Aby stać się ludźmi, małpy nie mają wystarczającej pamięci roboczej • Alexander Markov • Wiadomości naukowe na temat "Elementów" • Etologia, neurobiologia, antropologia, ewolucja

Aby stać się ludźmi, małpy nie mają wystarczającej pamięci roboczej.

Szympansy z Parku Narodowego Tay (Wybrzeże Kości Słoniowej) walczą o przetrwanie (nadal z filmu na YouTube)

Zaproponowano hipotezę, zgodnie z którą jakościowa różnica między intelektem człowieka i małpy polega na braku umiejętności rekurencyjnego myślenia, to znaczy stosowania operacji logicznych do wyników poprzednich podobnych operacji logicznych. Niemożność rekursji wynika z małej pojemności "pamięci roboczej", która u małp nie może jednocześnie pomieścić więcej niż dwóch lub trzech koncepcji (u ludzi – do siedmiu).

Ludzki mózg różni się od mózgu naszych najbliższych wymarłych krewnych – szympansów i bonobo – głównie pod względem wielkości (jest trzy razy większy od mózgu). Różnice strukturalne są stosunkowo niewielkie i dotyczą głównie działów związanych z rozwiązywaniem problemów społecznych. Ten fakt, wraz z wynikami badań inteligencji małp, sugeruje, że różnice między ludzką inteligencją a wyższymi małpami mają nie tylko charakter jakościowy, ale ilościowy: małpy mają takie same zdolności umysłowe jak my, tylko wszystkie te zdolności są mniej rozwinięte ( patrzwybór odniesień w notatce Małpy czyni sensownym użycie ludzkich gestów, "Elementy", 12.12.2008). Jednak możliwe jest, że w niektórych przypadkach zmiany ilościowe mogą przekształcić się w jakościowe.

Niektóre zdolności w trakcie ewolucji człowieka mogą rozwijać się szybciej niż inne – na przykład, wywiad społeczny (patrz Znaleziona kluczowa różnica między inteligencją ludzi i małp, "Elementy", 13.09.2007). Zgadza się to z tym, że niektóre części mózgu (na przykład kora przedczołowa) wzrastały silniej niż inne podczas antropogenezy.

Więcej pamięci – więcej umysłu

Wzrost mózgu powinien prawie nieuchronnie i automatycznie prowadzić do zwiększenia pamięci. Przecież pamięć, jak wiesz, nie jest przechowywana w jakiejś części mózgu specjalnie przeznaczonej do tego celu, ale jest rozprowadzana we wszystkich działach, a te same neurony, które były podekscytowane podczas bezpośredniego doświadczenia zdarzenia, są używane do zapamiętywania (patrz: Neurony rywalizują o prawo do udziału w tworzenie odruchów, "Elements", 04/26/2007). Z kolei zwiększenie ilości pamięci teoretycznie może okazać się wystarczającym wyjaśnieniem wszystkich innych "ulepszeń" naszego aparatu myślowego.W tym przypadku analogia z komputerem jest dopuszczalna: wiadomo, że im więcej pamięci ma komputer, tym bardziej złożone programy może wykonywać, a ta zależność działa w dość szerokim zakresie, nawet z tym samym procesorem.

Antropolog Dwight Reed (Dwight W. Read) z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, śledząc wielu innych ekspertów, uważa, że ​​zdolności intelektualne są szczególnie zależne od ilości tzw. Pamięci roboczej. Mówiąc najprościej, jest to część pamięci, w której są przechowywane i przetwarzane informacje bezpośrednio potrzebne podmiotowi w danym momencie.

Według współczesnych koncepcji pamięć robocza ma dość złożoną strukturę. Centralne miejsce zajmuje w nim "komponent wykonawczy" (centralny komponent wykonawczy), który jest zlokalizowany w jednej z sekcji kory przedczołowej (a mianowicie w obszarach Brodman 9 i 46). Jego głównym zadaniem jest zwrócenie uwagi na informacje, które podmiot musi rozwiązać palącymi problemami. Sama ta informacja może być przechowywana w innym miejscu. Zwykle nazywa się pamięć krótkotrwałą i jest uważany za składnik pamięci roboczej (choć sąterminologiczne nieporozumienia, aw innych kontekstach termin "pamięć krótkotrwała" może mieć inne znaczenie – na przykład szerszy, obejmujący nie tylko to, na czym się koncentrujemy). Komputerowym odpowiednikiem pamięci krótkotrwałej (rozumianej jako część pamięci roboczej) są rejestry procesorów. Ponadto pamięć robocza zawiera wiele struktur pomocniczych (patrz model pamięci roboczej Baddeleya).

Kluczowe znaczenie ma ilość pamięci krótkoterminowej, mierzona liczbą pomysłów lub pojęć, z którymi "komponent wykonawczy" pamięci roboczej może działać jednocześnie. Ta najważniejsza cecha pamięci roboczej nosi nazwę krótkotrwałej pamięci roboczej (ST-WMC). Liczne eksperymenty wykazały, że u ludzi ST-WMC ≈ 7 (chociaż niektórzy badacze są skłonni do obniżenia szacunków, rzędu 4-5). Większość zwierząt nie może myśleć w kompleksie, jako części pojedynczej operacji logicznej, więcej niż jednej, maksymalnie dwóch ideach (ST-WMC ≤ 2).

Hipoteza zaproponowana przez Reeda składa się z trzech głównych punktów:

1) Nasi bliscy krewni (szympansy i bonobo) mają ST-WMC ≤ 3. Jednoczesna praca z trzema koncepcjami to granica możliwości współczesnych małp,i, najprawdopodobniej, za ostatniego wspólnego przodka szympansa i człowieka, który żył około 6 milionów lat temu (w przeciwnym razie musiałbyś założyć degradację psychiczną w linii szympansów i nie ma ku temu powodu).

2) Mała ilość pamięci krótkoterminowej nie pozwala małpom myśleć rekurencyjnie, a to jest najważniejsza jakościowa różnica między inteligencją małpy a inteligencją człowieka. Myślenie rekurencyjne jest konieczne, aby rozwiązać różnorodne zadania – od tworzenia narzędzi kamiennych, które są bardziej zaawansowane niż ręczne siekanie. Homo erectus, aż do wyjaśnienia relacji pokrewieństwa i ukształtowania struktury rodzaju ("Jestem synem takich i takich, syn takich i takich" jest przykładem rekurencyjnego rozumowania).

3) Podczas antropogenezy ST-WMC stopniowo wzrastało od 2-3 (we wspólnym przodku ludzi i szympansów) do 7 (u współczesnych ludzi). Wzrost ten znajduje odzwierciedlenie we wzroście objętości mózgu (szczególnie kora przedczołowa, w której znajduje się "komponent wykonawczy" pamięci roboczej), jak również w komplikacji narzędzi kamiennych.

Główna część artykułu poświęcona jest dowodom na pierwsze stanowisko.

Nakłujcie orzechy nie wszystkim

W niektórych populacjach dzikich szympansów z pokolenia na pokolenie minęło tysiące latumiejętność ścinania orzechów za pomocą kamieni. Nie jest to zachowanie wrodzone: młode małpy uczą się od swojej matki lub starszych towarzyszy. Wygląda na to, że małpy wymagają ogromnego wysiłku umysłowego, aby opanować tę naukę. Reed podkreśla, że ​​nie wszystkie populacje szympansów mają tajemnicę łamania orzechów, chociaż orzechy są potencjalnie bardzo cennym źródłem pożywienia dla nich. Szympansy niewoli zwykle nie potrafią odkryć, jak otworzyć nakrętkę, nawet jeśli mają dużo orzechów i odpowiednich kamieni.

Szczegółowe obserwacje dotyczące dzielenia się orzechami szympansa przeprowadzono w Parku Narodowym Taï na Wybrzeżu Kości Słoniowej oraz w lasach w pobliżu miejscowości Bossou w Gwinei.

Szympansy Tai są manipulowane dwoma przedmiotami: orzechem i kamieniem, który jest używany jako młot (patrz wideo). Kowadło to elementy reliefowe, które nie wymagają manipulacji – na przykład płaskie wyjście skalne lub korzeń drzewa. W Tay wszystkie dorosłe małpy mogą posiekać orzechy. Oczywiście każdy szympans może nauczyć się obsługiwać dwa przedmioty.

Szympansy z Bossa próbują poradzić sobie z trzema przedmiotami naraz, ponieważ zwyczajowo używają małego kamienia jako kowadła,które musisz wybrać i zainstalować poprawnie. Zwykle kowadło jest chwiejne i musi być trzymane. Czasem używa się czwartego przedmiotu – kamienia klinowego, którym szympansy podpierają kowadło, aby się nie zachwiać. Ale w tym przypadku małpa najpierw manipuluje dwoma przedmiotami (kowadłem i klinem), a następnie trzema przedmiotami (kowadło, które nadal musi być trzymane, z nakrętką i młotkiem). Nikt nie próbuje pracować z czterema przedmiotami w tym samym czasie (klin nie jest trzymany).

Nauka sztuki łamania orzechów jest długa i bolesna. W wieku półtora roku małpy zaczynają naśladować poszczególne czynności wchodzące w skład kompleksu (na przykład pukanie ręką orzecha). W wieku około 2,5 lat wykonują już sekwencje dwóch akcji (na przykład kładą orzech na kamieniu i pukają do niego). Tylko w wieku 3,5 roku są w stanie poprawnie przeprowadzić cały łańcuch operacji: znaleźć kowadło, włożyć nakrętkę i uderzyć w kamień.

Jeśli szympans z Boss nie nauczył się siekać orzechów przed 5 rokiem życia, nigdy się nie nauczy. Do końca swoich dni biedna małpa będzie wyglądała z zazdrością na swoich współplemieńców, którzy sprytnie wyłudzą orzechy, ale wciąż nie może zrozumieć, co tu jest.Istnieje około jedna czwarta takich "przegranych" w populacji bossów. Czasem próbują ponownie, ale nie mogą zrozumieć, że potrzebują trzech przedmiotów i starają się zrobić dwie rzeczy. Na przykład, jedna siedmioletnia kobieta, która nie nauczyła się prawidłowo kłuć orzechów, od czasu do czasu próbowała przełamać orzech leżący na kamieniu dłonią lub stopą (jak pamiętamy, zwykle robią to małe dzieci w wieku 2,5 roku).

Po szczegółowej analizie wszystkich opinii wyrażonych przez ekspertów w tym zakresie, Reed dochodzi do wniosku, że w celu ścinania orzechów, jak to zwykle ma miejsce w Tai, wystarczy mieć ST-WMC = 2. Dla bardziej wyrafinowanej technologii praktykowanej przez szympansa Bossa = 3, ale nie wszystkie osoby osiągają takie intelektualne wyżyny. Prawdopodobnie dla tych małp, które nigdy nie opanowały tej sztuki, pamięć krótkotrwała jest w stanie pomieścić tylko dwa obiekty (ST-WMC = 2). Teoretycznie inne wyjaśnienia można również podać obserwowalnym faktom (na przykład szympansy mogą dzielić się obowiązkami między sobą – niektóre szukają orzechów, inne są posiekane, a następnie kolekcjonerzy nie muszą uczyć się siekać orzechów). Reed skrupulatnie analizuje to i kilka innych możliwych wyjaśnień i pokazuje, że nie są one poparte faktami.

Podobne wnioski można wyciągnąć z obserwacji innych rodzajów działań narzędzi szympansów. Jednoczesne manipulowanie dwoma obiektami jest bardzo często spotykane, trzy – rzadko, cztery – nigdy.

Czerwone kostki po lewej, zielone po prawej

Jeśli dajesz małemu dziecku wiele różnych przedmiotów (na przykład kostek o różnych kolorach i rozmiarach), to czasami dziecko, bez żadnego podpowiedzi, zaczyna układać je w stosy według jakiejś zasady. Pozwala to obserwować rozwój myślenia. Takie eksperymenty były przeprowadzane wielokrotnie z dziećmi ludzkimi i małymi małpami.

Dzieci zaczynają tworzyć "klasyfikacje pierwszego rzędu" (tworzenie jednej grupy obiektów, które są połączone zgodnie z pewnym atrybutem – na przykład czerwone kostki) w wieku 12 miesięcy. Szympansy osiągają ten etap dopiero za 2 lata. Aby stworzyć w tym samym czasie dwie grupy obiektów, dzieci zaczynają się od 18 miesięcy, szympansy – około 4 lat. W wieku trzech lat dzieci mogą już tworzyć trzy grupy obiektów. Szympansy prawie nigdy nie osiągają tego poziomu, z wyjątkiem kilku szczególnie utalentowanych osób, które zostały wychowane przez ludzi i opanowały umiejętności mówienia.W przypadku szympansów jest to limit, a dzieci nadal się rozwijają.

Wyniki te, według Reeda, ponownie wskazują, że pamięć robocza szympansa zawiera nie więcej niż 2-3 pojęcia.

Reed przeanalizował również dane dotyczące dwóch słynnych małp, które opanowały mowę (szympans Nim i bonobo Kanzi). Nauczyli się komunikować z ludźmi za pomocą specjalnie zaprojektowanego systemu znaków i słów. Jeśli odrzucimy stwierdzenia za pomocą powtarzających się słów (takich jak "daj banana, daj, daj, daj, daj"), wtedy okazuje się, że częstotliwość używania fraz w Nim i Kanzi spadła wykładniczo, gdy liczba słów w zdaniu wzrosła. Do końca swoich dni obie małpy pozostawały zwolennikami monosylabowych stwierdzeń. Kanzi używał fraz z dwóch słów około 10 razy mniej niż pojedyncze słowa, od trzech – w pojedynczych przypadkach. Dłuższe zwroty są nie tylko niezwykle rzadkie, ale także wątpliwe (trzeci, a nawet bardziej, czwarty znak słowny zazwyczaj nie nadaje nowego znaczenia dwóm pierwszym). Dzieci, wręcz przeciwnie, już w wieku dwóch lat częściej używają zwrotów z dwóch słów niż monosylabowych. Neem i Kanzi nigdy nie osiągnęli tego poziomu.

Dokładnie ten sam wykładniczy spadek częstotliwości zdarzeń jest również obserwowany w przypadku manipulacji z obiektami (jak liczbaobiekty), a dla sekwencji gestów (wraz ze wzrostem liczby gestów w sekwencji).

Podsumowując wszystkie dostępne dane, na podstawie których można ocenić dynamikę wzrostu ST-WMC z wiekiem u ludzi i małp, Reed wywnioskował, że różne zdolności poznawcze, przypuszczalnie odzwierciedlające wielkość ST-WMC, najpierw zaczynają się rozwijać u ludzi, a później wszystkie u niższych (nieczłowieckich) małp; wielkie małpy zajmują pozycję pośrednią. Szybkość, z jaką rozwijają się te zdolności, jest maksymalna u ludzi, minimalna u niższych małp; humanoid ponownie znajduje się w środku. Wreszcie, ukończenie rozwoju tych zdolności występuje przede wszystkim u niższych małp, a później we wszystkich – u ludzi; anthropoids, jak zawsze, w środku.

Tak więc u ludzi rozwój umysłowy rozpoczyna się wcześniej, przebiega szybciej i kończy się później niż u małp. Ogólnie rzecz biorąc, rozwój intelektualny ludzi i szympansów pozostaje mniej więcej porównywalny do około trzeciego roku życia. Następnie rozwój szympansów zostaje gwałtownie spowolniony, a ludzie zaczynają je szybko prześcigać. W przypadku szympansów wszystko kończy się w wieku około czterech lat w ST-WMC = 2 lub najwyżej 3.Ludzie nadal ewoluują wzdłuż poprzedniej "trajektorii", osiągając poziom ST-WMC ≈ 7 około 12 lat.

Ewolucja umysłu, schwytana w kamieniu

W końcowej części artykułu Reed analizuje rozwój technologii paleolitycznych, jak również wzrost wielkości mózgu, i stara się dowiedzieć dzięki tym pośrednim oznakom, jak zmieniła się pamięć krótkotrwała podczas antropogenezy. Technologia Reed dzieli technologię na 7 grup zgodnie z poziomem "konceptualnej złożoności": począwszy od użycia gotowych sztyftów, od których wystarczy oderwać dodatkowe węzły i liście (poziom 1) do technologii górnego paleolitu, polegającej na sekwencyjnym odrywaniu wielu pryzmatycznych ostrzy od 7). Według Reeda, tylko technologie poziomu 7, które pojawiły się mniej niż 50 tysięcy lat temu, są niewątpliwie rekurencyjne. Ich rekursywność polega na tym, że ostrza nie są oderwane losowo, ale w taki sposób, aby jednocześnie przygotować rdzeń do oderwania następnego ostrza. Jednocześnie należy pamiętać o trójwymiarowym kształcie rdzenia, kontrolować jego położenie i z dużą dokładnością manipulować ogranicznikiem wyporu.Technologia szóstego poziomu – dzielenie Levallois (patrz technika Levallois), która pojawiła się około 300 tysięcy lat temu, być może wymagała również myślenia rekurencyjnego, ale Reed nie jest do końca pewny.

Według naukowca, Homo habilis, opanowując technologię czwartego poziomu (olduvai pebble tools z jednym ostrzem), wartość ST-WMC wynosiła około 4. Na Homo erectus ze swoimi obosiecznymi hackami (poziom 5), ST-WMC osiągnęła pięć. U neandertalczyków i najstarszych sapiens, którzy opanowali technologie szóstego poziomu, ST-WMC było w przybliżeniu równe sześciu. Wreszcie, pierwsze oznaki "prawdziwie ludzkiej" kultury, która pojawiła się około 70 tysięcy lat temu w Afryce (patrz: Początki ludzkiej kultury w Afryce odbyły się w dwóch etapach, "Elementy", 05.11.2008), a także nieco późniejszy pojawienie się technologii siódmego poziomu być może oznaczać rozprzestrzenianie mutacji genetycznej, która zwiększała wydajność "komponentu wykonawczego" pamięci roboczej i podniosła ST-WMC do siedmiu, co nagle otworzyło sapiens z wszystkimi możliwościami pełnowymiarowego myślenia rekursywnego.

Dynamika rozwoju technologii, wzrost wielkości mózgu i pamięć krótkotrwała podczas antropogenezy. Wzdłuż osi poziomej – czas sprzed tysiąca lat (KBP – kiloyears before present). Na lewej osi pionowej – wskaźnik encefalizacji (patrz encephalization), odzwierciedlający rozmiar mózgu, dostosowany do wielkości ciała. Na prawej osi pionowej – szacunkowa pojemność pamięci roboczej (ST-WMC). Szare pionowe paski Pokazano momenty pojawienia się technologii nowego poziomu (pokazano poziomy od trzeciego do siódmego, ponieważ pierwsze dwa poziomy pojawiły się przed podziałem linii ludzkich i szympansów). Pan – szympansy, A. – Australopithecus. Ryc. z danego artykułu Psychologia ewolucyjna

Hipoteza Reeda jako całość wydaje się dość prawdopodobna, chociaż jest w niej kilka źle działających momentów (na przykład relacja między wartością ST-WMC a zdolnością do rekursywnego myślenia nie jest zbyt jasno argumentowana). Jednak ogólna koncepcja, że ​​zarówno ilościowe, jak i jakościowe różnice w inteligencji ludzi i małp są wyjaśniane przede wszystkim ilością pamięci, w tym "działającą", jest prawie na pewno prawdziwa.

Źródło: Dwight W. Read. Pamięć robocza: podstawowe rekurencyjne myślenie o homogenicznej ewolucji (PDF, 370 Kb) // Psychologia ewolucyjna. 2008. V. 6. P. 676-714.

Zobacz także:
Archeologia szympansów – kamienne narzędzia używane przez szympansy sprzed 4300 lat.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: