Хочу написать об одном неочевидном отличии человека от животных

МЕНЮ


Главная страница
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту
Архив новостей

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


Хочу написать об одном неочевидном отличии человека от животных. У самых "интеллектуальных" птиц (врановые) и млекопитающих (приматы) "напряжение ума" вызывает страх и стресс, от побуждений к решению задач в экспериментальной ситуации, у них развивается невроз и другие патологические проявления психики. Иными словами, интеллектуальные усилия здесь сопряжены с отрицательными эмоциями, вредными и блокирующими решение задачи, и жёстче всего у наиболее "умных" особей. Это т.н. неэнергетическая плата за познание мира, успех в котором согласно принципу Бриллюэна-Клаузиуса-Больцмана вызывает "отдачу" в виде снижения упорядоченности и познающего мозга, и действующего тела данного индивида (впервые это обосновал Л.В.Крушинский). См. статью нейробиолога Варвары Дьяконовой "Сколько стоят когнитивные способности?" (Комментарий к статье А.Л.Крушинского «Плата за решение задачи: биофизические предпосылки и возможные эволюционные последствия»):

"Наиболее ранние шаги в этом направлении были предприняты в лаборатории Л.В. Крушинского. Он рассматривал способность животных оперировать простейшими законами окружающей среды как одно из важнейших проявлений разумного поведения и разработал методы ее количественной и экспериментальной оценки. Так, «знаменитый» тест на экстраполяцию позволял оценить способность животных к пониманию законов движения и неисчезаемости (Крушинский Л., 2009). Однако первые попытки провести селекцию крыс на способность к решению экстраполяционной задачи оказались неудачны (Крушинский Л. и др., 1975). Причина этой неудачи как раз интересна в связи с поставленным вопросом о наличии платы за когнитивные способности. Оказалось, что быстрее, чем прогресс в решении задачи, в ряду поколений нарастал страх перед экспериментальной обстановкой, что привело к полной невозможности проводить дальнейшие эксперименты.

Только недавно эти эксперименты были продолжены уже на мышах и с введением дополнительного отбора на устойчивость к неврозу

в экспериментальной ситуации (Голибродо и др., 2014; Perepelkina et al., 2015). В этом случае удалось получить животных, которые, хотя и не решали задачу на экстраполяцию более успешно, чем контроль, но оказались достоверно лучше в решении другого когнитивного теста (поиск входа в убежище). Кроме того, для них было характерно большее, чем в контроле, потребление пищи, а также сниженная боязнь новой пищи (гипонеофагия). И то и другое любопытно в контексте рассуждений об энергетической плате за ум. В отношении тревожности результаты оказались неоднозначны. В открытом поле мыши, селектированные одновременно на способность решать экстраполяционную задачу и отсутствие боязни новой обстановки, проявляли больший интерес к новому объекту (еде), что свидетельствовало о снижении тревожности, но в другом тесте, предоставляющем возможность покидать освещенные участки, проявляли большую осторожность, что традиционно трактуется как свидетельство повышенной тревожности. Последний факт интересен,

ведь мышей отбирали на низкую тревожность, однако получить однозначно менее тревожных животных при одновременной селекции на способность к решению задачи не удалось.

Еще одна поведенческая парадигма, которая принесла ряд неожиданных и интересных результатов, связана с обучением крыс в сложном лабиринте Трайона (Tryon, 1942) и с последующим получением двух линий животных, отобранных по способности к обучению: «умных» (bright) и «тупых» (dull). Животные этих линий имели выраженные отличия по целому ряду поведенческих, социальных, физиологических и даже

биохимических характеристик. Хорошо обучающиеся животные (линия bright) проявляли более выраженную реакцию страха в модели с эмоциональным резонансом, в открытом поле их поведение характеризовалось высокой тревожностью (Хоничева и др., 1986). Вright самцы достоверно чаще проигрывали dull самцам в драках и занимали подчиненное положение (Золотарева и др., 1987; Крушинская и др., 1988), в их социальном поведении преобладали реакции защитного характера, а у самцов линии dull — агрессивного.

