Poprzedni rozdział. | Wstęp do kognitywistyki - spis treści.

B3. Działanie mózgu: najprostsze teorie II.

B3.2 Biochemia: równowaga hamowania i pobudzania.

Teoria 4 fluidów, czyli "humorów" Hipokratesa (~ 460-377 pne.), była do XIX wieku podstawą medycyny europejskiej i arabskiej.
Krew, flegma, żółć, czarna żółć, w miały być w równowadze od której zależał temperament człowieka.
  • sangwiniczny (sanquis - krew): pogodny, zabawny, towarzyski, gadatliwy;
  • choleryczny (od chole - żółć), czyli porywczy, energiczny, skłonny do przewodzenia;
  • melancholiczny (od melas chole - czarna żółć): uczuciowy, wrażliwy, depresyjny.
  • flegmatyczny (od phlegma - śluz): powolny, zrównoważony, obserwator;

Humory wiązały się z porami roku, pierwiastkami i organami ciała, czyli z sensem wszystkiego:

HumorPora rokuPierwiastekWłasnościOrganNazwa
Krew Wiosna Powietrze Ciepły i wilgotny Wątroba Sangwiniczny
Żółć Lato Ogień Ciepły i suchy Pęcherzyk żółciowy Choleryczny
Czarna żółć Jesień Ziemia Zimny i suchy Śledziona Melancholiczny
Flegma Zima Woda Zimny i mokry Mózg/płuca Flegmatyczny

Współcześnie 4 humory można powiązać z psychologiczną teorią osobowości opartą na kwestionariuszu Myersa-Briggsa, uwzględniającą 4 cechy, nazywane wymiarami:

Dla 4 preferencji jest 16 możliwych kombinacji, więc można określić 16 typów osobowości oznaczanych kodami literowymi, np. trzy najpopularniejsze typy osobowości to:

Podstawą działania mózgu są jednak 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, w których dominuje dopamina i acetylocholina, przesyłana przez długie aksony (projekcje) do poszczególnych obszarów móżgu:


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:
  • w układzie pozapiramidowym (jądra podstawy mózgu, istota czarna, 22) dopamina odpowiada za napęd ruchowy, koordynację oraz napięcie mięśni (niedobór powoduje chorobę Parkinsona, wahania poziomu zespołu Tourette'a);
  • W układzie limbicznym odpowiada za procesy emocjonalne, mechanizm nagrody i motywację do działania;
  • w podwzgórzu (40) reguluje wydzielanie hormonów, a szczególnie prolaktyny (związanej z laktacją);
  • dopamina w jądrze półleżącym (14) wywołuje poczuciem euforii, stąd gra rolę w uzależnieniach (np. kokaina stymuluje wydzielanie dopaminy).

Dopamina uwalniana jest w kilku jądrach:

Acetylocholina jest najważniejszym neuromodulatorem w obwodowym układzie nerwowym, przyczepia się do receptorów nikotynowych lub muskarynowych.
Acetylocholina powoduje:
  • rozszerzenie naczyń krwionośnych
  • skurcze mięśni gładkich oskrzeli, jelit i pęcherza moczowego
  • zwężenie źrenicy
  • zwiększenie wydzielania gruczołów
  • skurcz mięśni prążkowanych (receptory nikotynowe)
  • obniża ciśnienie krwi
  • zwalnia częstość akcji serca
  • zmniejsza siłę skurczu mięśnia sercowego

W CUN działa jako neuromodulator, pobudzająco, w procesach konsolidacji pamięci, regulacji cykli snu, inicjacji snu REM.
Uwalniana jest w:



Dominacja projekcji cholinergicznych
Dominacja projekcji dopaminergicznych

Procesy emocjonalne
Opanowanie; chłodna analiza Euforia, duża aktywność
Niska ekspresja emocji Wysoka ekspresja emocji
Autyzm, depresja Mania, zachowania euforyczne

Procesy poznawcze
lepsza pamięć, uczenie,
percepcja, lepsze kojarzenie
Hipermnezja, brak selektywności,
chaos myślowy

Osobowość jest wynikiem temperamentu, nieświadomych automatycznych reakcji uwarunkowanych genetycznie, oraz charakteru, określonego przez środowisko, świadomych reakcji.
Temperament i Cechy Osobowości w/g kwestionariusza Cloningera: 4 wymiary opisujące temperament i 3 cechy charakteru.

