воспитание самоосознания
Гениальный китаец Му-минг Пу (Mu-ming Poo), нынешний директор Института Нейронаук в Беркли, которому в этом году за все хорошее выдали Gruber Neuroscience Prize (для меркантильных - это полмиллиона долларов), раньше уже прославился уточнением принципа Хебба о том, что упрочнение связей между нейронами происходит тогда, когда активность пресинаптического нейрона часто предшествует активности постсинаптического - "Cells that fire together, wire together". По-простому, для формирования связи нужно, чтобы нейроны в цепочке передачи сигнала возбуждались последовательно так, что сигнал первого из них часто оказывается "эффективен", то есть в ответ вызывает импульсацию второго. Если это повторяется часто, то связь между такими нейронами может оказаться нужной, и синапсы между ними надо усилить, заложив памятный след. Усиление синапса приводит к облегчению прохождения сигнала в будущем. Му-минг и его группа установили, что усиление и ослабление связей между нейронами зависит от времени, прошедшего между испусканием нервного импульса в пресинаптическом и постсинаптическом нейронах. Эта закономерность выглядит как на картинке справа:
В тех случаях, когда пресинаптическая активность попадает в интервал до 20 мс перед импульсацией постсинаптического нейрона, связь в синапсе усиливается, а если в интервал 20 мс после его импульсации, то наоборот, ослабляется. Это уточнение исключительно важно, потому что оно объясняет саму возможность формирования ассоциативных цепочек памятных следов: связь от первого нейрона к второму, от второго к третьему и т.д. формируется просто за счет того, в какую сторону чаще пробегает импульс: усиливается синапс, в котором первый нейрон своей импульсацией активирует второй, а связь в обратную сторону ослабляется из-за временного несовпадения. Фраза "маленьной елочке холодно" вызывает мгновенное непроизвольное желание закончить фразу словом "зимой", но слово "зимой" с такой же силой не ведет к желанию сказать "маленькой елочке холодно". Провели изящный эксперимент, в котором формирование таких следов было показано на уровне нейронов зрительной коры. Чтобы это сделать, записывали активность ряда нейронов, расположенных так, что их рецептивные поля (области в пространстве, предъявление стимула в которых вызывает ответ нейрона) образуют произвольную линию. Затем вдоль этой линии много раз пробегал стимул (пятно света), так что он последовательно возбуждал нейроны в ряду всегда в одном направлении. После чего этот стимул показывали только первому нейрону. Как и предполагалось, такая демонстрация вызывала пробегание импульса по ряду нейронов в отсутствие реального стимула: "шарик всегда катится справа налево".
А сейчас они тоже придумали проверить смешную штуку: можно ли научить макак самоосознанию. Обычным тестом на самоосознание является зеркальный тест: животному наносят метку на такой участок тела, который оно может увидеть только в зеркале, ставят зеркало и наблюдают, понимает ли оно, что метка находится на нем самом, а не на отражении. То есть, способно ли оно к осознанному восприятию частей своего тела как принадлежащих некому целому "Я". Обычно животное сперва реагирует на отражение как на другое животное, но потом его поведение может измениться, и оно начнет исследовать себя. Ранее считалось, что этот тест проходят: люди (старше двух лет), бонобо (шимпанзе - не все), орангутаны, дельфины, касатки, слоны и сороки. Собаки, морские львы и обезьяны в диапазоне от горилл до макак стандартный тест на самопроизвольное распознавание себя в отражении не проходят. Группа Му-минга решила посмотреть, можно ли развить это как навык. Они провели тренинг, в котором сперва обезьянам разогревали разные участки лица лазером, вызывая желание почесаться. Обезьяна при этом могла видеть свое отражение с пятном от лазерного луча. Почесывание в месте нагрева вознаграждали капелькой сока. Затем мощность лазера уменьшали до неощутимой и тренировали притагиваться к месту, на которое указывает лазер. Когда этот навык прочно сформировывался, вознаграждение прекращали и начинали наблюдать за естественным поведением обезьян в присутствии зеркала, предварительно нанеся на щеку метку нераздражающей краской. Обученные обезьяны сразу же начали снимать краску, пользуясь отражениемт. После этого произошла генерализация понимание смысла отражения: обезьяны начинали с энтузиазмом разглядывать разные (понятно какие) части своего тела, ранее недоступные обзору. Вот тут все это отображено в серии видео к статье, они внизу страницы:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982214014432#appd002
(Синие штуки около головы макаки - это не ужас-ужас-ужас, а резиновые игрушки "конг" для крупных собак и обезьян, здесь они используются для мягкой фиксации головы макаки в первой части тренинга, чтобы лазерный луч случайно ее не ослепил.)
