозга в другую. Точно те же правила пластичности могут объяснить экспериментальные данные о том, как младенцы реализуют причинное обучение в экспериментах, проведенных Элисон Гопник. Также было показано, что при добавлении обучения Хебба к нейронным репликаторам мощность нейронных эволюционных вычислений может на самом деле превзойти естественный отбор в организмах.
Жан Пиаже (1896) –1980) часто использовал концепцию схемы (предполагаемой единицы кодирования действия), которую он оставил как абстракцию. Однако более поздние теоретические разработки привели к гипотезе, что такие схемы, вероятно, были РНК-подобными молекулами, по крайней мере, в их простейших случаях. Такие молекулярные сайты должны будут взаимодействовать в основном с помощью инфракрасных сигналов: сообщений, которые могут проходить через жировую ткань, такую как миелин, но будут заблокированы водными преградами (из>20 мкм). Эта «новая» [R] -система была предложена как совместная альтернативная схема, больше касающаяся цифровых сигналов и данных, необходимых для продвинутого мышления - (тогда как традиционная [A] -система потенциалов действия и синапсов возможно, больше справится с такими видами деятельности, как логистика, мышечный контроль и распознавание образов, которые, вероятно, могут быть выполнены с использованием аналоговых устройств - разделение труда).
Принимает ли кто-то их или нет. фактические детали, такая основанная на молекулах система предлагает (i) очевидные возможности для четкого кодирования, (ii) очевидное объяснение любых унаследованных поведенческих черт, (iii) гораздо большее количество кодов-кандидатов, из которых можно выбрать -или-расточительство в дарвиновском соревновании; и т.д. Следовательно, это можно рассматривать как преодоление возражений Крика, по крайней мере частично.
Портал эволюционной биологии 