  1. Poszukanie Nowości (PN), aktywna reakcja, dopamina.
  2. Unikanie Szkody (US), hamowanie działań szkodliwych, serotonina.
  3. Uzależnienie od nagrody (UN), podtrzymywanie działań przyjemnych, noradrenalina.
  4. Wytrwałość (WY), samodzielne podtrzymywanie podjętych działań.
  5. Samokierowanie (SD), celowość i pewność.
  6. Współpraca (CO), tolerancja, skłonność do pomagania.
  7. Przekraczanie siebie (ST), autotranscendencja, duchowość.

4 humorom odpowiadają więc 4 inne substancje, 4 neurotransmitery, acetylocholina, dopamina, serotonina i noradrenalina.

Inne modele osobowości również opierają się na podobnych cechach.
Najlepsze uzasadnienie neurobiologiczne (por. prace Colin G. DeYoung) ma obecnie model "wielkiej piątki" (Big Five), uwzględniający pięć czynników definiujących osobowość.
Są to biologicznie uwarunkowane czynniki mające istotne znaczenie przystosowawcze, w znacznym stopniu dziedziczne, niezmienne i uniwersalne (niezależne od płci, rasy, czy kultury).
Pięć wymiarów osobowości (nie są one całkiem niezależnymi czynnikami):

Oceny osobowości różnych ludzi zwykle uwzględniają te 5 wymiarów, ale oceny polityków tylko dwa: czy są energetyczni i godni zaufania (Politicians' uniquely simple personalities, Nature, February 6, 1997).


Zdrowie psychiczne to kwestia delikatnej równowagi ...
Na osobowość może wpłynąć zmiana ukrwienia mózgu, np, mikroudar, który spowoduje brak dopływu krwi do jakichś struktur, lub znacznie silniej przeszczep serca, które będzie w inny sposób zasilać mózg.
Mogą też na nią wpłynąć zmiany w biochemii organizmu, np. usunięcie pęcherzyka żółciowego. Wszelkie zmiany w organizmie jak i zmiany środowiskowe mogą wpłynąć na zmiany funkcjonalnych relacji pomiedzy różnymi obszarami mózgu, a to wpływa na osobowość.
Można w ten sposób zrozumieć wiele ogólnych skłonności, form zachowania, ale czy to zrozumienie poprawne lub jedyne?

Każdy fakt ma proste wyjaśnienie, niestety zwykle błędne ...
Przykład: psychoanaliza. Brak możliwości weryfikacji, więc wyjaśnia wszystko i nic - pseudonauka, zwykle pomocna nie bardziej niż wieczór przy piwie w pubie.
A jednak psychoterapia (również psychoanaliza) może wywoływać pozytywne skutki, jeśli tylko człowiek pragnie się zmienić i silnie się pobudzi emocjonalnie, nieważne czy z prawdziwych czy czysto wyimaginowanych powodów, stwarza to szansę zmiany.




B3.3. Socjobiologia.

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 (Boehm, 1999).
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 (niedokrwistość sierpowata) to rozpowszechniona na tym terenie choroba genetyczna czerwonych krwinek (zainfekowane malarią zaginają się na kształt sierpu). Na tych terenach malaria zabija około 1.2 mln ludzi co roku.
Geny kodujące hemoglobinę mają kilka alleli (wariantów), tworzących hemoglobinę typu A, M, F, S i inne warianty.
Mutacja genu HBB prowadząca do powstania hemoglobiny typu S zachodząca w pojedynczym chromosomie daje łagodne symptomy anemii. Mutacja w obu chromosomach wywołuje śmiertelną wersję anemii sierpowatej, ale występuje o połowę rzadziej. Taka mutacja pojawiała się prawdopodobnie wielokrotnie, ale utrwaliła się na tym obszarze po pojawianiu się szczególnie niebezpiecznej formy malarii, która przeniosła się ze zwierząt na ludzi. Jest to klasyczny przykład ewolucyjnego kompromisu, który ustalił się na poziomie zwiększającym szanse przeżycia na tych terenach.
Hemoglobina S zwiększa odporność na malarię, którą w sezonie deszczowym roznoszą komary; cierpi na nią około 10% populacji w tym regionie. Badania związku odporności na malarię z anemią sierpowatą prowadzono w Afryce od 1953 roku.
Pochrzyn zbierany jest na początku sezonu deszczowego, a zjadany po zakończeniu.
Pochrzyn zawiera substancję zwalczającą anemię sierpowatą.