Две линии были исследованы по показателям метаболизма, таким как общий уровень глюкозы в периферической крови, скорость выброса глюкозы в ответ на введение адреналина, уровень адреналина и норадреналина в крови и надпочечниках, устойчивость липидов к окислительному стрессу и активность супероксиддисмутазы (Золотарева и др., 1987). Различия были достоверны по всем показателям. У линии dull кривые, характеризующие обмен сахара, соответствовали норме, у bright они были смещены в сторону диабетического типа. Различия в реакции глюкозы на введение адреналина свидетельствовали о лучших мобилизационных возможностях линии dull. Синтез адреналина и норадреналина в надпочечниках оказался примерно на одном уровне, но в крови содержание обоих катехоламинов было в 2.7—3.4 раза выше у линии bright. Уровень перекисного окисления липидов у линии bright был в два раза выше, несмотря на то что синтез супероксиддисмутазы (СОД), предотвращающей окисление, был также выше в 1.6 раза. Авторы трактовали эти результаты как свидетельство снижения устойчивости липидов и компенсаторной активации СОД у линии bright (Хоничева и др., 1986).

Кроме того, «хорошие» биохимические показатели коррелировали с вероятностью победы в драке, что, по мнению авторов, объясняло более высокую вероятность проигрыша самцов линии bright. Действительно, подбор для драки самцов bright и dull с близкими биохимическими показателями приводил к тому, что победителями чаще становились самцы линии bright (Крушинская и др., 1988; Хоничева и др., 1986).

У крыс линии bright проявилось еще одно интересное свойство: они демонстрировали предрасположенность к алкоголизму, гораздо более выраженную, чем крысы, полученные в результате направленного искусственного отбора на алкоголизм (Amit, Smith, 1992). Общий вывод, напрашивающийся из этой серии работ, достаточно очевиден. Отбор на успешность обу­чения в сложном лабиринте привел к существенному

снижению общей приспособленности животных, проявляющейся на поведенческом, социальном и биохимическом уровне. Однозначно рассматривать эти данные как свидетельство высокой платы за когнитивные способности нельзя, поскольку невозможно исключить исходную случайную сцепленность признаков.

Только воспроизведение подобных эффектов на других видах и в других экспериментальных ситуациях позволило бы говорить о том, что подобная сцепленность не случайна. Продолжение темы последовало на далеком в систематическом отношении животном, излюбленном

объекте генетиков — дрозофиле. Вели отбор особей, способных устанавливать ассоциацию между сложным запахом и вкусом, контрольная линия находилась в идентичных условиях, но не подвергалась обучению (Mery, Kawecki, 2002; 2003). Через 20 поколений были получены мухи, демонстрировавшие более высокую скорость обучения и лучшую память, но не отличавшиеся по способности воспринимать, различать

или «уделять внимание» стимулу. Быстрее обучаться и лучше помнить отобранные мухи могли не только в поведенческой модели, которая использовалась для отбора, но и в других условиях ассоциативного обучения (и с положительным, и с отрицательным подкреплением).

Результаты сравнения «умных» и контрольных мух отражены в публикациях с характерными названиями «A fitness cost of learning ability in Drosophila melanogaster» (Mery, Kawecki, 2003) и «Costs of memory: lessons from ‘mini’ brains» (Burns et al., 2011). Первая

находка снижения общей приспособленности умных мух заключалась в том, что их личинки при ограничении пищевого субстрата не могли конкурировать с личинками контрольных линий, выживаемость была драматически снижена. Эффект не связан с имбридингом. Любопытно, что искусственный отбор на выживаемость личинок в условиях дефицита пищевого субстрата симметрично привел к снижению способности

обучаться (Kolss, Kawecki, 2008). Сходные симметричные отношения найдены между способностью к обучению и общей продолжительностью жизни дрозофил.

Отбор на способность к обучению привел к снижению на 15 % продолжительности жизни, а отбор на продолжительность жизни привел к ухудшению на 40 % способности обучаться в молодом возрасте (Burger et al., 2008). О появлении неврозов при попытках решения

сложных задач у млекопитающих и птиц достаточно хорошо известно (Крушинский Л. и др., 1975; Семиохина и др., 1976), в некоторых случаях эти патологические проявления вынуждали экспериментаторов снижать сложность задачи (Самулеева и др., 2015). Любопытно, что и у дрозофил когнитивная нагрузка (процедура обучения) вызывала определенные негативные последствия, например, приводила к снижению фертильности и уменьшению на 15 % количества яиц. Продолжительные когнитивные тренировки (20 дней) снижали плодовитость на 40 % (Mery, Kawecki, 2004). Сходным образом формирование долговременной памяти снижало устойчивость дрозофил к острому стрессу, вызванному резким ограничением в воде и пище (Mery, Kawecki, 2005). Эти данные, по мнению авторов, являются свидетельством того, что плата на улучшение когнитивных способностей проявляется не только при генетическом отборе «более подходящего нейронального субстрата для обучения», но и при непосредственной эксплуатации этого субстрата для решения когнитивных задач.

С другой стороны, у социальных насекомых, пчел, были найдены положительные корреляции между способностью к обучению и устойчивостью к окислительному стрессу и бактериальной инфекции (Alghamdi et al., 2009). Связаны ли эти различия с социальной организацией жизни, снижающей конкуренцию, остается неизвестным. В отличие от моделей Трайона, у «умных» дрозофил пока не исследованы метаболические, поведенческие и другие возможные причины снижения конкурентноспособности, фертильности и выживаемости. Эта возможность остается и представляет большой интерес. Скорее всего, различия должны проявиться на весьма значимых функциональных направлениях. Показательно, что снижение выживаемости, конкурентноспособности и фертильности характерно для дрозофил при таких масштабных явлениях, как,

например, снижение контроля за активностью мобильных элементов в геноме и снижение генетической стабильности. Не снижается ли генетическая стабильность при отборе на когнитивные способности? Ответ на этот вопрос, насколько мне известно, еще не поднимался в современной литературе.

Итак, если перечислить все эмпирически выявленные на сегодняшний день негативные последствия развития когнитивных способностей у организмов разного уровня организации, то получится следующий список:

? гипервозбудимость;

? эмоциональная неустойчивость;

? тревожность;

? склонность к алкоголизму;

? снижение адаптивности гликогенового ответа на стресс;

? понижение социального ранга;

? снижение конкурентноспособности в борьбе за ресурсы;

? снижение фертильности, численности и выживаемости потомства;

? снижение общей и метаболической устойчивости к стрессу.

Эти данные свидетельствуют о том, что «плата» за когнитивные способности может затрагивать не только функции нервной системы, но и глобальные метаболические и биохимические процессы в организме. Данных пока недостаточно, чтобы делать далеко идущие выводы. Существует только набор свидетельств в пользу довольно высокой платы за когнитивные способности. Однако уже имеющиеся свидетельства указывают на неоднозначность «когнитивной продвинутости» для естественного отбора. За несомненно полезное понижение неопределенности внешней среды (Friston, 2010; Carhart-Harris et al., 2014) все-таки, по-видимому, приходится заплатить.

Перечень «возможных видов оплаты» хорошо согласуется с такими фактами, как большая индивидуальная вариабельность в отношении когнитивных способностей у всех видов и быстрое снижение умственных способностей при исчезновении внешних факторов, требующих когнитивной нагрузки (Moran, 1992; Pravosudov, Clayton, 2002; Shettleworth, 2009; Mery, 2013; Hollis, Kawecki, 2014). Экономное отношение эволюции к когнитивной функции трудно объяснить в принятых терминах энергетической платы за ум, поскольку энергетика легко восполняется за счет внешних ресурсов, а повышение интеллекта может обеспечить успех в доступе к ним. Плата в терминах снижения упорядоченности мозга или организма (Крушинский А., 2013; 2015) представляется более правдоподобной, поскольку упорядоченность не всегда можно восстановить только за счет притока энергии.

До А.Л. Крушинского при обсуждении возможных причин снижения устойчивости и конкурентноспособности при повышении когнитивных возможностей рассматривалась только энергетическая составляющая (Mery, Kawecki, 2004; 2005; Niven, Laughlin, 2008; Mery,

2013). Логика большинства исследователей прозрачна: работа мозга и формирование в онтогенезе мозга, способного решать более сложные задачи, очевидно, требует энергии, следовательно, энергии может не хватить на какие-то другие органы и системы, не задействованные в решении задач, и это понизит общую приспособленность организма. Однако этому противоречат результаты экспериментов. Например, и дрозофилы, и крысы линий Трайона отбирались в лабораторных условиях, исключающих недостаток питания, конкуренцию за него, а следовательно, и недостаток энергии. Энтропийная плата за повышение когнитивных способностей и решение задач, впервые рассмотренная А.Л. Крушинским, с моей точки зрения, больше соответствует эмпирическим данным о снижении общей приспособленности животных в результате отбора на когнитивные способности".

Российский журнал когнитивной науки, 2015, том 2 (2 – 3), стр. 70 – 77

У людей же дела обстоят совершенно, этой корреляции нет или она положительная: человек может не просто "снять" это негативное воздействие на психику, но и сделать так, чтобы решение интеллектуальных задач было в радость и каждая решенная толкала к следующему "подъ?му планки", а не создавала психические проблемы. С другой стороны, в отличие от антропоидов человек умеет всё делать точно - ходить строем, танцевать вместе, координируя телодвижения на уровне точности большей, чем индивидуальный порог восприятия, т. е. автоматически (то же возможно во всякой иной деятельности). Для этого в антропогенезе использовались два пути. Первый - социальное влияние: человеческая культура выработала инструменты, снимающие тревогу и стресс, "доставшиеся" нам от животных, и повышающие общую готовность к усилиям, несмотря на сопротивление (скажем, задачи). Они "работают" на основе взаимной социальной стимуляции. Второй биологический - отбор вариантов полиморфного гена DRD4, увеличивающих позитивное отношение к новизне, готовность устойчиво действовать в условиях новизны, вопреки сопротивлению среды, склонность к бродяжничеству, т.е. к инвазии в новую, необычную среду обитания вместо отступления от неё в спокойные и привычные условия. DRD4 кодирует дофаминовые рецепторы D2, а эта система, с одной стороны, мотивирует (система вознаграждения), с другой, поддерживает моделирование движений по образцу, увеличивает их точность и успех деятельности. Как показал ещё Лоренц, лучший способ повысить упорядоченность в себе и в среде вокруг - начать действовать самому, даже если дёргаться случайным образом (т.н. ауторитмия), а уж если это направленное действие на основе определённой гипотезы - тем более. Отбор вариантов DRD4, мотивирующих к подобному, способствует прогрессу познания мира, поскольку успех/неуспех действия в условиях неопределённости/новизны эту "гипотезу" поддержит или опровергнет, заставив придерживаться её альтернативы. То и другое увеличивает знание действующего субъекта о мире, толкает к ещё большему продвижению в "следующую" неопределённость и новизну, по мере того как "прежняя" сокращается в результате прошлых действия. И т.д., и т.п., почему человеческое познание мотивируется его действующим телом, а животное - наоборот, толкает его "вернуться" к отреагированию инстинктов и стереотипов.

Дальше напишу, что там с отбором вариантов DRD4 у людей и собак, которым люди ставят задачи, других домашних животных, отбираемых по поведению


Источник: vk.com

Комментарии: