Общественная жизнь подталкивает эволюцию мозга

 Чтобы подтвердить гипотезу о социальном двигателе в развитии мозга, исследователи смоделировали эволюцию виртуальных нейронных систем.

Чтобы подтвердить гипотезу о социальном двигателе в развитии мозга, исследователи смоделировали эволюцию виртуальных нейронных систем.

 Развитие нервной системы у дельфинов шло одновременно с развитием социальных взаимоотношений. (Фото bluewavechris.)
Существует гипотеза, которая объясняет развитие высшей нервной системы у приматов сложной социальной жизнью. Нужен большой мозг, чтобы запомнить, кто друг, кто враг, кто выше по социальной лестнице, кто ниже. Чем сложнее была социальная структура, тем крупнее и сложнее становился мозг. Считается, что точно так же нервная система развивалась и у дельфинов: их умственные способности продвинулись вместе с появлением больших сообществ. Однако в подавляющем большинстве работ на эту тему всего лишь сопоставлялись особенности социальной жизни вида с размером мозга.
Очевидно, что только наблюдение за эволюцией мозга могло бы подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. Исследователи из в Дублине (Ирландия) попробовали смоделировать эволюцию мозга на компьютере. Они создали 50 виртуальных «мозгов», которые состояли всего из 3–6 нервных клеток и могли вступать в контакт друг с другом. Эти модели должны были играть в игру, основанную на известной «дилемме заключённого». Участники игры — бандиты, попавшие на допрос в полицию. Если, например, один из двух игроков донесёт на другого, то его выпустят, а «коллегу» посадят. Если оба донесут друг на друга, то за решётку попадут оба, но при этом они получат меньший срок благодаря сотрудничеству с властями. Есть и третий вариант: молчать обоим, и тогда в тюрьму никто не попадёт.

Если игра длится всего один раунд, то оптимальной стратегией будет «сдать» своего напарника. Но нейронные виртуальные модели проходили игру несколько раз и со временем запоминали, кто, кому и как помогал. Следовательно, можно было решить, с кем лучше дружить, чтобы вместе молчать на очередном допросе. Другое задание, которое исследователи предлагали своим моделям, было аналогом игры «выкопай товарища из-под снега»: здесь каждый участник опять-таки должен был решать, действовать ли ему вместе со всеми или подождать, пока остальные выполнят свою часть работы.
После каждого раунда игры модели производили потомство. Запрограммированное размножение было бесполым, но большее число потомков давали те индивидуумы, которые лучше проявили себя в социальной жизни. В каждое поколение вносились случайные мутации, влиявшие на строение мозга, число нейронов, силу их взаимосвязей и т. п. Каждая игра длилась для 50 тысяч поколений виртуальных нейронных моделей. В ходе эксперимента учёные отслеживали, что происходит с размером «мозгов» и как меняется их склонность к социальным взаимоотношениям. Оказалось, что возрастающая сложность общественной жизни благоприятствует более крупным нейронным системам, которые оставляют после себя больше потомства. Разумеется, исследователи использовали весьма отдалённые аналоги мозга высших млекопитающих, но даже таких простых моделей оказалось достаточно, чтобы показать взаимосвязь между социальностью и эволюцией нервной системы.
Об эксперименте учёные отчитались в журнале .

 Мозг новокаледонских воронов развивался без давления социальной жизни. (Фото .)
Виртуальная эволюция, как видим, подтверждает гипотезу о социальном двигателе в развитии мозга. Однако учёные, не участвовавшие в работе, указывают на то, что игровые модели, использованные авторами, могут довольно сильно отличаться от социально-экологических реалий, с которыми приходилось сталкиваться предкам приматов и дельфинов. С другой стороны, в природе существуют выдающиеся исключения из предложенного правила. Например, новокаледонские вóроны отличаются уникальными умственными способностями, но при этом отнюдь не склонны к общественной жизни. Возможно, в этом случае развитие нервной системы происходило под давлением необходимости добывать труднодоступную пищу. Не исключено, что такой фактор мог сыграть свою роль и в эволюции мозга у приматов.
Подготовлено по материалам ScienceNOW.

источник: science.compulenta.ru