Участник:Hellymind/Черновик

Нейродарвинизм (англ. Neural Darwinism) — это фундаментальная теория функций головного мозга Джералда Эдельмана. Она была впервые упомянута им в 1978 году в книге "Осознанный мозг" (англ. The Mindful Mind), затем расширена и опубликована в работе "Нейронный дарвинизм – теория группового отбора нейронов" (англ. Neural Darwinism – The Theory of Neuronal Group Selection, 1987).

В 1972 году Эдельман стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с Родни Портером) за открытие в области иммунологии. В исследовании ученые показали, как популяция лимфоцитов, способных связываться с чужеродным антигеном, увеличивается путем дифференциального клонального размножения после идентификации антигена. По сути, это доказало, что человеческий организм способен создавать сложные адаптивные системы в ответ на локальные изменения.
Позже интерес Эдельмана к селективным системам распространился на области нейробиологии и нейрофизиологии. В 1987 г. он выдвинул теорию селекции нейрональных групп, которая основана на трех принципах:

1. Формирование общей анатомии мозга во многом регулируется геномом, но у любого индивидуума связь между нейронами на синаптическом уровне и их организация в функциональные нейронные группы определяются соматическим отбором в процессе роста и развития. Избыток нейронов, присутствующих на ранней стадии, уменьшается через топобиологическую конкуренцию, путем пролиферации клеток, миграции, роста и движения аксонов, синаптогенеза, гибели клеток. Этот процесс развития порождает первичные репертуары структурно вариативных нейронных групп. Эдельман определяет нейронную группу как совокупность тесно связанных в собственной сети клеток, взаимное динамическое взаимодействие которых может быть дополнительно усилено повышением эффективности синаптической передачи.
2. Между нейронными группами в пределах первичного репертуара на протяжении всей жизни индивида происходит отбор комбинаций тех конкретных групп, деятельность которых коррелирует с различными сигналами, возникающими в результате адаптивного поведения индивида. Этот конкурентный процесс производится в популяции синапсов и усиливает одни нейронные связи и ослабляет другие без серьезных изменений в анатомии. Эмпирический отбор приводит к формированию вторичных репертуаров групп нейронов в ответ на определенные паттерны сигналов. При более поздних столкновениях с сигналами подобного типа ранее выбранные сети и группы нейронов в таких вторичных репертуарах, скорее всего, будут предпочтительнее других.
3. Функционально связанные группы в рамках различных вторичных репертуаров соединены повторно входными сигналами. В терминах, используемых Эдельманом, "повторный вход" может быть определен как непрерывная параллельная передача сигналов между отдельными группами нейронов, происходящая вдоль большого числа упорядоченных анатомических связей двунаправленным и рекурсивным образом. Во время активности таких сигналов различные примеры вторичных репертуаров или "локальные карты" коммуницируют друг с другом, что позволяет синтезировать различные разрозненные стимулы и получать единый опыт.
   

Вырожденность

Хотя в прошлом вариации общей анатомии мозга тщательно изучались в попытках найти корреляции между анатомическими особенностями и умственными способностями, сейчас, по словам Эдельмана, принято считать, что эти усилия в значительной степени бесплодны. Вместо этого признается, что функциональная нейроанатомия вырождена, т. е. многие структурно различные паттерны нейронной архитектуры функционально эквивалентны. Напротив, термин избыточность, который часто путают или же приравнивают к понятию вырожденность, относится к функционированию идентичных элементов системы.

Повторный вход

Для того, чтобы объяснить как мы переживаем пространственно-временную согласованность в нашем взаимодействии с внешними стимулами, Эдельман предложил модель сигнализации, названную им "повторным входом". Эта система основана на одновременном скоординированном обмене сигналами между несколькими рассредоточенными популяциями нейронов. Реентрабельные сигналы характерны для трансколлазальных, кортико-таламических и ассоциативных волокон головного мозга. В совместном исследовании Джулио Тонони и Эдельман предположили, что взаимодействия между задними таламокортикальными областями, задействованными в перцептивной категоризации, и передними областями, функционирование которых связано с процессами памяти, целеполаганием и планированием действий, по принципу повторного входа лежат в основе возникновения и существования сознательных состояний.

Критика

В статье "Нейронный Эдельманизм" (англ. Neural Edelmanism, 1989) Фрэнсис Крик указывал, что Эдельман необоснованно использует термин "дарвинизм" в названии теории в качестве отсылки к естественному отбору. По его мнению, селекционная парадигма применима только к изменениям в силе нейронных связей. Популяции нейронов не могут быть "единицами отбора", так как они ведут себя иначе, нежели гены.
В недавнем обзоре Фернандо и Сатмари объясняют, что нейронный дарвинизм Эдельмана не является дарвинистским ввиду того, что он не содержит единиц эволюции, определенных Дж. Мейнардом Смитом. Он является селекционистским в том смысле, что удовлетворяет уравнению Прайса, но в теории Эдельмана нет механизма, объясняющего, как информация может передаваться между группами нейронов.

См. также

• Системная психофизиология
• Нейробиологические теории сознания
• Сложная адаптивная система
• Дарвинизм
• Эволюционная психология
• Генетическое программирование
• Долговременная потенциация
• Синаптическая пластичность