Wniosek 1: tabu może być racjonalne, zwiększając szansę uniknięcia 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 częstości 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.
Ecology of disease & nutrition omawia dokładniej koewolucje tabu i chorób.

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. Aztecy zabijali i zjadali rocznie ok. 15 tysięcy ludzi.
Była to wyrafinowana kultura, ale niedożywiona, gdyż na tym terenie nie dało się udomowić zwierząt (Diamond 2000).
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 można nauki uporządkować, od podstaw biologicznych do zachowania całych populacji:
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, nazywaną 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 specyficznych 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 ludzi !Kung żyjących na pustyni Kalahari 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, altruizm, empatia i inne indywidualne cechy są bardzo zróżnicowane.
Zachowania altruistyczne, społeczeństwa owadów sugerują, że selekcja zachodzi na poziomie całego gatunku.
Zachowania agresywne, szczególnie kanibalizm sugerują selekcję spokrewnionych grup.
Rywalizacja wewnątrz grupy może prowadzić nawet do zabijania potomstwa innych osobników (lwy, hulmany, ale też morderstwa wśród ludzi), ważne są przede wszystkim 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):


Zachowania altruistyczne (jak każde inne) są wewnętrznie interpretowane, uogólniane i wiązane z wyobrażeniami o świecie.
Mechanizmy nagrody i poczucie sprawiedliwości pozwalają odroczyć spodziewaną nagrodę do bliżej nieokreślonej przyszłości (reinkarnacja, piekło i niebo).
Zdolność do empatii pozwala utożsamić się z cierpieniem innych ludzi i umożliwia spontaniczne działania altruistyczne, które trudno jest wytłumaczyć korzyściami osobistymi.

Ksenofobia to odwrotna strona altruizmu, wynikająca z istnienia granic.
Tendencja genetyczna do identyfikacji z osobnikami przypominającymi nas.
!Kung to po prostu "ludzie", wszyscy obcy są "wstrętnymi mordercami".
Rasizm i nacjonalizm są przedłużeniem trybalizmu, jest to skutek doboru grupowego. Zagadneinia te w psychologii związane są z teoria tożsamości społecznej, która stworzył w latach 1970 Henri Tajel (ur. w 1919 we Włocławku).
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 wzięła się epidemia polowań na czarownice w 16-17 wieku?

To są jednak spekulacje, które trudno zweryfikować.

Związek wyobrażeń bogów (Boga) z warunkami życia.

Samce: tendencje do niewierności opłacalne genetycznie.
Wielkość samca/samicy pozwala przewidywać tendencje poligamiczne.
5-30% dzieci jest z nieprawego łoża zarówno u ludzi i u ptaków.
To wcale nie znaczy, że samce muszą być niewierne, zwłaszcza u ludzi zdolnych do refleksji - geny nas do niczego nie zmuszają!
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? U ludzi widać całkowite odchylenie od normy ssaczej (Diamond, 1998)!
Jaki jest sens seksu u ludzi? U goryli prokreacja.
Dlaczego ludzie nie uprawiają seksu publicznie jak wszystkie zwierzęta?
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 (a raczej spekulacje) na te i wiele innych pytań: Jarred Diamond, Dlaczego lubimy seks? Ewolucja ludzkiej seksualności. Science Masters, CIS 1998

Ograniczenia dotyczące uczenia się są wyraźnie widocznie u różnych gatunków, ale również u ludzi.
Kury, ogólnie ptaki, mogą się nauczyć tylko tego, co mogło być im ewolucyjnie przydatne.
Zwierzęta uczą się łatwo tylko w sytuacjach naturalnych z ekologicznego punktu widzenia.
Ograniczenia u ludzi? Nie każdy może się wszystkiego nauczyć. Zabobony utrzymują się przez wieki, niektóre rzeczy widać są łatwe do przekazania (bada to memetyka).
Cierpimy na złudzenia kognitywne, np. paradoks Monty Hall.
Teoria podejmowania decyzji pokazuje, że ludzie działają racjonalnie również 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?

Socjobiologia jest 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.


Geny i inteligencja

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 pokazują, że czynności werbalne u Japończyków przebiegają inaczej.
Czy to wpływ pisma ideograficznego? Nieco lepiej rozpoznawane są znaki alfabetyczne (kana) w prawym a ideograficzne (kanji) w lewym polu widzenia.

Geny wyjaśniają około 50% różnic IQ, pozostałe 50% przypada na życie płodowe i środowisko?
To zagadnienia bardzo kontrowersyjne: zarówno sama definicja inteligencji, jaki i metodologia badań.
Badania nad bliźniakami jednojajowymi, dwujajowymi, poszukiwanie genów inteligencji.
Bliźniaki jednojajowe wychowywane osobno mają dla testów współczynnik 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.


Lewa strona: testy przestrzenne, prawa werbalne; korelacje - - - dzieci adoptowanych i przybranych rodziców, linia ciągła dla dzieci adoptowanych i ich biologicznych rodziców, a linia -.-. dla dzieci wychowywanych przez biologicznych rodziców (Plomin 1997).


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 określających 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!

Co koreluje się z inteligencją?

"Kobiet genialnych nie ma wcale", pisał Bayerthal (1911) - to do niedawna był powszechny pogląd.
Kobiety nie uganiają się za mężczyznami o ładnych nogach, a to świadczy o ich 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.

Za ojca psychometrii można uznać Francisa Galtona (zajmował się również biometria, w tym odciskami palców).
Rozkład wartości współczynnika inteligencji jest w przybliżeniu rozkładem Gaussa o średnie 100 i wariancji 15, a to znaczy, że ma duże odchylenia od średniej.

Średnia wartość IQ co pokolenie może zwiększyć się nawet o 10 punktów; nazywa się to efektem Flynna.
Wynika to prawdopodobnie z wielu czynników: poprawy warunków zdrowotnych, lepszego odżywiania, bogatszego środowiska (np. zabawek) i wychowania dzieci rozbudzającego aktywność intelektualną.
Ok. 2/3 osób w rozkładzie Gaussa ma IQ w przedziale [85,115], a 96% w przedziale [70,130], a wiec 1/6 ma IQ powyżej 115 a 2% powyżej 130.

Wyniki różnią się dość istotnie dla różnych populacji. Wśród najbardziej inteligentnych ludzi przeważają obecnie Azjaci (dla IQ>200 prawie wyłącznie).
Trudno wyciągać jednoznaczne wnioski z takich badań bo zbyt wiele czynników wpływa na wyniki (np. populacja hiszpańskojęzyczna w USA nie jest reprezentatywna bo dominują w niej najbiedniejsi emigranci o niskim IQ).

Różnice genetyczne są powierzchniowe, wynikają 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 tradycyjne kategorie rasy trudno jest jednak uzasadnić, bo kolor skóry zależy od pigmentu melaniny, chroniącego przed promieniowaniem ultrafioletowym.

Oszacowanie liczby genetycznych przodków: 1 pokolenie = 25 lat.
100 lat = 4 pokolenia = 32 pra-rodziców, ogólnie 2k+1 pra-rodziców dla k pokoleń.
500 lat = 20 pokoleń = 2 miliony pra-rodziców.
800 lat = 32 pokolenia = 8 miliardów pra-rodziców.
800 lat temu liczba ludności na świecie nie przekraczała 400 milionów, więc nawet biorąc pod uwagę krzyżowanie się dalekich krewnych wystarczy około 30 pokoleń by prawie wszyscy żyjący wówczas ludzie, których geny przetrwały, mieli wkład do naszej puli genetycznej.

Genograficzny projekt National Geographic mapowania genetycznego wędrówek ludów pozwolił na opracowanie atlasu historii migracji.




B3.4. Inne proste teorie.

Podział kory mózgu na 4 ćwiartki (The Creative Brain, Ned Herrmann, reklamujący "myślenie całym mózgiem")

Każde zjawisko ma trzy aspekty: materialny (anatomia), energetyczny (neurofizjologia), i informacyjny (psychologia).
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.

Inne podziały: na 8 (4 płaty + dwie półkule) lub 8 + 2 struktury podkorowe.
Każdy z tych obszarów realizuje wiele wyspecjalizowanych funkcji, trudno jest więc w ten sposób wyjaśnić działanie mózgu.

Architektury kognitywne to komputerowe modele umysłu, część z nich jest dość prosta.
Np. popularna architektura ACT-R: moduły percepcyjno-motoryczne, pamięć deklaratywna (fakty) i pamięć proceduralna (działania).
Większość architektur jest jednak znacznie bardziej skomplikowana niż przedstawione tu modele, niektóre architektury (BICA, Brain-Inspired Cognitive architecture) mają inspiracje neurobiologiczne.

Mózg jako "społeczeństwo agentów" (Society of Mind, Marvin Minsky): umysł nie jest monolitem tylko wynikiem współdziałania wielu funkcji, realizowanych przez funkcjonalnie specjalizowane obszary.
Działanie poszczególnych funkcji mózgu można aproksymować za pomocą współdziałających ze sobą "agentów" programowych.
Na wielu poziomach mamy do czynienia z lokalnymi elementami, które posiadają pewną wiedze, oraz oddziaływaniami pomiędzy nimi, dzięki którym powstają stany emergentne.
Wiąże się to z socjocybernetyką, czyli cybernetyką społeczną.
Trochę na ten temat będzie w rozdziale o złożonych czynnościach poznawczych.


Połączenia pomiędzy głównymi obszarami kory: konektomika jest nową dziedziną zmierzającą do utworzenia "konektomu", czyli szczegółowej mapy połączeń regionów.
The Human Connectome Project ma piękne przykłady połączeń w ludzkim mózgu.
Czy wszystkie zdolności zależą od siły połączeń pomiędzy regionami? To otwarte pytanie.


Literatura

  1. Alcock J, The triumph of sociobiology. Oxford University Press 2001.
  2. Black Ira, Information in the Brain. A Molecular Perspective, A Bradford Book 1994.
  3. Boehm Christopher, Hierarchy in the Forest: The Evolution of Egalitarian Behavior, Harvard University Press 1999
  4. Bohr I, Odmienne stany świadomosci. Co o ludzkim poznaniu mówią nam choroby mózgu? Kognitywistyka i Media w Edukacji 3 (2000) 179-212.
  5. Cavalli-Sforza L, P. Menozzi, A. Piazza, The History and Geography of Human Genes. Princeton University Press (1995)
  6. Dawkins R, Ślepy Zegarmistrz. PIW, W-wa 1994
  7. Dawkins R, Samolubny gen. Prószyński i Ska, Warszawa 1996.
  8. Dawkins R, Wspinaczka na szczyt nieprawdopodobieństwa, Prószyński 1998.
  9. Diamond J, Trzeci szympans. PIW, Warszawa 1998
  10. Diamond J, Dlaczego lubimy seks? Ewolucja ludzkiej seksualności. Science Masters, CIS, Warszawa 1998
  11. Diamond J, Strzelby, zarazki i maszyny. Prószyński i S-ka, Poznań 2000
  12. Duch W, Mandziuk J, Quo vadis, computational intelligence.
  13. Gazzaniga M, O tajemnicach ludzkiego umysłu. Biologiczne korzenie myślenia, emocji, seksualności, języka i inteligencji. Książka i Wiedza 1997
  14. Gazzaniga M, The Mind's Past. University of California Press 2000
  15. Herrnstein R.J, Murray C, The Bell Curve: Intelligence and Class Structure in American Life New York: Free Press, 1994.
  16. Minsky M, Society of Mind, Simon and Schuster,1986.
  17. Moir A, Jessel D, Zbrodnia rodzi się w mózgu. Książka i Wiedza Warszawa 1997
  18. Plomin R, J.C. DeFries, G.E. McClearn, P.McGuffin, Genetyka zachowania. Wydaw. Nauk. PWN, 2001
  19. Strelau, J, Osobowość jako zespół cech. W: J.Strelau (red.) Psychologia. Podręcznik akademicki. Tom 2: Psychologia ogólna. Gdańsk: GWP 2000.
  20. Wilson E.O, O naturze ludzkiej. Zysk i Ska, Poznań 1988
  21. Wilson E.O. Socjobiologia. Zysk i S-ka, 2001.

Greater Good Magazine.
Eksperyment Rosenhana
Historia medycyny - Phisick.
D. Healy, Neurotrasmitter era - historical perspective, fragment ksiażki o neurotransmiterach i neuropsychologii.

The brain from top to bottom, świetna strona podsumowująca wiele zagadnień.


Następny rozdział. | Wstęp do kognitywistyki - spis treści.