Зачем рыбе мозг?

[Константин Шереметьев]

Первыми головным мозгом обзавелись рыбы. Случилось это около 70-ти миллионов лет назад. До этого момента в Мировом океане плавали несметные полчища беспозвоночных.

Но рыбы пожрали всех. И теперь черви стараются не высовываться из щелей, Мировой океан принадлежит рыбам.

Мозг современных рыб обладает колоссальной сложностью. Тем не менее, мы сейчас познакомимся с очень важным принципом работы мозга - его инициацией.

Сэтологи все время путаются в вопросе: как можно осуществлять поведение, если нет встроенной программы поведения. У мозга множество вариантов решения этого вопроса и рыбы использовали первый из них: импринтинг.

Импринтинг - это готовность мозга к поведению, которое будет задано в определенный момент развития мозга.

Лососи плывут на нерест тысячи миль из океана в ту реку, где они в свое время вывелись из икры. Если это вас не удивляет, то представьте, что вам без карты нужно добраться до неизвестной реки, пройдя при этом хотя бы тысячу километров. Все это стало возможным благодаря импринтингу.

Хаслер в 1960 году установил, что тихоокеанские лососи в определенный момент своего развития запоминают запах того ручья, в котором они родились.
Затем они спускаются по ручью в реку и плывут в Тихий океан. На океанских просторах они резвятся несколько лет, а потом возвращаются на родину. В океане они ориентируются по солнцу и находят устье нужной реки, а родной ручей находят по запаху.

То есть определенные области мозга напоминают фотокамеру с таймером. В определенный момент диафрагма срабатывает и на пленке остается то, что оказалось перед камерой. Именно это изображение и направляет поведение.

Важность импринтинга в том, что он определяет рыбью индивидуальность. Два червя будут вести себя абсолютно идентично в одинаковых условиях.

А вот рыба вполне может сказать: "Та фифа мне не ровня! Я местная, а она из глухой провинции".

Механизм импринтинга сохранился у всех высших млекопитающих, но сфера его применения существенно сузилась. Так у человека из наиболее важных форм импринтинга сохранилось только сексуальное научение.

[ili]

5 копее: импринт у человека вроде как связан не только с сексуальным научением ... но помню не точно, не уверен. Было что-то около НЛП по реимпринтированию - вроде так. И вокруг этого тема о взрослени, новом опыте в новом контексте ... Надо будет погуглить по свободе )
А вот близкое - об инстинктах: http://wolf-kitses.livejournal.com/72983.html
Хороший автор. И блог )

[Андрей ОК]

Сообщение от Константина

Импринтинг - это готовность мозга к поведению...

А эта готовность обуславливается генетические? И что записано в этой генетической программе?

Как вообще появляются такие программы?

[Сэнкс]

Импринтинг - это готовность мозга к поведению, которое будет задано в определенный момент развития мозга.

Импринт?
Импринтная уязвимость?

[Планета N]

Импринтинг (англ. imprint — оставлять след, запечатлевать, фиксировать), образование чрезвычайно устойчивых следов в психике после однократного переживания. Представляет собой форму очень быстрого и стойкого научения человека в некоторых ситуациях, связанных с выраженным нервно-эмоциональным напряжением. Известно, что в результате импринтинга в психике может стойко зафиксироваться конкретная ситуация, в которой впервые возникло резкое сексуальное возбуждение. При этом образуются столь прочные условно-рефлекторные связи, которые могут сохраняться всю жизнь, влияя на сексуальные предпочтения и половое поведение человека в целом. Импринтинг осуществляется только в строго определённом периоде жизни (детском и подростковом возрасте), а его последствия чаще необратимы.
Существует теория импринтинга, согласно которой в нервной системе человека имеется так называемый врождённый механизм высвобождения. Чтобы привести его в действие необходимы зрительные, обонятельные, тактильные и другие раздражители, в значительной степени индивидуальные для каждого человека и запрограммированные генетически. Если соответствующий набор раздражителей действует в строго определённые, критические моменты формирования личности, он быстро запечатлевается в психике, приобретая необычайную стойкость в сравнении с другими раздражителями, что в дальнейшем определяет поведение человека в тех или иных ситуациях.

[Константин Шереметьев]

Сообщение от Андрей ОК

А эта готовность обуславливается генетические?

Да.

Сообщение от Андрей ОК

И что записано в этой генетической программе?

Записана программа возникновения и отмирания межнейронных связей.

Если совсем упростить, выглядит так. Ряд нейронных сетей в определенный момент формируют пучок избыточных связей.

Если по ним проходит импульс, то связи сохраняются на всю жизнь. Если импульса нет определенное время, то связи отмирают.

Сообщение от Андрей ОК

Как вообще появляются такие программы?

Они появляются в результате возникновения особой ретикулярной нейросети.

Ее особенность в том, что она имеет возможность создавать и убирать связи по определенным условиям. Импринт - это одно из таких условий.

Подобные сети и стали быстро эволюцонировать и образовали мозг.

Сообщение от Сэнкс

Импринт?
Импринтная уязвимость?

Импринт! Импринтная уязвимость!

Надеюсь, что ответил на твой вопрос.

[ili]

Константин, я бы уточнил фрмулировки ...
Стоит добавить про эмоции и реимпринтирование.
Но поскольку я не силен в теории то на этом предложении остановлюсь.

[Константин Шереметьев]

Сообщение от ili

Стоит добавить про эмоции и реимпринтирование.

Эмоций у рыб нет, реимпринтирования тоже.

[ili]

Зато у человека полно ))))))))))
/чуства у рыб есть

[Константин Шереметьев]

Сообщение от ili

чуства у рыб есть

От переполнявших их чувств рыбки рыдали и их слезы переполняли аквариум.

Продолжим.

Следующее, чему научились рыбы - это условный рефлекс. Что это такое, я полагаю, все знают. Поэтому приведу только его определение в интеллектике:

Совпадение валентного стимула по времени с невалентным повышает валентность последнего.

Есть только маленькое дополнение.

Опыты академика Павлова стали настолько популярны, что породили ошибочное мнение о том, что собаки управляются условными рефлексами.

Это не так. У высших млекопитающих (включая человека) условный рефлекс играет незначительную роль в общей структуре поведения.

А вот у рыб условный рефлекс имеет весьма важное значение.

Именно с помощью условного рефлекса рыбы отыскивают места, богатые пищей и избегают мест, чреватых появлянием хищников.

Механизм условного рефлекса достаточно прост. Нейросети имеют возможность устанавливать связи, при прохождении по сетям сходных импульсов.

Прекращение импульсов приводит к угасанию связей.

[ili]

восприятие, ощущение, чуство.

[Константин Шереметьев]

Сообщение от ili

восприятие, ощущение, чуство.

"Ночь, улица, фонарь, аптека".

Продолжим.
Наиболее интересным свойством рыбьего мозга является имитационный рефлекс.

Именно он позволяет рыбам объединяться в стаи.

Черви, в отличие от рыб, друг на друга внимания не обращают.

А вот рыбы выедляют в окружающей среде своих собратьев и стараются вести себя сходно с ними.

Это позволяет стайке рыб создавать единый сверхорганизм, реагирующий на угрозу целостно. Величина запаздывания реакции всего лишь тысячная доля секунды.

Эта способность до совершенства доведена у людей. Солдаты в строю, рэпперы на танцполе и скрипачи в оркестре четко образуют сверхорганизм, позволяющий решать задачи, неподвластные индивиду.

Механизм имитационного рефклса устроен сложнее, чем условного. Здесь задействованы детекторы узнавания особей своего вида в сочетании с условным рефлексом поведения.

То есть рыбка копирует сходные движения сходной рыбки в сходных обстоятельствах. Правда, механизм достаточно жесткий. То есть научить стаю танцевать лезгинку не получится.

[Андрей ОК]

Сообщение от Константина

Первыми головным мозгом обзавелись рыбы. Случилось это около 70-ти миллионов лет назад.

А предыдущие 400 млн. лет они что, без мозга плавали?

[Константин Шереметьев]

Сообщение от Андрей ОК

А предыдущие 400 млн. лет они что, без мозга плавали?

Да, без мозга в нынешнем понимании.

Сейчас мозг рыбы (как и других высших животных) разделен на отделы с хорошо выраженными функциями. До этого существовали нервные трубки, не полностью закрываемые черепом.

Началом настоящего мозга можно считать выделение мозжечка ( двигательные шаблоны), и переднего мозга (управление поведением).

То есть рыбы первыми в природе научились строить поведение, не сводящееся к встроенным шаблонам.

Грубо говоря, из кубиков они стали складывать слова.

[Андрей ОК]

Началом настоящего мозга можно считать выделение мозжечка, и переднего мозга.

Каких рыб ты имеешь в виду?

[Константин Шереметьев]

Сообщение от Андрей ОК

Каких рыб ты имеешь в виду?

Вопрос не очень понятен. Я имею в виду мозг современных рыб: http://bio.1september.ru/2005/21/5.htm

[Андрей ОК]

Сообщение от Константина

Вопрос не очень понятен.

Меня интересует эволюция мозга - у кого, по твоему, появился "настоящий" мозг. Пока не очень понятно.

Если у костистых (типа современных) - так это не 70 млн лет, а на пару сотен млн. поболее. Если все-таки 70 млн. - не понятно, кого ты имеешь в виду.

Если честно, 70 млн. лет назад вовсю резвились большие динозавры, и понемногу бегали мелкие млекопитающие.

[ili]

Карл Саган "Драконы Эдема" - великолепная книга об эволюции мозга (скорее человеческого)
недавно переиздавалась - еще можно найти наверное.
я получил много благодарностей за рекомандацию этой книги

[ili]

http://wolf-kitses.livejournal.com/78881.html - об интеллекте и о рыбах )

[Константин Шереметьев]

Сообщение от Андрей ОК

Меня интересует эволюция мозга - у кого, по твоему, появился "настоящий" мозг.

Вопрос понял. Тебя интересует эволюция мозга рыбьих предков..

Если не вдаваться в множество подробностей, то схематично эволюция выглядит так:

440 млн. лет назад появились предки рыб - бесчелюстные рыбообразные Agnatha

400 млн. лет - челюстноротые панцирные рыбы Placodermi

210 млн. лет - костистые рыбы Teleostei

170 млн. лет - челюстножаберные рыбы - Acanthodii

Все эти предки рыб в основном видообразии вымерли (отдельные виды встречаются и сейчас). Их мозг развивался по типу увеличения генетически встроенных программ и не смог выдержать конкуренции

140 млн. лет назад среди костистых появились сельдеобразные рыбы (Clupeimorpha), которые сделали ставку на полностью закрытую черепную коробку и защиту мозга. Некоторые из них дожили до наших дней.

120 млн. лет - появились хрящевые рыбы - Chondrichthyes. Они сделали ставку на скорость и вооруженность. Их представители - акулы и скаты - также дожили до наших дней. Поведение крайне примитивное. К обучению не способны.

И, наконец, в палеогене (70 млн лет назад) появилось множество групп современных рыб: лососеобразных (Salmoni-formes), щуковидных (Esocoidei), карпообразных (Cyprinimorpha), трескообразных (Gadiformes) и некоторых других современных групп рыб.

Именно они в основной массе населяют реки и океаны и являются основой рыболовного хозяйства.

И именно они имеют мозг с теми свойствами, которые я описал выше.

[Андрей ОК]

Константин, вопрос возник не столько по поводу собственно рыб, сколько по всей твоей концепции. Вот что я понял:

- Существует закон (открытый тобой?) неубывания сложности нейронных сетей в эволюции. Следовательно, всё филогенетичекое древо - это отражение усложнения нервной системы.
- Имеется филогенетичекий ряд животных, про чьи нейронный сети ты так хорошо рассказываешь: одноклеточные - гидры - черви-программисты - первые хородовые (крмель на проводе) - рыбы. Логично предположить, что дальше идут амфибии - рептилии - млекопитающие.
- И после первых хородовых (порядка 500 млн лет назад), рассказывая про рыб, ты перескакиваешь на границу мезозоя и кайнозоя - пропустив амфибий, рептилий, птичек, млекопитающих.

Из этого следут, что либо закон неубывания сложности нейросетей не верен, либо более ранние рыбы были уже вполне ничего. Либо что-то еще?

[Константин Шереметьев]

Сообщение от Андрей ОК

- Существует закон (открытый тобой?) неубывания сложности нейронных сетей в эволюции.

Не мной.

Сообщение от Андрей ОК

Следовательно, всё филогенетичекое древо - это отражение усложнения нервной системы.

В целом, да.

Сообщение от Андрей ОК

- И после первых хородовых (порядка 500 млн лет назад), рассказывая про рыб, ты перескакиваешь на границу мезозоя и кайнозоя - пропустив амфибий, рептилий, птичек, млекопитающих.

Ты прав в посылках, но вывод неверен.

Есть такая наука - палеопсихология. Так вот закон неубывания сложности нейросетей открыт в ней.

Но этот закон работает не тупо (то есть после умной рыбы идет еще более умная), а статистически ( то есть после умной рыбы идут глупая, такая же и более умная).

Но вот через некоторое время (раньше это были миллионы лет, потом процесс ускорился) останутся в большинстве только более умные рыбы, а более глупые останутся в мелких нишах.

Так вот я описываю не все ветки развития организмов, а только те, которые привели к появлению принципиально новых возможностей нейросетей.

Эти ветки появились относительно недавно (не сотни миллионов лет, а десятки).

[Андрей ОК]

Сообщение от Константина

Так вот я описываю не все ветки развития организмов, а только те, которые привели к появлению принципиально новых возможностей нейросетей.

А что, раньше, чем 70 млн лет назад, не было животных с "инициацией" нервной системы? Например, рептилии 150 млн лет, млекопитающие 80 млн лет и др. Неужели это изобретение поздних рыб?

[Константин Шереметьев]

Сообщение от Андрей ОК

А что, раньше, чем 70 млн лет назад, не было животных с "инициацией" нервной системы?

Это науке неизвестно.

Ведь у нас есть только окаменевшие остатки черепа. Что там был за мозг непонятно.

Единственно, что можно гарантировать: если череп довольно точно совпадает с черепом современных рыб, то и мозг устроен аналогично.