В тех случаях, когда пресинаптическая активность попадает в интервал до 20 мс перед импульсацией постсинаптического нейрона, связь в синапсе усиливается, а если в интервал 20 мс после его импульсации, то наоборот, ослабляется. Это уточнение исключительно важно, потому что оно объясняет саму возможность формирования ассоциативных цепочек памятных следов: связь от первого нейрона к второму, от второго к третьему и т.д. формируется просто за счет того, в какую сторону чаще пробегает импульс: усиливается синапс, в котором первый нейрон своей импульсацией активирует второй, а связь в обратную сторону ослабляется из-за временного несовпадения. Фраза "маленьной елочке холодно" вызывает мгновенное непроизвольное желание закончить фразу словом "зимой", но слово "зимой" с такой же силой не ведет к желанию сказать "маленькой елочке холодно". Провели изящный эксперимент, в котором формирование таких следов было показано на уровне нейронов зрительной коры. Чтобы это сделать, записывали активность ряда нейронов, расположенных так, что их рецептивные поля (области в пространстве, предъявление стимула в которых вызывает ответ нейрона) образуют произвольную линию. Затем вдоль этой линии много раз пробегал стимул (пятно света), так что он последовательно возбуждал нейроны в ряду всегда в одном направлении. После чего этот стимул показывали только первому нейрону. Как и предполагалось, такая демонстрация вызывала пробегание импульса по ряду нейронов в отсутствие реального стимула: "шарик всегда катится справа налево".
А сейчас они тоже придумали проверить смешную штуку: можно ли научить макак самоосознанию. Обычным тестом на самоосознание является зеркальный тест: животному наносят метку на такой участок тела, который оно может увидеть только в зеркале, ставят зеркало и наблюдают, понимает ли оно, что метка находится на нем самом, а не на отражении. То есть, способно ли оно к осознанному восприятию частей своего тела как принадлежащих некому целому "Я". Обычно животное сперва реагирует на отражение как на другое животное, но потом его поведение может измениться, и оно начнет исследовать себя. Ранее считалось, что этот тест проходят: люди (старше двух лет), бонобо (шимпанзе - не все), орангутаны, дельфины, касатки, слоны и сороки. Собаки, морские львы и обезьяны в диапазоне от горилл до макак стандартный тест на самопроизвольное распознавание себя в отражении не проходят. Группа Му-минга решила посмотреть, можно ли развить это как навык. Они провели тренинг, в котором сперва обезьянам разогревали разные участки лица лазером, вызывая желание почесаться. Обезьяна при этом могла видеть свое отражение с пятном от лазерного луча. Почесывание в месте нагрева вознаграждали капелькой сока. Затем мощность лазера уменьшали до неощутимой и тренировали притагиваться к месту, на которое указывает лазер. Когда этот навык прочно сформировывался, вознаграждение прекращали и начинали наблюдать за естественным поведением обезьян в присутствии зеркала, предварительно нанеся на щеку метку нераздражающей краской. Обученные обезьяны сразу же начали снимать краску, пользуясь отражениемт. После этого произошла генерализация понимание смысла отражения: обезьяны начинали с энтузиазмом разглядывать разные (понятно какие) части своего тела, ранее недоступные обзору. Вот тут все это отображено в серии видео к статье, они внизу страницы:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982214014432#appd002
(Синие штуки около головы макаки - это не ужас-ужас-ужас, а резиновые игрушки "конг" для крупных собак и обезьян, здесь они используются для мягкой фиксации головы макаки в первой части тренинга, чтобы лазерный луч случайно ее не ослепил.)