[ad_1]
Обучение – это функция мозга. Память хранится в синапсах, связях между нейронами. Они становятся сильнее каждый раз, когда происходит соединение. «Нейроны, которые срабатывают вместе, соединяются вместе».
Эта теория была выдвинута Дональдом Хеббом в 1949 году, и это, в лучшем случае, небольшая часть истории. Это может быть совершенно неверно. Я кратко процитирую 6 контрпримеров нейронной теории памяти, а затем предложу идеи, как мы могли бы построить новую теорию памяти.
Шесть с половиной контрпримеров
- Микробы могут учиться. Обучение парамеций впервые было отмечено в 1911 году. После того, как их поместили в узкий капилляр, они быстрее находят выход, если бы они были там раньше. Они учатся избегать поражения электрическим током с помощью классических методик Павлова, и если их тренировать на платиновой проволоке, на которой сплетена пища, они впоследствии подойдут к незаплетенной проволоке. [Gelber, 1952].
- Планарии – это плоские черви длиной около сантиметра с неограниченным регенеративным потенциалом. Вы можете отрезать голову, и у него вырастет новый хвост, или отрезать хвост, и у него вырастет новая голова. Планарии также можно обучить реагировать на стимулы Павлова. Если вы сделаете это, а затем отрежете хвост червя, то половина хвоста, на которой вырастет новая голова, запомнит тренировку, хотя и не так хорошо, как половина головы, на которой вырастет новый хвост. [Original ref = McConnell 1959; Replication by Michael Levin’s lab, 2013]
- Гусеницы / бабочки – членистоногие с более развитой нервной системой, чем черви. Гусениц можно научить отдавать предпочтение или избегать какого-либо ранее нейтрального запаха. Гусеницы превращают свой мозг в куколку, превращаясь в бабочку, но воспоминания гусеницы сохраняются в бабочке. [Blackiston, 2008]
- Миллионы бабочек-монархов проводят зиму, цепляясь за то или иное дерево в Пасифик-Гроув, Калифорния. Весной они улетают диаспорой, доходящей до Канады. Но шесть или семь поколений спустя лето закончилось, и праправнуки диаспоры обернулись и нашли то же дерево, с которого началось путешествие. Каким-то образом память накапливается и передается через шесть поколений потомков.
- Пациенты с трансплантацией сердца иногда испытывают эмоции и даже интересы и привычки донора сердца. [Liester, 2020]
- Моника Гальяно отвечает за новую науку – социологию растений. Растения общаются друг с другом, они учатся и запоминают. Вот ее книга. Излишне говорить, что у растений нет мозга и ничего похожего на нейрон.
- ?? Есть литература, предполагающая, что память может передаваться при приеме внутрь. Мозги обученных грызунов измельчают и вводят (или кормят) наивным грызунам, которые улавливают их условные реакции. Если это воспроизвести, это создаст основу для конкретных воспоминаний, имеющих химическую основу. Но несколько ярких отрывков из 1960-х [Ungar, 1967] привели к скептическому опровержению. Сегодня достоверность этих экспериментов считается сомнительной, но аномалии остаются.
Есть также свидетельства внетелесных переживаний, околосмертных переживаний, медиумизма, предвидения и телепатии. Достоверных свидетельств таких эффектов не существует, но я не собираюсь здесь больше говорить о них, потому что они почти наверняка требуют объяснения за пределами известной физики. Возможно, шесть приведенных выше примеров также требуют новой физики, но давайте начнем с поиска новой биологии в рамках традиционной физики и будем искать новую физику только в том случае, если эти усилия не увенчаются успехом.
Каковы возможности хранения информации вне мозга?
- Эпигенетика – маркеры ДНК (или связанных гистонов), которые контролируют паттерны экспрессии генов. Я считаю это маловероятным, потому что трудно представить, как комбинация выраженных белков может кодировать, скажем, карту обратного маршрута в Калифорнию. Но эпигенетическая память – единственное известное, задокументированное средство, с помощью которого полученная информация передается от родителей к потомкам.
- Межклеточные паттерны электрического потенциала, которые лаборатория Майкла Левина документировала в течение 20 лет. [VIdeo, review article]
- Внутриклеточные паттерны электрического потенциала. (В отличие от того, что изучает Левин, паттерны в группах ячеек.)
- Физические структуры внутри клетки, например форма эндоплазматической сети, которая функционирует как магистраль для белков, транспортируемых внутри клетки. Мембранные структуры внутри клетки. Прямых доказательств этой гипотезе нет, но деградация ER связана с деменцией Альцгеймера.
- Управляемые напряжением ионные каналы, которые постоянно пропускают положительные ионы (Na +, K +, Ca ++, Mg ++) внутрь и из клетки.
Каждый из них предлагает программу для определения того, на правильном ли мы пути. На самом деле расшифровка языка памяти – сложная задача. Но, возможно, мы можем нарушить эти системы, по одной, чтобы увидеть, не нарушена ли память, и сузить поиск, таким образом, до некоторого потенциального носителя памяти.
Самый простой случай – одноклеточные организмы, поэтому, возможно, расследование можно начать с повторения экспериментов с парамециями. Попробуйте вмешаться в эти механизмы-кандидаты, чтобы увидеть, влияют ли они на степень записи памяти.
Известно, что молекулы / пути, участвующие в обучении и памяти, с гомологами у инфузорий.
Молекулы / пути, которые, как известно, участвуют в обучении / памяти | Инфузории с зарегистрированными гомологами | использованная литература |
Рецептор N-метил-D-аспартата (NMDAR) | P. primaurelia (только частичные последовательности) | Рамойно и др., 2014 г. |
Рецептор глутамата | П. тетраурелия | Ван Хаутен и др., 2000 г. |
Кальмодулин | П. тетраурелия | Платтнер и Верхратский, 2018 |
лагерь | П. тетраурелия | Платтнер и Верхратский, 2018 |
цАМФ-зависимая протеинкиназа | П. тетраурелия | Платтнер и Верхратский, 2018 |
Митоген-активированная протеинкиназа (MAPK) | P. caudatum | Вада и Ватанабэ, 2007 г. |
Протеинкиназа C (PKC) | Т. термофилия | Хегеси и Чаба, 1994 г. |
Кальциневрин | П. тетраурелия | Платтнер и Верхратский, 2018 |
ДНК-метилтрансферазы (ДНМТ) | Т. термофилия | Гутьеррес и др., 2000 |
Гистоновые ацетилтрансферазы (HAT) | Т. термофилия | Вавра и др., 1982 г. |
Гистоновые деацетилазы (HADC) | Т. термофилия | Wiley et al., 2005 |
источник: Gershman et al.
Эпигенетика. Метилтрансферазы могут улучшить хранение в памяти, если эпигенетическая гипотеза верна. Если ингибирование метилтрансфераз препятствует хранению в памяти, это может указывать на эпигенетическую память. Однако существует слишком много эпигенетических механизмов, независимых от метилирования, чтобы этот эксперимент был положительным.
Если физические структуры внутри клетки являются местом памяти, лучшим способом изучения этого может быть применение алгоритмов искусственного интеллекта к фотографиям клеток, хранящих различные воспоминания, до и после записи этих воспоминаний. Это девственная территория, AFAIK.
Левин считает планарии своим наиболее продуктивным модельным организмом. Они легко учатся и обладают необычайной способностью к возрождению. Где хранится память, пока ампутированный кусок планарии регенерирует свой мозг? Если он хранится в паттернах электрического потенциала, то тот же арсенал химических веществ, который Левин использовал для манипулирования электрическими потенциалами в других контекстах, должен быть эффективным для изучения механизма экстра-нейронной памяти.
Память о растениях хорошо известна благодаря кропотливой работе Гальяно, но инерция не дает исследователям устремиться в поле. Есть фундаментальная работа, и я был удивлен, узнав, что электрическая сигнализация растений изучается уже 200 лет. [Review] Электрические сигналы, вероятно, были бы лучшим местом для начала поиска памяти в растениях. В отличие от животных, электрические сигналы у растений децентрализованы, что является отходом от модели управления и контроля, о которой мы так естественно думаем. Это предполагает, что память растений может обладать свойствами фрактального масштабирования и самоорганизации, что приведет к будущим сдвигам парадигмы в отношении потока биологической информации.
[ad_2]
Source