быстрый поиск:

последние за вчера, 25.05.19  
переводика рекомендует  
Война и Мир
Терра Аналитика
Усадьба Урсы
Хуторок
Сделано у нас, в России!
ПОБЕДИТЕЛИ — Солдаты Великой Войны
Вместе Победим
Российская газета
 
опубликовано редакцией на Переводике 15.02.19 19:04
скаут: Alena M.; переводчик Alena M.;
   
 

Новая теория объясняет, как развивалось сознание

сознание.jpg

Когда в 1859 году Чарльз Дарвин опубликовал книгу «Происхождение видов», эволюция стала великой теорией биологии. Но все же одна из наших самых важных биологических особенностей, сознание, редко изучается в контексте эволюции. Теории сознания развиваются в религии, философии, когнитивной науке, но не в эволюционной биологии. Может быть, поэтому так мало теорий смогли разобраться с такими основными вопросами, как: какой показатель адаптивности у сознания? Когда оно появилось и у каких животных?

Теория схемы внимания (AST), разработанная за последние пять лет, может ответить на эти вопросы. Теория предполагает, что сознание возникает как решение одной из самых фундаментальных проблем, стоящих перед любой нервной системой: большое количество поступающей информации. Мозг развил сложные механизмы для глубокой обработки определенных сигналов за счет других, и в AST сознание – это конечный результат этой эволюционной последовательности. Если теория верна - а это еще предстоит определить - тогда сознание постепенно эволюционировало последние полмиллиарда лет и присутствует у некоторых позвоночных.

Еще до развития центрального мозга нервные системы использовали простой компьютерный прием: конкуренция. Нейроны действуют как кандидаты на выборах, каждый из которых кричит и пытается подавить своих соперников. В любой момент только несколько нейронов выигрывают, их сигналы поднимаются выше шума и влияют на поведение животного. Этот процесс называется избирательным усилением сигнала, и без него нервная система практически ничего не может сделать.

Мы можем предположить то, когда впервые появилось избирательное усиление сигнала, сравнивая различные виды животных и общий метод эволюционной биологии. У гидры, маленького родственника медуз, возможно, самая простая из известных нервных систем - нервная сеть. Если вы заденете гидру, то вызовете обобщенную реакцию. Но это не дает доказательств избирательной обработки. Различия между предками гидр и другими животными, согласно генетическому анализу, возможно, начали появляться еще 700 миллионов лет назад. Избирательное усиление сигнала, вероятно, развилось после этого.

С другой стороны, благодаря членистоногим, можно рассмотреть другой пример избирательного усиления сигнала. Они усиливают одни визуальные сигналы и подавляет другие, создавая определенное видение мира. Таким образом, совершенствование данной функции, вероятно, произошло между гидрами и членистоногими - примерно в период 700 и 600 миллионов лет назад, рядом с началом многоклеточной жизни. Избирательное усиление сигнала настолько примитивно, что даже не требует центрального мозга. Глаз, сенсорная система тела и слуховая система могут обладать своими собственными типами внимания, сосредоточенными на избранных сигналах.

Следующее эволюционное достижение – централизованное управление вниманием, которое могло координировать все чувства. У многих животных – это область мозга, называемая тектумом («тектум» – это «крыша» на латыни). Он управляет открытым вниманием.

У всех позвоночных - рыб, рептилий, птиц и млекопитающих - есть тектум. Его можно найти даже у миног, а они появились так рано в эволюции, что у них даже нет нижней челюсти. Но, насколько известно, тектум отсутствует у всех беспозвоночных. Тот факт, что он есть у позвоночных, а у беспозвоночных нет, позволяет сделать определенные выводы. Согласно ископаемым и генетическим данным, позвоночные эволюционировали около 520 миллионов лет назад. Тектум и центральное управление вниманием, вероятно, развивались примерно в период кембрийского взрыва, когда позвоночные были крошечными извивающимися существами, конкурирующими с беспозвоночными в море.

Тектум - прекрасное произведение инженерного искусства. Чтобы эффективно управлять головой и глазами, он создает внутреннюю модель, а такая функция хорошо известна инженерам. Внутренняя модель - это симуляция, которая отслеживает все, что контролируется, и позволяет прогнозировать и планировать. Внутренняя модель тектума представляет собой набор информации, закодированной в сложной схеме активности нейронов. Эта информация имитирует текущее состояние глаз, головы и других основных частей тела, прогнозируя то, как эти части тела будут двигаться дальше, и каковы будут последствия. Например, если вы переместите глаза вправо, визуальный мир должен сместиться по сетчатке влево предсказуемым образом. Тектум сравнивает прогнозируемые визуальные сигналы с поступающей информацией, чтобы убедиться, что все идет по плану. Эти вычисления чрезвычайно сложны и, тем не менее, требуют дополнительной энергии. У рыб и амфибий тектум – самая сложная и самая большая часть мозга. Лягушки обладают довольно хорошей симуляцией.

С развитием рептилий около 350-300 миллионов лет назад начала формироваться новая структура мозга – wulst. Птицы унаследовали ее от рептилий предков, как и млекопитающие. У нас это обычно называется корой головного мозга. На сегодняшний день это самая большая структура человеческого мозга. Иногда вы можете услышать, что мозг рептилии – всего лишь автоматическая часть, которая остается после удаления коры, но это не так. Кора развивается из wulst рептилий, и они, вероятно, умнее, чем мы думаем.

Кора похожа на модернизированный тектум. У нас еще есть тектум: он находится под корой и выполняет те же функции, что и у рыб и земноводных. Если вы слышите внезапный звук или видите движение уголком глаза, тектум быстро и точно направляет ваш взгляд к объекту. Кора также принимает сенсорные сигналы и координирует движение, но она более гибкая. В зависимости от ситуации, вы можете смотреть вперед, смотреть в сторону, издавать звуки, танцевать или просто закрепить событие в памяти на случай, если оно пригодится вам в будущем.

Важное различие коры и тектума заключается в том, каким видом внимания они управляют. Тектум - мастер открытого внимания: он направляет сенсорный аппарат на что-то важное. Кора головного мозга управляет скрытым вниманием. Вам не нужно смотреть прямо на что-то, чтобы это увидеть. Даже если вы отвернулись от объекта, ваша кора все равно может сосредоточиться на нем. Ученые иногда сравнивают скрытое внимание с центром внимания. (Аналогия была впервые предложена Фрэнсисом Криком, генетиком.) Ваша кора может переключить скрытое внимание с текста перед вами на соседнего человека, на звуки на вашем заднем дворе, на мысль или память. Скрытое внимание - движение от одного предмета к другому.

Кора должна контролировать такое движение, поэтому ей нужна внутренняя модель. В отличие от тектума, который моделирует конкретные объекты, такие как глаза и голова, кора должна моделировать нечто гораздо более абстрактное. Согласно AST, для этого она строит схему внимания - постоянно обновляемый набор информации, описывающий то, что делает скрытое внимание и каковы последствия.

Рассмотрим маловероятный эксперимент. Если бы вы могли каким-то образом присоединить внешний речевой механизм к крокодилу и дать ему доступ к схеме внимания wulst, крокодил мог бы сказать: «Я чувствую, что внутри меня что-то неосязаемое. Это не глазное яблоко, не голова и не рука. Оно нематериально и позволяет мне понять, запомнить и ответить».

Крокодил был бы, конечно, неправ. Скрытое внимание не может быть неосязаемым. У него есть физическая основа, но эта физическая основа лежит в микроскопических деталях нейронов, синапсов и сигналов. Мозг не должен знать эти детали. Следовательно, схема внимания – неуловима. Она изображает скрытое внимание физически несвязным образом, как нефизическую сущность. И это, согласно теории, является источником сознания. Увы, крокодилы не могут говорить. Но в этой теории у них, скорее всего, будет хотя бы простая форма схемы внимания.

Когда я думаю об эволюции, мне вспоминается известная цитата Тедди Рузвельта: «Делай, что можешь, с тем, что у тебя есть, где ты есть». Эволюция - мастер такого оппортунизма. Плавники становятся ногами. Жаберные дуги становятся челюстями. И модель себя становится моделью других. В AST схема внимания сначала развивалась как модель собственного скрытого внимания. Но как только образовался базовый механизм, согласно теории, он был адаптирован для моделирования внимания других, чтобы учесть социальный прогноз. Мозг не только мог приписать сознание себе, он начал приписывать сознание другим.

Когда психологи изучают социальное познание, то много внимания уделяют теории разума, способности понимать чужой разум. Эксперименты показывают, что собака может посмотреть на другую собаку и понять: «Знает ли она меня?» Вороны также демонстрируют впечатляющую теорию разума. Если они прячут еду, когда за ними наблюдает другая птица, то они будут ждать, когда она улетит, чтобы все снова перепрятать. Как будто они понимают, что другая птица знает об одном тайнике, но не знает о другом. Если у млекопитающих и птиц есть базовая способность приписывать осознание другим, то, возможно, все началось с их общего предка, рептилий. В эволюционной истории AST социальное познание начинает набирать обороты вскоре после того, как развился wulst рептилии. Крокодилы, например, живут в больших общинах, заботятся о своих детенышах.

Если AST верна, 300 миллионов лет эволюции рептилий, птиц и млекопитающих позволили «модели себя» и социальной модели развиваться в тандеме, где одна влияла на другую. Мы понимаем других людей, проецируя себя на них. Но мы также понимаем себя, осознавая то, как другие люди видят нас. Данные из моей собственной лаборатории показывают, что корковые сети в человеческом мозге, позволяющие нам приписывать сознание другим, пересекаются с сетями, которые создают наше собственное чувство сознания.

Язык, пожалуй, самый последний большой скачок в эволюции сознания. Никто не знает, когда впервые появился человеческий язык. Конечно, у нас это было 70 тысяч лет назад, когда люди начали заселять мир. Отношения между языком и сознанием – часто обсуждаемая тема. Мы можем утверждать, что, как только мы разработали язык, мы могли говорить о сознании и сравнивать записи. Мы могли сказать вслух: «Я осознаю вещи. Как и она. Как и он. Как и эта чертова река, которая только что пыталась уничтожить мою деревню.

Может быть, отчасти из-за языка и культуры люди приписывают сознание всему окружающему. Мы наделяем сознанием персонажей в истории, марионеток и кукол, реки, пустые места, призраков и богов. Джастин Барретт назвал это «средством обнаружения гиперактивного действия», или HADD. Теория состоит в том, что лучше быть в безопасности, чем сожалеть. Если ветер заставляет траву шелестеть, и вы думаете, что это лев, то ничего страшного не произойдет. Но если вы не увидите настоящего льва, то вылетите из генофонда. Для меня, однако, HADD выходит далеко за рамки хищников. Это следствие нашей гиперсоциальной природы. Эволюция усилила нашу склонность к моделированию других, что дает нам адаптивное преимущество. Неизбежный побочный эффект – ложные реальности или призраки.

Таким образом, история эволюции подводит нас к современности, к человеческому сознанию - тому, что мы приписываем себе, другим и миру призраков и богов. AST охватывает множество областей, от простых нервных систем до симуляции себя и других. Она дает общую основу для понимания сознания и его постепенной и непрерывной эволюции.


статью прочитали: 1357 человек

   
теги: Наука, Эволюция  
   
Комментарии  Материалы по теме 
  24.05.2019 19:57   Эксклюзив
Quantamagazine -

Ученые открыли новую фазу воды

фаза.jpg«Это действительно новое состояние материи, - сказала она, - что довольно впечатляюще».

читали: 473

читать далее
 
  17.05.2019 23:43   Эксклюзив
Science alert -

Ученый утверждает, что он расшифровал «самую загадочную книгу в мире» всего за 2 недели

книга.jpgВ нашем мире существует древняя и загадочная книга, которая выходит за рамки человеческого понимания.

читали: 896

читать далее
 
  15.05.2019 17:45   Эксклюзив
Science alert -

Ученые обнаружили нечто удивительное в янтаре: древние морские существа

янтарь.jpgЭто удивительно.

читали: 910

читать далее
 
  14.05.2019 15:08   Эксклюзив
Science alert -

Найдено 2624-летнее дерево

деревья.jpgОно было саженцем или молодым деревом в 605 г. до н.э. - период, который предшествовал Римской империи на века.

читали: 894

читать далее
 
  13.05.2019 22:35   Эксклюзив
Express.co.uk -

Тайна Египта РАЗГАДАНА? Как археолог обнаружил НЕПОВРЕЖДЕННЫЕ «самые старые свитки пирамиды»

пирамиды.jpgАрхеологи в Египте обнаружили «полностью сохранившиеся» свитки, которые могли бы помочь понять, как именно строились пирамиды.

читали: 1598

читать далее
 
  13.05.2019 18:57   Эксклюзив
Quantamagazine -

Солнце гораздо более странное, чем воображали астрофизики

лучи.jpgСолнце излучает гораздо более высокочастотный свет, чем ожидалось. 

читали: 881

читать далее
 

Комментарии возможны только от зарегистрированных пользователей, пожалуйста зарегистрируйтесь

Праздники сегодня

© 2009-2019  Создание сайта - "Студия СПИЧКА" , Разработка дизайна - "Арсента"