Podstawą działania mózgu są procesy biochemiczne, warto więc rozpatrywać mózg na poziomie molekularnym.
Można wyróżnić podsystemy oparte na różnych
neuroprzekaźnikach,
niektóre z nich są też
hormonami: równowaga ich działania odpowiedzialna jest za
homeostazę.
Mamy dwa
autonomiczne układy nerwowe,
sterujące funkcjami wegetatywnymi:
układ współczulny
(pobudzający, w którym działa
adrenalina i
dopamina),
i układ przywspółczulny (hamujący, głównie
acetylocholina, która może też działać w niektórych obszarach mózgu pobudzająco).
Mamy dwa podsystemy mózgu:
emocjonalny, gdzie dominują niespecyficzne projekcje dopaminergiczne,
i racjonalny, gdzie mamy niespecyficzne projekcje cholinergiczne.
W pewnym stopniu te podsystemy można rozpatrywać jako nadbudowane na układzie autonomicznym.
Naruszenie równowagi tych systemów prowadzi do choroby psychicznej (I. Bohr, 2000).
| Dopamina przyczepia się do wybranych (swoistych) receptorów w błonie neuronu.
Jej rola zależna jest od miejsca działania:
Dopamina uwalniana jest w kilku jądrach: miejscu sinawym (48), istocie czarnej (22), brzusznym polu nakrywki (33), podwzgórzu (40), jądrze półleżacym (14). |
|
Acetylocholina jest najważniejszym neuromodulatorem w obwodowym układzie nerwowym, powoduje:
W CUN działa jako neuromodulator, pobudzająco, w procesach konsolidacji pamięci, regulacji cykli snu, inicjacji snu REM.
|
|
| Opanowanie; chłodna analiza | Euforia, duża aktywność | |
| Niska ekspresja emocji | Wysoka ekspresja emocji | |
| Autyzm, depresja | Mania, zachowania euforyczne | |
| lepsza pamięć, uczenie, percepcja, lepsze kojarzenie |
Hipermnezja, brak selektywności, chaos myślowy | |
Zdrowie psychiczne to kwestia delikatnej równowagi ...
Można w ten sposób zrozumieć wiele ogólnych skłonności, form zachowania, ale czy to zrozumienie poprawne lub jedyne?
Przykład: psychoanaliza.
Brak możliwości weryfikacji, więc wyjaśnia wszystko i nic - pseudonauka, pomocna nie bardziej niż wieczór przy piwie w pubie.
Każdy fakt ma proste wyjaśnienie, niestety zwykle błędne ...
Bohr I, Odmienne stany świadomosci. Co o ludzkim poznaniu mówią nam choroby mózgu? Kognitywistyka i Media w Edukacji 3 (2000) 179-212.
Ira Black, Information in the Brain. A Molecular Perspective, A Bradford Book 1994.
Badania nad mózgiem mogą dać odpowiedzi "jak to zachodzi", które struktury mózgu są za to odpowiedzialne.
Dlaczego tak? Jakie są ewolucyjne przyczyny powstania określonych zachowań?
Jakie są ograniczenia rozwoju indywidualnego i społecznego?
Jakie są źródła agresji, rasizmu,
altruizmu, miłości, obrzędów i tabu, zachowań społecznych, religii?
Czy odpowiedź wskazująca tylko na struktury mózgu jest wystarczająca?
Człowiek jest przystosowany do warunków okresu lodowcowego! 10.000 lat cywilizacji niewiele zmieniło.
Mamy nieporównywalnie bardziej złożone środowisko, znacznie łatwiej jest w nim przeżyć.
Pierwotne społeczeństwa zbieracko-myśliwskie miały charakter egalitarny, przeciwstawiając się próbom dominacji (Christopher Boehm, Hierarchy in the Forest: The Evolution of Egalitarian Behavior, Harvard University Press).
Skłonność do dominacji jest u naczelnych wrodzona, ale również niechęć do bycia zdominowanym jest nam wrodzona, co pozwala na chwiejną równowagę ...
Przykład interakcji pomiędzy genami, środowiskiem i kulturą ludzką.
Afryka Zachodnia: jedzenie bulw pochrzynu (ignamu) w czasie pory deszczowej stanowi religijne tabu (Durham 1982).
Anemia sierpowata to rozpowszechniona na tym terenie choroba genetyczna czerwonych krwinek.
Gen kodujący hemoglobinę ma dwa allele (warianty), tworzące hemoglobinę S i A.
Gen hemoglobiny S w jednym chromosomie daje łagodne symptomy anemii, w dwóch śmiertelną wersję anemii sierpowatej.
Hemoglobina S zwiększa odporność na malarię, którą w sezonie deszczowym roznoszą komary; ma ją około 10% populacji w tym regionie.
Pochrzyn zbierany jest na początku sezonu deszczowego, a zjadany po zakończeniu.
Pochrzyn zawiera substancję zwalczającą anemię sierpowatą.
Wniosek 1: tabu jest racjonalne, zwiększając szansę unikniecia śmiertelnych skutków malarii.
Wniosek 2: same informacje o genach i biologii niewiele wyjaśniają, dopiero w kontekście kulturowym wyjaśnienie jest możliwe.
Podobnie jest na terenach malarycznych w Azji Południowowschodniej i Nowej Gwinei, chociaż dotyczy to innych genów; rozkład czestości mutacji związany jest z szansą zachorowania na malarię.
Ref: Flint J; Harding R M; Boyce A J; Clegg J B, The population genetics of the haemoglobinopathies. Bailliere's clinical haematology 1993;6(1):215-62.
Przykład 2: rolnicy w Andach
określają czas plantacji ziemniaków w czasie ceremonialnych obserwacji (między 15-25 czerwca, przesilenie zimowe) jasności gwiazd w Plejadach.
Przepowiednie pogody sprawdzają się w ponad 2/3 przypadków.
Jasność gwiazd zależy od obecności w nocy na dużej wysokości cirrusów, chmur tworzących się częściej gdy silniejszy jest ciepły prąd El Nino, powodujący suszę parę miesięcy później, trzeba więc przyspieszyć sadzenie!
Przykład 3: w XVI w. Aztekowie zabijali i zjadali rocznie ok. 15 tysięcy ludzi.
Była to wyrafinowana kultura, ale niedożywiona (Diamond 2000), gdyż na tym terenie nie dało się udomowić zwierząt.
Wojny były głównym sposobem pozyskiwania ofiar do religijnych obrzędów.
Jane Goodall (1974) zaobserwowała wojny pomiędzy stadami szympansów, być może pierwotną przyczyną jest tu też uboga dieta?
Socjobiologia to systematyczne studiowanie biologicznych podstaw zachowań społecznych.
Według Wilsona:
Cytologia, Biologia komórki =>
Neurofizjologia integracyjna =>
Psychologia Fizjologiczna =>
Etologia =>
Socjobiologia =>
Ekologia behawioralna =>
Biologia populacyjna.
Socjobiologia opiera się na prostym założeniu: procesy selekcji wybierają genotypy dające większe szanse swoim nosicielom.
E. Wilson (1975), ekspert od owadów, stworzył socjobiologię, nayzwaną również ekologią zachowania, lub ekologią ewolucyjną.
Podstawą jest matematyczna analiza optymalnych strategii działania zwierząt w różnych środowiskach.
Zachowania agresywne, ochrona terytorium, strategie rozrodu zależnie są od niszy ekologicznej.
Zachowania rozrodcze, opieka nad potomstwem, powstawanie grup społecznych, wielkość grupy, ewolucja zachowań, wszystko to ma podłoże biologiczne.
Zgodnie z socjobiologią praktyki kulturowe to darwinowskie adaptacje.
Sociobiologia nie szuka genów, które kontrolują zachowania społeczne, tylko związków pomiędzy indywidualnymi cechami i zachowaniami przyczyniającymi się do reprodukcyjnych sukcesów jednostek.
To nie geny determinują tylko geny zostały wybrane w procesie ewolucyjnym, a więc to środowisko zdeterminowało geny, które funkcjonują.
Nie ma "genetycznego determinizmu" określającego zachowanie, same geny jeszcze o niczym nie decydują.
Można o nim mówić jedynie w tym sensie, że pewne mutacje prowadzą do specyficzych chorób, ale i tu w wielu przypadkach środowisko może to zmienić.
Przykład: gen PAH ma różne allele, kodujące budowę
enzymu
zwanego
hydroksylazą fenyloalaninową (PAH),
który bierze udział w metabolizmie
fenyloalaniny,
pomagają przekształcić ją w inny aminokwas, tyrozynę. Niektóre allele genu PAH tworzą mało wydajne enzymy, w efekcie fenyloalanina gromadzi się w komórkach mózgu i działając toksycznie wywołuje
fenyloketonurię.
Zdarza się to 1 raz na 10.000 urodzeń i prowadzi do nieodwracalnych uszkodzeń mózgu.
Noworodki są powszechnie testowane i stosuje się dietę zmniejszającą ilość fenyloalaniny we krwi. Nawet w takich przypadkach nie ma więc determinizmu genetycznego, środowisko (dieta) może zniwelować efekty genów.
Powstanie grupy może być korzystne z wielu względów, wielkość grupy zależy od środowiska, grupa wymusza pewną organizację i formy zachowania.
"Instynkt plemienny" u członków grupy umożliwia konformistyczne zachowania, jest więc korzystny.
W społeczeństwach zbieracko-myśliwskich kobieco-męski podział ról był niewyraźny.
Obserwacje grupy !Kung przy przejściu na rolniczy tryb życia pokazały w ciągu jednego pokolenia powstanie podziału ról i dominację mężczyzn.
Skąd wzięły się zachowania altruistyczne?
Darwin sądził, że pod wpływem presji środowiska zachodzi ewolucja jednostek (fenotypów).
Wariancja indywidualna jest szczególnie duża u ludzi.
Zachowania altruistyczne, społeczeństwa owadów sugeruja, że selekcja zachodzi na poziomie całego gatunku.
Zachowania wrogie, kanibalizm sugerują selekcję spokrewnionych grup.
Rywalizacja wewnątrz grupy może prowadzić nawet do zabijania potomstwa innych osobników (lwy, hulmany), ważne są własne geny!
Wniosek: selekcja zachodzi bardziej na poziomie genotypu niż fenotypu.
Altruizm pomaga rozprzestrzeniać genotyp.
Jest zwykle podziwiany i nagradzany przez grupę (jeśli nie prowadzi do śmierci).
Pomaga wywyższać jedną grupę nad inne dzięki "męczennikom za wiarę", a więc wzmacnia tożsamość grupową.
Spotykany jest u owadów, ptaków, szympansów i (rzadko) u ludzi.
Altruizm może mieć kilka ewolucyjnych przyczyn (Robert Trivers):
Ksenofobia to odwrotna strona altruizmu, wynikająca z istnienia granic.
Tendencja genetyczna do identyfikacji z osobnikami przypominającymi nas.
!Kung = "ludzie", wszyscy obcy są "wstrętnymi mordercami".
Rasizm i nacjonalizm są przedłużeniem trybalizmu, jest to skutek doboru grupowego.
Hierarchiczne społeczeństwa: kasty w Indiach, grupy nieakceptowalne społecznie w wielu krajach.
Wojny na tle etnicznym czy religijnym.
Tolerancja, prawa człowieka, bioróżnorodność - podstawowe wartości, ale doceniane dopiero od niedawna w związku z globalizacją.
Społeczeństwa plemienne: najważniejsze to czczenie własnego bóstwa, to tworzy spójność grupy.
Agresja - złożone zjawisko nawet u zwierząt.
S. Freud - agresja to popęd szukający ujścia.
E. Fromm - instynkt śmierci, prowadzący do agresji.
K. Lorenz - instynktowna skłonność do agresji.
Do wyzwolenia agresji konieczne są odpowiednie warunki.
Plemiona Buszmenów czy Malezyjskich Semangów są zwykle łagodne, ale w stresowych sytuacjach mogą być agresywne.
Nie istnieje "ogólny instynkt agresji".
Agresja musi przynosić korzyści: walka o terytorium, pożywienie, samice.
Maorysi: najważniejszy jest honor i zemsta, ciągłe wojny plemienne.
Broń palna doprowadziła do śmierci 1/4 populacji i porzucenia tradycyjnych wartości.
Korzystne reguły uczenia: swój-obcy, zagrożenie-zniszczenie.
Religie podlegają ewolucji, tylko kilka zrobiło karierę.
Spójność grupy, skupienie wokół wspólnego symbolu.
Efekt: konserwatyzm i nietolerancja, oddanie trybalizmowi.
Ceremonie - pozwalają pokazać znaczenie grupy, określają strukturę czasu.
Mity zaspokajają potrzebę prostego, jasno określonego obrazu świata.
1/3 z 81 grup zbieracko-myśliwskich (głównie ludy pasterskie) ma mity o wielkim Bogu.
Tabu
Wilson: skąd epidemia polowań na czarownice w 16-17 wieku?
Powszechna wiara w czarownice.
Brak ochronnej magii po Reformacji.
Korelacje przypadkowych zdarzeń uznawano za przyczyny.
Schizoforeniczny stosunek do ubogich: nie pracują, lecz trzeba ich wspierać.
Czy to wiarygodne spelulacje?
Związek wyobrażeń bogów (Boga) z warunkami życia.
Kapryśna przyroda: trzęsienia ziemi, wulkany ... => politeizm.
Dość stabilna, rzadkie katastrofy (np. Mezopotamia) => dwóch silnych bogów.
Stabilna przyroda, częste wojny => monoteizm z opiekuńczym Bogiem.
Samce: tendencje do niewierności opłacalne genetycznie.
Wielkość samca/samicy pozwala przewidywać tendencje poligamiczne.
5-30% dzieci z nieprawego łoża u ludzi i ptaków
Tabu kazirodztwa występuje we wszystkich kulturach - duże ryzyko związane z ok. 100 recesywnymi homozygotycznymi genami.
Niechęć do stosunków seksualnych osób, które spędziły razem pierwszych 6 lat życia.
Dlaczego mamy tak dziwaczne obyczaje seksualne? Całkowite odchylenie od normy ssaczej!
Jaki jest sens seksu u ludzi? U goryli prokreacja.
Dlaczego ludzie nie uprawiają seksu publicznie?
Dlaczego mężczyźni nie karmią piersią?
Dlaczego kobiety nie przechodzą rui?
Dlaczego kobiety przechodzą menopauzę?
Jakie są korzyści z homoseksualizmu i dlaczego wiąże się on z inteligencją i wrażliwością?
Odpowiedzi na te i wiele innych pytań:
Jarred Diamond,
Dlaczego lubimy seks? Ewolucja ludzkiej seksualności. Science Masters, CIS 1998
Ograniczenia dotyczące uczenia się.
Kury, ptaki - mogą się nauczyć tylko tego, co mogło być ewolucyjnie przydatne.
Zwierzęta - uczą się tylko w sytuacjach naturalnych z ekologicznego punktu widzenia.
Ograniczenia u ludzi? Zabobony utrzymują się przez wieki.
Złudzenia kognitywne, np. paradoks Monty Hall.
Teoria podejmowania decyzji - ludzie działają racjonalnie tylko w naturalnym kontekście.
Trans kulturowy - zmiana poglądów wymaga często zmiany pokolenia.
Max Planck: nowe idee zwyciężają dzięki temu, że stare pokolenie wymiera.
Pytania o naturę ruchu, oddziaływań, kwantów, życia, a teraz świadomości - dopiero nowe pokolenie przestaje się dziwić.
Uczenie się - predyspozycje ewolucyjne do pewnego typu myślenia?
Sociobiologia: atrakcyjna, ale mało sprawdzalna? Ma jednak wiele sukcesów i tylko w niewielkim stopniu zajmuje się homo sapiens.
Wprowadza mitologię scjentystyczną? Są liczne konkretne, ilościowe modele zachowań różnych zwierząt i wynikające z nich eksperymenty (zwłaszcza na insektach).
Wyjaśnienia na poziomie czysto biologicznym nie zawsze są właściwe.
Pomijanie poziomu psychologicznego i duchowego - ale ten też da się w dłuższej perspektywie wyjaśnić socjobiologicznie? Zajmuje się tym
behawioralna (ewolucyjna) ekologia człowieka.
Skąd takie silne negatywne reakcje
na socjobiologię i krytyka samego Wilsona?
Socjobiologia atakowana była ze wszystkich stron, najczęściej przypisując jej zwolennikom poglądy, których wcale nie głosili.
Uwarunkowanie biologicznie nie są usprawiedliwieniem niemoralnych zachowań, nie oznaczają też, że są to zachowania nie podlegające zmianie.
Trzeba szukać wyjaśnień prostych, ale nie prostackich.
Czy są różnice w inteligencji pomiędzy rasami ludzi? Różnice pomiędzy narodami?
W przeszłości twierdzono, że niemal każda grupa jest mniej inteligentna:
Irlandczycy mniej inteligentni niż Anglicy, Chrześcijanie niż Żydzi, reszta świata mniej niż WASP ...
Efekt - eugenika (F. Galton), próba stworzenia lepszego społeczeństwa.
Sterylizacje do 1872 roku w USA i próby stworzenia "zdrowego rasowo" społeczeństwa w Niemczech.
Nic dziwnego, że każdy zajmujący się genetyką zachowania jest automatycznie podejrzewany o skłonności rasistowskie!
Czy chcemy wiedzieć jaka jest prawda czy lepiej trwać w swoich przesądach ze strachu przed nią?
Świat nie zależy od naszych poglądów i albo są takie różnice albo nie!
Obserwacje PET - czynności werbalne u japończyków przebiegają inaczej.
Wpływ pisma ideograficznego? Lepiej rozpoznawane są znaki alfabetyczne (kana) w prawym a kanji w lewym polu widzenia.
Geny - około 50%, pozostałe 50% - życie płodowe i środowisko?
Bardzo kontrowersyjne: definicja inteligencji, metodologia badań, fałszerstwa sir Cyryla Barta.
Badania nad bliźniakami jednojajowymi, dwujajowymi, poszukiwanie genów inteligencji.
Bliźniaki jednojajowe wychowywane osobno mają dla testów wsp. korelacji IQ 0.75, dwujajowe 0.38, niespokrewnione dzieci wychowywane w jednej rodzinie 0.28 a po okresie dojrzewania tylko 0.04.
Trudności takich badań: geny wymuszają odpowiedzi środowiska.
Zmienność z czasem: starsze potomstwo staje się coraz bardziej podobne do rodziców: 40% w dzieciństwie, do 80% u dorosłych.
Dzieci adoptowane mają wyniki testów poznawczych bardziej zbliżone do swoich biologicznych rodziców niż do przybranych; podobieństwo do rodziców przybranych nie rośnie z czasem.
| Badania | Bliźniaki jednojajowe wychowywane oddzielnie |
Bliźniaki dwujajowe wychowywane oddzielnie | ||
| Plomin i.in, Behaviour Genetics, 1994, 24: 207-215 | 84% | 50% | ||
| Bouchard i. in, Science, 1990, 250: 223-228. | 72% | | ||
| Pedersen i. in, Behaviour Genetics, 1985, 15: 407-419 | | 52% | ||
| Bouchard i McGue, Science, 1981, 12: 1055-1059 | 78% | | ||
Rezultaty 4 serii badań nad dziedzicznością inteligencji mierzonej za pomocą testów okreslających współczynnik IQ (w sumie ponad 10.000 bliźniąt).
Podano podobieństwo wyników w procentach. Wniosek: IQ jest częściowo dziedziczne.
Środowisko jest "kluczem do zamka" genetycznego, ale samo słabo wpływa na inteligencję.
Genetyka behawioralna - czy istnieją geny IQ?
Robert Plomin: badania 5% genów osób o najwyższym i najniższym IQ.
Jeden z "genów inteligencji" odkryto w 1997 r.
Środowisko ekspertów od etyki badań naukowych protestowało - co zrobić z tą wiedzą zachowując 'polityczną poprawność'?
Nie zmarnować potencjału!
Efekt Flynna: każde pokolenie ma IQ większe, ok. 15 punktów od wojny, 24 punkty od początku wieku.
Co koreluje się z inteligencją?
"Kobiet genialnych nie ma wcale". Bayerthal, 1911 - to do niedawna był powszechny pogląd.
Kobiety nie uganiają się za mężczyznami o ładnych nogach, a to świadczy o inteligencji.
Inny powszechny pogląd: wyższość jakiejś rasy nad innymi.
"The Bell Curve: Intelligence and Class Structure in American Life", R. Herrnstein, C. Murray (1994), socjolodzy - genetyka wyjaśnia różnice 15 punktów w IQ białych i czarnych.
The History and Geography of Human Genes - L. Cavalli-Sforza, P. Menozzi, A. Piazza (1995), synteza badań w genetyce populacyjnej.
Różnice genetyczne są powierzchniowe, wynikające z adaptacji do klimatu.
Wariancja genetyczna wewnątrz grupy jest większa od wariancji między grupami!
Aborygeni bardziej różnią się od Afrykanów niż od Europejczyków.
Z genetycznego punktu widzenia kategorie rasy trudno jest uzasadnić.
Oszacowanie liczby genetycznych przodków: 1 pokolenie = 25 lat.
100 lat = 32 pra-rodziców, ogólnie 2k+1 pra-rodziców dla k pokoleń.
500 lat = 2 miliony, 800 lat = 8 miliardów.
Wystarczy 30 pokoleń i mamy geny wszystkich żyjących wówczas ludźi!
Projekt National Geographic mapowania genetycznego wędrówek ludów.
J. Alcock, The triumph of sociobiology. Oxford University Press 2001.
Diamond J, Trzeci szympans. PIW, Warszawa 1998
Diamond J, Dlaczego lubimy seks? Ewolucja ludzkiej seksualności.
Science Masters, CIS, Warszawa 1998
Diamond J, Strzelby, zarazki i maszyny. Prószyński i S-ka, Poznań 2000
Gazzaniga M, O tajemnicach ludzkiego umysłu. Biologiczne korzenie myślenia, emocji, seksualności, języka i inteligencji. Książka i Wiedza 1997
Plomin R, J.C. DeFries, G.E. McClearn, P.McGuffin, Genetyka zachowania. Wydaw. Nauk. PWN, 2001
Wilson E.O, O naturze ludzkiej. Zysk i Ska, Poznań 1988
Wilson E.O. Socjobiologia. Zysk i S-ka, 2001.
Moir A, Jessel D, Zbrodnia rodzi się w mózgu. Książka i Wiedza Warszawa 1997
Dawkins R, Ślepy Zegarmistrz. PIW, W-wa 1994
Dawkins R, Samolubny gen. Prószyński i Ska, Warszawa 1996.
Dawkins R, Wspinaczka na szczyt nieprawdopodobieństwa, Prószyński 1998.
Gazzaniga M, The Mind's Past. University of California Press 2000
Herrnstein R.J, Murray C, The Bell Curve: Intelligence and Class Structure in American Life
New York: Free Press, 1994.
L. Cavalli-Sforza, P. Menozzi, A. Piazza,
The History and Geography of Human Genes. Princeton University Press (1995)
Podział kory mózgu na 4 ćwiartki
(The Creative Brain, Ned Herrmann, reklamujący "myślenie całym mózgiem")
Inne podziały: na 8 (4 płaty + dwie półkule) lub 8 + 2 struktury podkorowe.
Architektury kognitywne to komputerowe modele umysłu, znacznie bardziej skomplikowane niż przedstawione tu podziały, niektóre o silnych inspiracjach neurobiologicznych.
Mózg jako "społeczeństwo agentów" (Society of Mind, Marvin Minsky).
Każde zjawisko ma trzy aspekty: materialny (anatomia), energetyczny (neurofizjologia), i informacyjny (psychologia).
Literatura
Minsky M, Society of Mind, Simon and Schuster,1986.
Każdy z tych obszarów realizuje wiele wyspecjalizowanych funkcji, trudno jest więc w ten sposób wyjaśnić działanie mózgu.
Umysł nie jest monolitem tylko wynikiem współdziałania wielu funkcji.
Działanie wyspecjalizowanych funkcji w mózgu można aproksymować za pomocą współdziałających "agentów" programowych.
Na wielu poziomach mamy do czynienia z lokalnymi elementami, które posiadają pewną wiedze, oraz oddziaływaniami pomiędzy nimi, dzięki którym powstają stany emergentne.
Trochę na ten temat będzie w rozdziale o wyższych czynnościach poznawczych.
Te trzy aspekty w przypadku mózgu są ze sobą nierozerwalnie związane, chociaż psychologia dłuższy czas rozwijała się w oderwaniu od dwóch pozostałych.
Mamy więc jedność trzech aspektów.
Duch W, Mandziuk J, Quo vadis, computational intelligence.
Greater Good Magazine.