Врождённые поведенческие программы

alaev — 12.12.2025 Пост посвящён некоторым тяжёлым логическим проблемам, связанным с врождёнными генетическими программами, и является некоторым ответом на комментарии ув. evgeniirudnyi.

Рассмотрим пример морских черепах. Половая зрелость у них наступает примерно в 30 лет. В момент рождения они вылезают из яйца, ползут к морю и 30 лет плавают там, питаются, растут, потом начинают совокупляться, и в какой-то момент самка чувствует, что ей пришла пора откладывать яйца. Ни о каком обучении не идёт и речи. Врождённая программа кладки яиц выглядит примерно так.

1. Найди сушу и выйди из воды. Желательно найти то самое место, где ты сама когда-то родилась.
2. Ищи песок, не рядом с водой, но и не слишком далеко от неё.
3. Если песок найден, рой яму задними лапами, пока не достигнешь глубины в 40-50 см.
4. Помести в яму яйцеклад.
5. Тужься и жди, пока все яйца выйдут.
6. Тщательно засыпь яму песком и утрамбуй его, чтобы он выглядел ровным.
7. Возвращайся в море.

Ну, программа и программа, не хуже других. Первый логичный вопрос: где эта программа хранится до тех пор, пока не будет выполнена? Материалистические концепции говорят, что где-то в головном мозге. В каком виде? Видимо, как какие-то цепочки нейронов, что там ещё может быть? Выполнение программы может выглядеть так: в нужный момент в ГМ возбуждается 1-я группа нейронов, которая соответствует шагу 1. Её возбуждение заставляет черепаху искать сушу.

Когда она оказывается на суше, первая группа успокаивается и запускает возбуждение 2-й группы. Она инициирует поиск песка на нужном расстоянии от воды. Потом работает 3-я группа, 4-я и т.д. Когда всё группы отработали, черепаха с чувством глубокого удовлетворения оказывается в родном море. Картина, в общем, не сказать что чрезмерно фантастическая.

При этом мозг в своей основе является сложно устроенным графом. Вершины графа это нейроны, рёбра - связи, соединяющие два нейрона. Мозг безусловно намного сложнее обычного графа, но структура больше всего напоминает именно граф. Группы нейронов из врождённой программы это небольшая линейная цепочка групп внутри графа. Чтобы программа работала, эти группы, очевидно, должны соединяться с какими-то "рабочими" отделами мозга. Команда рытья ямы соединяется с нейронами, управляющими ногами (причём там не одна команда, а в свою очередь сложные комплексы команд для каждый мышцы). Команда поиска песка должна соединяться со зрительным центром и как-то оценивать расстояние до воды. С чем должна соединяться команда поиска пляжа, на котором ты родилась 30 лет назад, боязно и спросить. Говорят, у черепахи есть какие-то датчики магнитного поля, ну значит с датчиками. Команда кладки яиц соединяется с мышцами яйцеклада. Это всё, в общем, чистые домыслы, но понятно, что какие-то связи такого рода обязаны существовать, иначе программа просто ничего не будет делать. Опять же, всё это вполне можно себе представить.

Проблема заключается во втором вопросе: каким образом все эти группы и связи возникли в ГМ? Сам ГМ состоит из клеток, а они размножаются делением. В какой-то момент существовала одна единственная клетка, назовём её Г, которая являлась предком всех ныне живущих клеток ГМ. Затем она поделилась на клетки Г1 и Г0. Первая поделилась на клетки Г11 и Г10, вторая на Г01 и Г00, и т.д. Клетка Г10, например, делится на Г101 и Г100. Каждой клетке можно сопоставить естественный двоичный ИН вида Г10011011. Каждая клетка ГМ имеет уникальный номер ИН. Клеток в ГМ примерно 86 миллиардов, для ИН хватит 40 двоичных цифр. Если учитывать клетки прошлого, получается двоичное дерево.

Ключевой момент состоит в том, что мы видим сложный граф, выросший на концах двоичного дерева. Откуда он там взялся? Клетки из разных отделов мозга растут на разных ветвях дерева. Если две соседние клетки соединяются, это нормально. Но как могут соединяться клетки, которые "родились" далеко друг от друга? Допустим, в 4-й группе программы есть клетка Г111100. Ей нужно установить связь с нейроном, который управляет мышцей яйцеклада, с номером Г010101. Как они найдут друг друга? Если клетки будут просто беспорядочно соединяться друг с другом, никаких программ там не будет, будет бессмысленная каша из одинаковых нейронов. Связи должны быть строго избирательными.

Можно, конечно, сказать, что каждая клетка каким-то образом "помнит" свой ИН из 40 цифр, или хотя бы начало из 6-7, и знает, с кем ей нужно соединяться. Клетка Г111100 "знает", что клетка Г010101 расположена где-то недалеко, нужно вырастить в её направлении аксон и законнектиться. Клетки с другими номерами необходимо игнорировать. Понятно, насколько фантастически это звучит. Клетка должна где-то хранить свой номер, уметь читать номера соседей и знать, какие номера подходят ей для связи. Это очень, очень далеко от примитивного процесса дифференциации зародышевых клеток с помощью градиента какого-нибудь раствора, или чего-то подобного. И вообще далеко от наших представлений о делении клеток.

Для этого замечательного процесса есть специальный термин "синаптогенез". Источники, с которыми я кратко знакомился, лаконично сообщают, что "детали этого процесса до сих пор неясны". Отметим, что если говорить про необученный мозг, то можно просто создавать набор нейронов со случайными связями и надеяться, что в ходе обучения мозг сам как-нибудь создаст там нужные цепочки. Нейронные сети занимаются чем-то подобным. Но для врождённых программ этот рецепт не подойдёт.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив