УЧЕБА и НАУКА /Центры любопытства головного мозга. Нейрофизиология Поведения. Семинар2
Курс Нейрофизиология поведения
в проекте Открытое образование (раздел курсы МГУ). Дубынин Вячеслав Альбертович.
(страница создана 12.04.2021)
СЕМИНАР 2 оценка: 20 из 20 возможных баллов
ТЕМА 7. Центры любопытства головного мозга - от необходимости выживания до одного из фундаментальных смыслов существования.
ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ФИЗИОЛОГИИ
Значимость любопытства в разных системах, созданных исследователями, оценивается различно. О модели Абрахама Маслоу я думаю, что это продукт типа мышления, где иерархия имеет статус сверхзначимости. К человечеству и, тем более, всему миру живого мало относится. Модель Симонова нейтральна. Она разделяет биологические потребности как врожденно заданные поведенческие программы на 3 группы: витальные (жизненно необходимые), зоосоциальные (внутривидовое взаимодействие) и саморазвития (направлены в будущее). Для каждой потребности – свои мозговые центры.
СУТЬ ЯВЛЕНИЯ
Любопытство входит в категорию потребностей саморазвития: наряду с подражательной, рефлексом свободы, игровой и называется исследовательской - сбор новой информации. Биологический смысл – более адаптивное поведение, более точное прогнозирование будущего.
Типы исследовательского поведения животных: ориентировочный рефлекс в среднем мозге, поисковое поведение в промежуточном мозге и субталамусе, манипуляции с предметами в моторной коре. Начало реакций – сравнение сигналов и детекция новизны: четверохолмие, гиппокамп, поясная извилина. Участвуют глазодвигательные центры. Есть эмоциональное сопровождение узнавания нового на всех уровнях мозга до коры.
МЕХАНИЗМЫ
Четверохолмие среднего мозга: выделение новых слуховых и зрительных сигналов. Осуществляет реакцию на новое с помощью нейронов -детекторов новизны (сравнение текущего сигнала с тем, который был доли секунд назад). Верхние холмики – зрительные стимулы, нижние холмики – слуховые стимулы, кожная и другая чувствительность. Если возбуждение больше торможения запускается ориентировочный рефлекс - самая древняя форма любопытства.
Промежуточный мозг: таламус фильтрует информацию, поднимающуюся в кору больших полушарий, пропуская сигналы, связанные с текущей деятельностью коры (произвольное внимание), а также сильные и новые сигналы (непроизвольное внимание).
Гипоталамус – главный центр эндокринной и вегетативной регуляции и многих биологических потребностей. При нарастании потребности подключается субталамус – центр поискового поведения, запуска и ускорения локомоции. Для ее запуска субталамус передает сигналы к центрам конечностей спинного мозга. Управляют субталамусом кора больших полушарий и центры различных потребностей, в том числе исследовательской. Происходит запуск поискового поведения.
Поясная извилина обеспечивает сравнение реальных сигналов сенсорных систем и ожидаемых - память о предыдущих реализациях программ. Результаты идут в ассоциативную лобную кору и используются для коррекции. При хорошем уровне новизны программа продолжается и сигнал идет в центры положительный эмоций. В противном случае - отрицательные эмоции и смена программы.
Получение новой информации связано с дофаминовым подкреплением, которое «подталкивает» мозг к поиску новизны. Дофамин – медиатор нейронов вентральной покрышки среднего мозга; выделяется в синапсах в коре и базальных ганглиях, nucleus accumbens осуществляет «подкрепление». Оценку новизны проводит, в первую очередь, гиппокамп – область коры в глубине височной доли. Детектирует и запоминает разнообразные новые сигналы в течение «текущего дня», является главным центром кратковременной памяти.
ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ МОЗГА И ОРГАНИЗМА
Любопытство как большинство физиологических механизмов возникло как адаптация к окружающему и необходимо для выживания. Оно создает базу для обучения и новых программ, в процессе эволюции появляется возможность сенсорно-эмоциональных ассоциаций. У человека начинается с первых дней жизни ребенка, в том числе формирует речевые центры. Часто поисковое поведение конкурирует с оборонительным: страшно, но интересно.
ПАТОЛОГИИ
Дромомания – бродяжничество как основная форма существования. Врожденно низкая активность дофаминовой системы является направлением к депрессии, при врожденно высокой возможны гипоманиакальные состояния и психозы. Лекарства – нейролептики, агонисты дофамина – психомоторные стимуляторы, существуют как лекарства (антидепрессанты) и наркотики (амфетамины).
ЭВОЛЮЦИЯ
Признаки ориентировочного рефлекса у планарий (семейство плоских червей) есть в работах Тушмаловой, в истории описания исследований условных рефлексов беспозвоночных. Эксперименты проведены на пяти видах планарий с различной экологией, включая эндемиков озера Байкал. В первой серии вырабатывался электрооборонительный условный рефлекс на свет (Воронин, Тушмалова, 1965). Во второй серии опытов в качестве условного раздражителя применялся слабый электрический ток, вызывавший ориентировочный рефлекс. Одними из первых работ по условным рефлексам у простейших были Н. Н. Тимофеева (1958) и серии работ Гельбера (Gelber, 1956, 1958).
CaenorHabditis elegans – простой круглый червь, живущий в мире запахов и умудрившийся на их основе создавать простую навигацию движения по запаху к источнику пищи. В эволюции подобное поведение живых клеток началось еще в хемотаксисе бактерий, которые движутся по градиенту концентрации к аттрактантам (зачастую питательным веществам) и от репеллентов (например, токсинов), задействуя просто систему белков.
Муравей Catagliphis способен вернуться обратно в гнездо кратчайшим путём, используя кинестетическую память и ориентируясь по солнцу. О том, что муравьи способны оценивать пройденное расстояние, ученым известно достаточно давно. Первые предположения были высказаны еще в начале XX века (H. Pieron. 1904). Доказательства получены в 2016 учеными из Института нейробиологии Ульмского университета (https://nplus1.ru/news/2016/09/09/blindfolded-ants).
Гиппокамп – структура, исходно предназначенная для пространственной памяти (амфибии, рептилии), позже приобретает более широкие функции (зрительные и слуховые каналы, эмоционально значимые события).
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧЕЛОВЕКОМ
Стремление к знаниям привело нас собственно к той цивилизации в которой мы живем. Все созданные человеком ее атрибуты, начиная с простейших инструментов и заканчивая квантовыми технологиями, созданы в результате этой функции. То же касается искусства. Творческий процесс - результат исследования незнакомых территорий. Галерея невероятных воображаемых миров - ментальное пространство, не существовавшее до того, как его создал автор произведения.
ПРИМЕРЫ
В видеолекции А. Н. Квашенко, (Малый мехмат МГУ, биология), рассказывает об опытах Павлова. Очень сложно было заставить уличную собаку выработать условный рефлекс на еду, так как вместо интереса к ней она непрерывно обнюхивала стены, людей, изучала местность, то есть главным доминантным рефлексом для нее был ориентировочный.
“Мысленный план” лабиринта. Одним из первых гипотезу о роли представлений в обучении животных выдвинул Э. Толмен в 30-х годах XX века. Образование “мысленного плана” может происходить и в отсутствие подкрепления, в процессе ориентировочно-исследовательской активности. Этот феномен Толмен назвал латентным обучением. Толмен создал описание когнитивных карт, которые создаются и видоизменяются в результате взаимодействия субъекта с окружающим миром разного масштаба и смысла: карта-путь, карта-обозрение – распределение объектов.
Для оценки способности животных оперировать представлениями о константности свойств предмета существуют тесты: на “неисчезаемость”; на “вмещаемость”; на “перемещаемость” и др. Термины были введены Л. В. Крушинским (1986) и соответствующие тесты названы им “эмпирическими законами”. Понимание животным этого принципа составляет необходимое условие для проявления способности к экстраполяции направления движения стимула и решению ряда других элементарных логических задач.
Оперирование свойствами предмета у любопытствующих животных приводит к выявлению сходств и различий. В 2014 ученые (Лаборатория физиологии и генетики поведения биологического ф-та МГУ) доказали, что серые вороны способны к обобщению по признаку сходства и, более того, к выявлению сходства по аналогии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лекции Дубынина В. А.
2. Закономерности эволюции беспозвоночных 2016 . Н.А.Тушмалова (1931-2016), ДБН, кафедра ВНД МГУ.
3. Зорина З. А. Полетаева И. И. Элементарное мышление животных. Учебник для ВУЗов. 2003.
__________ВСЕ КУРСЫ И СЕРТИФИКАТЫ ____________
я получила 5 сертификатов Московского Государственного Университета в проекте Открытое образование, чтобы не писать совсем уже ненаучную ересь, они доступны по ссылкам
Физиология ЦНС (центральной нервной системы) , экзамен - июнь 2018 года сертификат с отличием
Основы астрономии - экзамен - июнь 2018 года, с отличием
Нейрофизиология поведения -экзамен - декабрь 2018 года, с отличием Огромная благодарность куратору курса.(она же куратор Физиологии ЦНС) -Аника Абрамова )
Биофизика - сертификат, экзамен - май 2019 года. Курс сложный, считаю, что не знаю его даже на те баллы, которые получены на экзамене. Просто повезло. Огромная благодарность куратору курса - Эвелина Никельшпарг.. Продолжаю изучать это направление по учебникам.
Язык, культура и межкультурная коммуникация - сертификат - июнь 2019 года, Курс очень простой, но экзамен был в диких условиях, пришлось отвечать на вопрос за секунды, после каждого вопроса система грузилась минутут и это считалось временем ответа, в итоге все вопросы даже не были загружены я их не увидела и все они были помечены как не отвеченные соответственно никакого сертификата с отличием нет. По этому направлению, я думаю, знаю на порядок больше чем в материалах курса.
Физиология растений в который входит биохимия, цитология, генетика, гистология растений(строение тканей) Собственно для меня это четыре курса одновременно. Самый интересный и самый сложный материал из всего пройденного в проекте, самое лучшее его структурирование и оформление.
Сертификат не получала, экзамен вначалебыл мной отложен, а потом так и не сдавался по причине проблем с сердцем (вероятно мне больше нельзя сдавать экзамены, возможно в будущем это изменится). Но все семинары этого курса были сданы на отлично, поэтому приведены в качетстве примера в этой серии страниц
