Тема форума: «Нейронаука о насекомых. Разумны ли насекомые?»

>>> (nan) Или это однофигственно теме «Разумны ли насекомые?»?:

Nan, если честно, то я хотел сделать тему "нейронаука о насекомых", но потом подумал, что она станет слишком унылой и решил добавить желтизны. 

С одной стороны, мой план удался, мы действительно начали бодро говорить о насекомых, но с другой стороны, я планировал тут задродствовать, а тема оказалась горячее, чем я хотел.

Касательно "так есть у насекомых сепуляция или нет??", я понимаю что ты хочешь сказать. Это известный приём, его Анохин использует часто в своих лекциях и не только он.

Мне кажется, что я несколько раз вводил определения. Но, наверное, нужно попробовать снова. Я этим займусь, но я хочу сначала разобрать статью, ссылку на которую выложил выше.

Я вчера был уставший и даже прочитать её нормально и сделать тут конспект не успел, а там были важные для меня мысли и было сопоставление мозга насекомого и позвоночного, что гораздо интереснее общей философии.

Случайно нашёл видео-запись эксперимента о социальном научении у шмелей, который обсуждали выше. 

https://en.wikipedia.org/wiki/Insect_cognition

Любопытная работа об учете параметров гомеостаза в мультимодальной интеграции в грибовидных телах.
 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982213006246

Примерный перевод:

Существенная роль грибного тела в контекстно-зависимом избегании CO2 у дрозофилы, 2013
 

Внутреннее состояние, а также условия окружающей среды влияют на выбор поведения. Нейронные схемы, лежащие в основе зависимого от состояния поведения, остаются в основном неизвестными. Углекислый газ (CO2) является важным обонятельным сигналом для многих насекомых, включая комаров, мух, мотыльков и пчел. Концентрации CO2 выше 0,02% выше уровня атмосферы запускают инстинкт избегания у мух Drosophila melanogaster.

Здесь мы показываем, что грибовидное тело, мозговой центр, необходимый для обонятельной ассоциативной памяти, но считающийся необязательным при врожденной обработке запахов, имеет важное значение для поведения по избеганию CO2 сразу в двух контекстах: голоде или в связи с запахом пищи.

[...]

Эти результаты показывают, что два альтернативных нервных пути контролируют инстинктивное поведение, и они зависят от внутреннего состояния животного. Кроме того, они предполагают, что при выборе инстинктивного поведения грибовидные тела выстукают в качестве места интеграции данных о внутреннем состоянии и обонятельной системы.

>>> (Клон) Если не знать для чего сознание то [...]

Клон, мне такая риторика не интересна. Я стараюсь читать профильную научную и философскую литературу, вникать в аргументы, владеть фактическим материалом, и всё в общем-то.

Если ты ответишь на вопрос:

(Айк) Какой минимум механизмов нужен, на твой взгляд, для того, что мы могли начать обсуждать наличие или отсутствие субъективного опыта? То есть распиши нормально "мн.др."

Который был задан на твои рассуждения:

(Клон) Субъективный опыт, это другая история , которая к насекомым не имеет никакого отношения. Для субъективного опыта нужна система значимости и мн.др.

То это будет полезно. Я смогу на базе механизмов, которые ты выделишь на нейрофизиологическом уровне и механики, которую ты опишешь, понять, говорим ли мы с тобой об одном и том же, и есть ли возможность найти гомологичные механизмы у насекомых.

Ты можешь этого не делать. Я в любом случае буду самостоятельно заниматься изучением этой темы здесь. Но если ты хочешь как-то мне помочь, то я тебе расписал, что мне нужно.

Чтобы не затруднять Клона, который, как и ты, не прошел занятия, отвечу конкретно по тем механизмам без которых о сознании и субъективных ощущениях говорить не приходится.

1. Удержание стимула в памяти даже если он пропадает. Так, лягушка забывает про муху, котораяч скроется за травинкой, а нейросеть лягушки круче, чем у тараканов.

2. Ориентировочная рефлекс, основанный на детекторах нового – не просто для ориентации органов восприятия, а для удержания в памяти стимула и подключения его для обработки проблемной (новой и значимой ситуации). Если гомеостатическая значимость уже рулит у насекомых, то детекции новизны у них нет для отложенной обработки ситуации. Характерный орган для переключения удерживаемого стимула – гиппокамп.

3. Третичные зоны коры мозга. Некоторые авторы путают ассоциативную зону с зонами соединения признаков восприятия разных модальностей, которые есть у насекомых. Но новой коры с ассоциативными функциями нет у насекомых.

4. Отсутствие ассоциативных зон лобной коры. У насекомых вообще нет ничего, с функциональностью лобной коры.

5. “Зеркальные” нейроны, обеспечивающие связи ассоциативной теменной с ассоциативной лобной корой для передачи личного опыта подражанием. У насекомых нет даже механизма более древнего – импринтинга.

Все перечисленное – поздние этапы эволюции, которые начинают проявляться ц птиц и рыб.

Один мировоззренческий принцип я тебе привел, хотя ты его не вкурил в полной мере, судя по сказанному после этого. Вот езе один принцип.

Пока ты ясно не поймешь механизмы взаимосвязей механизма, ты ни сможешь адекватно и без ошибок хоть что-то предполагать в явлении. Этот принцип неоднократно озвучивался на примерах практики схемотехнокиов и программистов.

Это – к тому, что К.Анохин, утверждая о том, есть или нет сознание, но не имея понимания механизмов (взаимосвязи причин и следствий в функциональности) просо позволил себе очень некорректное высказывание, что не запрещено законом, но запрещено научной методологией.

>>> Чтобы не затруднять Клона, который, как и ты, не прошел занятия, отвечу конкретно по тем механизмам без которых о сознании и субъективных ощущениях говорить не приходится.

Ну о чём и речь, механизмы, которые ты привёл, кардинально отличаются от тех, о которых говорю я, когда говорю о субъективности. У меня совсем другие минимальные требования: интегрированное мультимодальное восприятие внешней среды и параметров организма (гомеостаза); наблюдаемая индивидуальная пластичность поведения (способность обучаться) на базе этой информации.

Я это несколько раз проговорил.

Для меня животное, у которого есть описанные мной требования, не является роботом (конечным автоматом), который варьирует поведение путем переключения небольшого числа контекстов.

Спасибо, что расписал.

>>> Ориентировочная рефлекс, основанный на детекторах нового – не просто для ориентации органов восприятия, а для удержания в памяти стимула и подключения его для обработки проблемной (новой и значимой ситуации). Если гомеостатическая значимость уже рулит у насекомых, то детекции новизны у них нет для отложенной обработки ситуации. Характерный орган для переключения удерживаемого стимула – гиппокамп.

Согласен.

>>>  Удержание стимула в памяти даже если он пропадает. Так, лягушка забывает про муху, котораяч скроется за травинкой, а нейросеть лягушки круче, чем у тараканов.

Сомневаюсь. Пчёлы, муравьи, умеют сообщать о местонахождении пищи. Наибольший интерес, на мой взгляд, представляют пчелы.

Лягушка - животное без сложного социального поведения. Пчёлы - эусоциальные животные с десятками миллионов лет эволюции. Они находились под непрерывным давлением естественного отбора, о найденной еде нужно было не забыть сообщить.

Нейронная сеть некоторых видов насекомых может быть устроена эффективнее, чем нейронная сеть примитивных видов хладнокровных.

В общем, этот аргумент, на мой взгляд спорный. Я его буду разбирать. Тем более, что виды памяти у насекомых я уже начал расписывать.

>>> “Зеркальные” нейроны, обеспечивающие связи ассоциативной теменной с ассоциативной лобной корой для передачи личного опыта подражанием. 

У многих видов насекомых есть социальное научение. Предположу, что аналоги зеркальных нейронов могут быть найдены, либо должен быть описан другой механизм со схожим функционалом.

По остальным пунктам, согласен.

>>> (ArefievPV) Мне кажется, что для наличия субъектности, способность обучаться не является главным. 

Тут обсуждаются уровни сложности адаптивных систем, качественные различия адаптивных систем, и при каких условиях отрывание крылышек становится насилием над животным -)

>>> Полагаю, что субъектностью и механизмом сознания обладают: и бактерия, и человек. 

Есть любопытная  философская работа на эту тему, которая так и называется "От бактерии к Баху и обратно".

Вот аудиозапись недавней русскоязычной аудио-конференции по этой книге от центра философии сознания при МГУ:  

>>> (Клон) У пчёл полно хитрых и уже изученных приспособлений , которые позволяют им оставаясь биоавтоматами типа поражать нас своей разумностью

В этом тексте речь о навигации, в то время, как я вёл речь о "удержании стимула в памяти даже если он пропадает". То есть о том, что пчела с помощью сигнального танца не забывает сообщить о нахождении корма прилетев к улью.

И, повторюсь, у насекомых уписаны и краткосрочная, и долгосрочная память, материалы на эту тему я здесь добавлю.

Насекомых прижизненно обучаются, способны к сложным видам научения, они способны использовать для обучения мультимодальный опыт учитывающий параметры гомеостаза. С моих позиций - это не подпадает под метафору "био-автомата", которого я сопоставил с конечным автоматом, вообще никак.

Исходя из тех определений, которые я даю для метафоры "био-автомата" и "субъективности" - то что ты утверждаешь "У насекомых более гибкое поведение в зависимости от контекста.Но по сути такие же биоавтоматы как и вирусы" - ложь или серьёзное заблуждение.

Животное способное долговременно корректировать поведение на базе мультимодального опыта и параметров гомеостаза (спящее, обладающее синоптической пластичностью), не может быть сопоставлено с "реплекатором". При этом я уточнял, что и вирионы (вирусные частицы) нужно сопоставлять с простыми реплекаторамами с осторожностью, так как они используют для репликации живые организмы и обладают множеством важных не тривиальных свойств обусловленных огромными размерами доступного им генетического пула и использования не тривиальных возможностей мутагенеза. Метафора "реплекатора", которая в контексте твоего языка обозначает реплецирующийся механизм, лишена важных интуиций о реальном устройстве природы.

На мой взгляд, ты используешь не эффективный язык описания, который лишает твоё мышление многих важных интуиций о генетических пулах и реальных возможностях био-машинарии. Мы с тобой очень часто описываем одними и теми же словами разные явления, и нужно убеждаться, что мы говорим об одном и том же, договариваться о словах.

В споре о словах, я согласился с Nan, что имею ввиду другое и предъявляю к субъективности гораздо более низкие требования. Но, на мой взгляд, мои требования обоснованы, так как дают серьёзные адаптивные преимущества био-механизму и прогнозируются, как эволюционное преимущество, такими теориями, как IIT.

Клон, забей, это бесполезно :)

Клон, если у тебя найдётся время, посмотри книгу Евгения Кунина:

И классическую работу Ричарда Докинза "Эгоистичный ген". Эти работы могут помочь тебе выработать интуиции касательно "генетических пулов". Книга Кунина сложная, но одновременно, на ряду с работой Докинза, это одна из важнейших работ по эволюционной биологии.

>>> Клон, забей, это бесполезно :)

+1

Источник: https://animalstudiesrepository.org/cgi/viewcontent.cgi?article=1113&context=animsent

Сопоставление среднего мозга и мозга насекомых

Рисунок 1. Поведенческая система контроля позвоночных животных. Merker (2007)

Автономное принятие решений у животных может рассматриваться, как включающее три взаимосвязанные области: мотивация, выбор цели и выбор действий (A). 

Такие решения могут быть приняты интегрированной нейронной системой, которая содержит информацию о состоянии организма, движении организма, состоянии окружающей среды, а также структуре предыдущего опыта и памяти о нём. 

Эти возможности поддерживаются различными структурами среднего мозга (B - здесь показано не в масштабе). 

В качестве упрощения, регионы окрашиваются в соответствии с их основной функцией(-ями), описанной на рисунке A. 

Верхнее двухолмие (часть тектума (TEC), образующий крышу среднего мозга) обрабатывает мультисенсорную пространственную информацию (Merker 2007). 

Гипоталамические структуры (Hyp) и связанные с ними ядра, гипофиз (pt) и маммиллярные тела (M) собирают информацию о физиологическом состоянии организма, на который ссылается предыдущий опыт, для выявления потребностей в поддержании гомеостатического оптимума (Damasio & Carvalho, 2013; Swanson 2000). 

Интегративные структуры в среднем мозге и базальных ганглиях, в том числе околоводопроводное серое вещество (P), черная субстанция (N), таламус (Tha), стриатум (St) и ретикулярная формация среднего мозга (MR), объединяют эти источники информации для оценки значимости для организма в соответствии с предшествующим опытом (McHaffie et al., 2005; Merker, 2007).

Рисунок 2. Основная функциональная анатомия мозга насекомого (не в масштабе). 

Структуры мозга насекомых функционально аналогичны функциям среднего мозга позвоночных, описанным на рис. 1. (Области выделены цветом, чтобы подчеркнуть функциональную аналогию с рис. 1А.) 

Сенсорные доли усиков (AL) и зрительной системы (lamina (LA), medulla (ME) и lobula (LO)) предоставляют информацию о состоянии и структуре окружающей среды (Galizia, 2014; Horridge, 2005). 

Грибные тела (MB) поддерживают обучение и память (Bazhenov et al., 2013; Heisenberg, 2003; Huerta, Nowotny, Garcia-Sanchez, Abarbanel, & Rabinovich, 2004; Menzel, 2001; Schwaerzel et al., 2003). 

Центральный комплекс (CX) является анатомически изменяемым между отрядами насекомых, но обычно состоит из верхней части центрального тела (CBU), нижнего центрального тела (CBL) и нодули (NO). Он специализируется на обработке пространственной информации (Kathman et al., 2014; Pfeiffer & Homberg, 2014; Pfeiffer & Crailsheim, 1998; Plath & Barron, 2015; Seelig & Jayaraman, 2015). 

Протоцеребрум (P) представляет собой крупную и анатомически сложную область, и соединяет эти другие области. Он является премоторным и служит конечным общим путем для всей сенсорной информации либо непосредственно из долей, либо через пути MB и CX. Модулирующие и ингибирующие связи с и внутри протоцеребрума передают информацию о физиологическом состоянии (Galizia, 2014; Parnas et al., 2013). Регион вовлечен как в интеграцию информации, так и в обработку состояния себя, отсюда и штриховка.