paleoforum.ru

ЦитироватьВы это (сравнение) всё же сделали что-ли всё-таки (по крайней мере, до ланцетника)?

У меня -  "Эволюция хордовых...", т.е. ланцетник и то, что после его.

ЦитироватьМне кажется, что этим вопросом здесь никто не занимается.

А - придется  .
Не ясно биологическое значение РАЗНООБРАЗИЯ нейромедиаторов ( для ВПСП и ТПСП хватило бы двух), а потому конструкторы БОНС ( биологически обусловленные нейронные сети in silico) и не используют эту функцию . Без эволюционистов  - никак.

Но это уже - тема  другого топика.

Цитата: Vladimirkox от января 07, 2010, 10:36:54
Не ясно биологическое значение РАЗНООБРАЗИЯ нейромедиаторов ( для ВПСП и ТПСП хватило бы двух), а потому конструкторы БОНС ( биологически обусловленные нейронные сети in silico) и не используют эту функцию . Без эволюционистов  - никак.

А рассмотреть структурное и функциональное сродство с гормонами? Типа адреналин и норадреналин? И там и там - химическая передача сигнала, но в первом случае - через кровяное русло, во втором - через синаптическую щель. Да и граница между гормонами и нейромедиаторами не совсем чёткая, точнее - имеется большое количество химических сигналов, а гормоны и нейромедиаторы - лишь крайние формы. Опять же - можно прикинуть и роль всяких разных экзогенных (для всего организма) химических веществ, сходных с гормонами или нейромедиаторами. Покушало животное грибочков с мускарином - один эффект, покушало листочков с никотином - другой. Первоначально, кстати, могло возникнуть и как механизм защиты от ядов методом дублирования.

ЦитироватьА рассмотреть структурное и функциональное сродство с гормонами? Типа адреналин и норадреналин?

Я - за.

ЦитироватьТ.е. - прежде, чем сформировать синапс, достаточно использования объемной передачи сигнала посредством какого-нибудь нейротрансмиттера, а если этот тренд будет поддержан эволюцией, то - и синапс сформируется, и трансмиттер станет медиатором?

http://forum.neuroscience.ru/showthread.php?t=3973

ЦитироватьПокушало животное грибочков с мускарином - один эффект, покушало листочков с никотином - другой. Первоначально, кстати, могло возникнуть и как механизм защиты от ядов методом дублирования.

Опять - согласен.

ЦитироватьИМХО нейромедиаторы - это эволюционные потомки экзотоксинов, выделяемые нейроном для прекращения вынужденной (под влиянием окружающей среды) генерации ПД (Лучше веселиться, чем работать  ... А тут стоко АТФ на эти ПД приходится тратить  ... Фракталы однако  .)

http://molbiol.ru/forums/index.php?showtopic=347228

ИМХО фактов и аргументов надо - побольше, чтоб картинка прояснилась. Тогда и добытое знание, модельерами БОНС, - будет востребовано.

Как бы топик прочеренковать, чтоб инфа систематизированно накапливалась?
По отношению к теплокровности - флудим .

А какую собственно причинно-следственную связь это дело имеет отношение к теплокровности?

ЦитироватьА какую собственно причинно-следственную связь это дело имеет отношение к теплокровности?

Что-то непонятно в моем посте   #226?
Там
http://dxdy.ru/post230687.html суть вопроса изложена с максимальной доступностью ИМХО. Т.е. - стабилизация температуры требуется для стабилизации гель-золь переходов, а максимальный выигрыш от этого - получает ЦНС.

Известно, что поведение аквариумных рыб при изменении температуры на 2 градуса меняется незначительно (локомоция), вопрос: "Как меняется субъективное самочувствие (ЦНС) при изменении температуры тела, на ту же величину, у человека?"

Считаю стабилизацию температуры с точностью до десятых долей градуса для потребностей локомоторого аппарата излишней, а для потребностей ЦНС - самое то.

Но для меня всё-таки как-то не убедительно звучит то, что импринтинговые функции не могли улучшиться бы без стабилизации температуры.  Очевидно, что все процессы с уменьшением температуры замедляются. В том числе и процессы в нервной системе. Поэтому мне кажется логичным, что в связи с обшей эволюционной тенденции к ускорению эволюции должна расти и средняя температура тела.  Но вот стабилизация температуры...
Конечно, на молекулярном уровне, путем анализа конкретных механизмов, можно прийти к выводу о необходимости термостабилизации для улучшения импринтинговых функций для существующих механизмов памяти у существующих организмов.  Но мне кажется этого не достаточно для общего вывода о необходимости термостабилизации для улучшения импринтинговых функций. Для этого, думаю, нужны какие-то более общие соображения, не привязанные к конкретной механике существующих молекулярных механизмов памяти.
Например, что бы было бы, если бы жизнь зародилась на столь холодной планете, что энергетических ресурсов там было бы просто недостаточно для термостабилизации? Неужели бы тогда эволюция не пошла бы по улучшению импринтинговых функций каким-то другим путем?
Почему именно термостабилизация температуры?
Нет ли на примете каких-либо аналогов из техники (хотя бы с компьютерами), которые бы позволили лучше понять причины улучшения импринтинговых функций благодаря термостабилизации?
Компьютерным аналогом стабильной температуры была бы, пожалуй, стабильная частота работы процессора. Что было бы, если бы это частота скакала бы? Как бы это отразилось бы на работе компьютера, если не считать увеличение/замедление скорости этой работы пропорционально частоте?
Компьютерные программы способны работать на разных частотах процессора. Нарушения координации их взаимодействия вследствие изменения частоты работы процессора что-то не припомню. Просто все замедляется или ускоряется.
Конечно, компьютер - не мозг (хотя читал про то, что ряд принципиальных механизмов работы мозга схож с механизмом работы процессора). Но хотелось бы услышать какие-то общие аргументы в пользу улучшения импринтинговых функций вследствие термостабилизации. Аргумент, что это улучшает координацию, по-моему, выглядит не убедительным: в случае компьютера такого улучшения, вроде бы, не происходит.  Тогда почему бы того же самого не могло происходить и в каких-то других случаях?
Термостабилизация также означает, что в любое время организм готов отреагировать максимально быстро для своих возможностей и если бы при этом не происходило улучшение импринтинговых функций за счет улучшения стабилизации координации нейронов.
Vladimirkox, не можете привести какие-то дополнительные общие соображения?

ЦитироватьНо для меня всё-таки как-то не убедительно звучит то, что импринтинговые функции не могли улучшиться бы без стабилизации температуры.

Поскольку у пчел, каракатиц, гусеницы бражника (не смотря на метаморфоз) импринтинговые функции имеются, то термостабилизация для возникновения этих функций, и эволюции до наблюдаемого уровня - не нужна, по факту.

Однако, поскольку запечатленные образы сохраняются даже при нарушении нормальной электрофизиологической активности мозга (после периода запечатлевания, о чем свидетельствует феномен ретроградной амнезии) то перевод информации с электрофизиологического, на структурнобиохимический - необходим, востребован и эволюционно закреплен.

Скорость ферментативных реакций в клетке зависит: как от скорости конформационных переходов белков, так и от скорости массопереноса метаболита между ферментом "источником" и ферментом "стоком". Поскольку структура мембранного олигосахарида не жестко детерминирована геномом, а является результатом скоординированной работы ферментов принимающих участие в его синтезе (маркера физиологического состояния клетки), то стабилизация условий синтеза приведет к воспроизводимости результата получаемого в итоге(структуры олигосахарида).
Нет ли на примете каких-либо аналогов из техники - роторно-конвеерный автомат  с ременными передачами - износ шкивов меняет передаточное число, на выходе - не то. 

Известно, что мы запоминаем не - всё, а лишь - физиологически значимые стимулы.
Пример №1: на любительской аудиозаписи мы зачастую обнаруживаем массу посторонних звуков, которые не заметили в процессе записи. Точнее будет: заметили, классифицировали как  - "не существенные", заблокировали перевод информации в долговременную память.
Пример№2: "Вдруг, как в сказке скрипнула дверь..."
Обстоятельства, сопутствующие идентификации физиологически значимого раздражителя (что сопровождается резким изменением эмоционального состояния= ИМХО, конфигурация диффузионных полей нейротрансмиттеров), подлежат импринтингу и становятся физиологически значимыми, до тех пор, пока отсутствие подкрепления(и при анализе предшествующего опыта – тоже) не переведет их в разряд - "не существенные".

Устранение колебаний температуры, очевидно - влияющих на структуру мембранных олигосахаридов нейронов, будет равноценно увеличению соотношения сигнал/шум, а это может привести к ускоренной идентификации сигнала. => к "более широкому представительству импринтинговой функции в адаптивном поведении".
Там, где хладнокровные  используют распределенные вычисления, а у теплокровных - больше (кол-во тактов/кол-во сбоев), => меньше внутренних конфликтов, ну... если очень-очень грубо и скорость обмена данными - избыточна .

Головоногим - всё равно, их - океан термостатирует, а медовая пчела – может потому и умная, что за температурой в улье следит.

Vladimirkox
Нет ли здесь противоречия?

Цитата: Vladimirkox от января 09, 2010, 22:40:52

ЦитироватьНо для меня всё-таки как-то не убедительно звучит то, что импринтинговые функции не могли улучшиться бы без стабилизации температуры.

Поскольку у пчел, каракатиц, гусеницы бражника (не смотря на метаморфоз) импринтинговые функции имеются, то термостабилизация для возникновения этих функций, и эволюции до наблюдаемого уровня - не нужна, по факту.
........................
медовая пчела – может потому и умная, что за температурой в улье следит.

Формирование личинок пчел происходит в улье, значит термостатировано именно тогда, когда это наиболее важно. А вот для взрослых (уже сформированных) термостатирование не так критично.

Кстати относительное термостатирование важно и для взрослых пчел. Оно обусловлено окружающей средой и при минус 20 или плюс 100 (по Цельсию) вряд ли пчелка выживет. Поэтому говорить о том, что термостатирование не нужно вообще, не корректно. Просто изменяются (расширяются) границы допустимых температур.

Цитата: Alexeyy от января 09, 2010, 17:03:58
Нет ли на примете каких-либо аналогов из техники (хотя бы с компьютерами), которые бы позволили лучше понять причины улучшения импринтинговых функций благодаря термостабилизации?

Тут аналогии не очень уместны, т.к. температурная зависимость жизни из-за ее белковости, то есть определяются материалом, а не системой (кремниевые радиодетали, например, могут работать в более широком T диапазоне, чем германиевые), но все же есть.
В транзисторной схемотехнике для температурной стабилизации обычно вводят ООС через добавочные элементы, увеличивая тем самым сложность конструкции и коэффициент усиления отдельного каскада. Впрочем, поскольку реальные элементы имеют значительный разброс параметров от номинала, то в реальности даже для и при постоянной температуры необходима стабилизация схемы либо подбор/подстройка элементов.
Некоторая проблема с таймерами. Дешевые RC-таймеры в кремнии не T-стабильны. Если несколько микроконтроллеров управляют например системой зажигания в двигателе, то в общем, есть нетривиальные моменты.
В цифровых элементах термочувстительная схема дешевле или меньше такой же термостабильной, а в природе у теплокровных мозг как правило больше. Т.е. есть какой-бо более значимый фактор.

Цитата: Alexeyy от января 09, 2010, 17:03:58
Компьютерные программы способны работать на разных частотах процессора. Нарушения координации их взаимодействия вследствие изменения частоты работы процессора что-то не припомню. Просто все замедляется или ускоряется.

Вообще-то, если поискать, то можно найти и такие. http://en.wikipedia.org/wiki/Runtime_error_200. Но однозначно можно сказать: это плохие программы, так что в целом Вы правы.

Vladimirkox
Я так почувствовал, что при каждой заданной температуре нужны свои, соответствующие "настройки" для оптимальной фильтрации сигнала из шума. При изменении температуры требуется менять и эти настройки. До поры, до времени, пока скорость эволюции была достаточно медленной, задержка в извлечении сигнала из-за упомянутой перестройки механизма фильтрации шума при изменении температуры была эволюционно приемлемой вследствие того, что компенсировалась относительно низкой плотностью хранения информации (аналог относительно низкой плотности записи информации у предшествующих поколений микропроцессоров по сравнению с нынешними). Однако, относительно низкая плотность записи информации затрудняет обмен данными между частями мозга (из-за того, что требуется преодолевать относительно большое расстояние для передачи сигнала). Что напоминает то, что все компьютеры землю можно соединить в сеть через интернет, но суммарная вычислительная мощность такого компьютера будет меньше сумме вычислительных мощностей отдельных компьютеров из-за задержки при передачи сигнала между компьютерами (поэтому суперкомпьютеры строят более-менее локализованными в одном месте).

С ростом объёма мозга при одной и той же плотности записи информации его вычислительная производительность будет расти с ростом размера мозга не линейно, и, как подозреваю (но, пока, точно не могу обосновать) выдет на насыщение. После чего рост объёма мозга (при упомянутой неизменной плотности записи информации) не приведет к росту его "вычислительной" производительности. Поэтому рано или поздно должна появиться эволюционная потребность в росте плотности записи информации. А этому способствует улучшение импринтинговых функций путём термостабилизации.

Такой качественны переход эволюции зависит, наверно, от ряда факторов. Таких как температура окружающей среды, доступность ресурсов по поддержанию постоянной температуры тела и др., но рано или поздно должен произойти, если упомянуты факторы его не исключают.  Соответственно чем стабильнее температура окружающей среды и больше энергетических ресурсов - тем раньше должен перейти переход к теплокровности.

Получается, что сравнивать коэффициенты пропорциональности для степенной зависимости размера мозга от веса для холоднокровных и теплокровных не совсем корректно. Т.к. надо делать ещё поправку на меньшую интенсивность переработки информации  на единицу массы мозга у холоднокровных.


Vladimirkox, что думаете по поводу сказанного?


А не было ли ещё каких-либо аналогичных качественных переходов в эволюции производительности мозга (приходящуюся на единицу массы), но связанную не с температурой, а с какими-то другими характеристиками?


П.С.: Vladimirkox, правильно ли я понял, что температура мозга выше температуры окружающей среды - это вынужденная мера термостабилизации, направленной на то, чтобы термостабилизация имела место независимо от внешней температуры или же превращение температуры над окружающей средой также способствует и более интенсивной мозговой деятельности вследствие более быстрого протекания биохимических реакций?  

П.С.: У Вас, случайно, нет конкретных цифр для коэффициента более низкой мозговой деятельности холоднокровных вследствие отсутствия у них термостабилизации? Хочу реконструировать эволюцию во времени коэффициента аллотропной зависимости для цефализации (коэффициента пропорциональности для степенной зависимости массы мозга от массы тела). Что, в некотором приближении, показывало бы эволюцию интеллекта. Однако при равной массе и равном коэффициенте энцефализации у холоднокровных и теплокровных интенсивность мозговой деятельности у теплокровных будет выше вследствие термостабилизации (и, возможно, за счёт более высокой температуры как фактора, ускоряющего биохимические процессы мозга). Поэтому хотелось бы иметь под рукой коэффициент пересчёта, позволявший бы сравнивать упомянутые коэффициенты пропорциональности аллотропной зависимости для холоднокровных и теплокровных. Возможно, для разных пар групп (классов) организмов таких коэффициентов существует несколько? Где про них можно узнать?

ЦитироватьVladimirkox, что думаете по поводу сказанного?

Процесс - пошел, автокаталический. И это - хорошо.

ЦитироватьА не было ли ещё каких-либо аналогичных качественных переходов в эволюции производительности мозга (приходящуюся на единицу массы), но связанную не с температурой, а с какими-то другими характеристиками

1.У ланцетника появился ликвор, что усилило интегративную функцию в ЦНС.
2.Коэволюция системы адаптивного иммунитета и ЦНС привела к замене глиоцитарного гемато-энцефалического барьера, на эндотелиоцитарный с плотными контактами. Похоже  - на экранирование информационных систем использующих однотипные сигналы.

Цитироватьправильно ли я понял, что температура мозга выше температуры окружающей среды - это вынужденная мера термостабилизации, направленной на то, чтобы термостабилизация имела место независимо от внешней температуры

Именно так.

Цитироватьили же превращение температуры над окружающей средой также способствует и более интенсивной мозговой деятельности вследствие более быстрого протекания биохимических реакций? 

Это - приемлемое ухудшение системы, поскольку возрастает и уровень перекисного окисления липидов с непредсказуемыми последствиями и, вообще, возникает потребность в интенсификации репаративных процессов.

ЦитироватьУ Вас, случайно, нет конкретных цифр для коэффициента более низкой мозговой деятельности холоднокровных вследствие отсутствия у них термостабилизации?

У этологов - количество предъявлений стимула с подкреплением до формирования условного рефлекса + время угашения рефлекса без подкрепления, но это слишком уж - обстчщо( ИМХО - всего лишь повод для лит.поиска). А вот к работам и "роботам" Бурикова А.А. с сотоварищи http://www.rae.ru/zk/arj/2004/04/Eremenko_2.pdf  - надо присмотреться, микроэлектроды - информативней ИМХО.

Цитата: Vladimirkox

Цитата: Alexeyy
правильно ли я понял, что температура мозга выше температуры окружающей среды - это вынужденная мера термостабилизации, направленной на то, чтобы термостабилизация имела место независимо от внешней температуры

Именно так.
...
Это - приемлемое ухудшение системы, поскольку возрастает и уровень перекисного окисления липидов с непредсказуемыми последствиями и, вообще, возникает потребность в интенсификации репаративных процессов.

Мда... И не подумал бы...  Но ведь ускоряются и процессы запоминания, наверно, нет? Ведь биохимические реакции (в том числе и связанные с запоминанием) с температурой все-таки ускоряются?
Мне, пока. Не очень понятно, почему тогда термостабилизируется температура всего тела, а не только головы? Видимо, это сделать нелегко, но хотя бы какие-то промежуточные формы (когда поддерживается постоянство температуры головы) бы были бы что ли... их – нет, наверно...


Как Вы думаете, какие особенности жизни птиц привели к тому, что они дают рекорд по температуре тела среди теплокровных?
Если верно сказанное о положительной роли теплокровности по отношению к работе мозга, то чем выше уровень интенсивности физической нагрузки тела теплокровного – тем выше должна быть его температура. Т.к. это упрощает термостабилизацию. Т.к. требует меньше охлаждения (путём испарения). Может быть, более высокая температура тела у птиц связана с тем, что они относительно много энергии тратят при полёте?   

Цитата: Vladimirkox

Цитата: Alexeyy
А не было ли ещё каких-либо аналогичных качественных переходов в эволюции производительности мозга (приходящуюся на единицу массы), но связанную не с температурой, а с какими-то другими характеристиками

1.У ланцетника появился ликвор, что усилило интегративную функцию в ЦНС.
2.Коэволюция системы адаптивного иммунитета и ЦНС привела к замене глиоцитарного гематоэнцефалического барьера, на эндотелиоцитарный с плотными контактами. Похоже  - на экранирование информационных систем использующих однотипные сигналы.

Хм... интересно... У меня складывается такая картина, что эволюция нервной системы – это эволюция эффективности выделения сигнала из шума.
А ещё более ранних аналогичных качественных переходов, но, наверно, уже касающихся, не мозга, а нервной системы, не знаете?

 

ЦитироватьНо ведь ускоряются и процессы запоминания, наверно, нет? Ведь биохимические реакции (в том числе и связанные с запоминанием) с температурой все-таки ускоряются?

ИМХО тут - фрактальность, опять роторноконвеерный автомат  , но - на межклеточном, а не на - внутриклеточном уровне. Т.е. вместо числа оборотов фермента - имеем реверберацию возбуждения касающуюся нейронов моей бабушки   http://forum.neuroscience.ru/showthread.php?t=2043 и  физиологические реакции НМБ, а что на выходе - не знаю.
Предполагают, что нейроны моей бабушки более высокого уровня...  Но нельзя же так - до бесконечности !!! ИМХО.
Тем не менее, слаженность работы нейронного ансамбля важней его производительности, вот для скоординированной работы  и на внутриклеточном, и на межклеточном уровне - и  нужна термостабилизация.

ЦитироватьНе очень понятно, почему тогда термостабилизируется температура всего тела, а не только головы?

Даже представить не могу, как это можно технически осуществить , при существующем интенсивном массобмене через кровь.
Ну, конечности голенастых или пингвинов - ладно; а вот барьер(хоть и термоизолирующий) между системами обеспечения гомеостаза и мозгом -  .

ЦитироватьКак Вы думаете, какие особенности жизни птиц привели к тому, что они дают рекорд по температуре тела среди теплокровных?

Цитироватьчем выше уровень интенсивности физической нагрузки тела теплокровного – тем выше должна быть его температура

Вроде - правильно, надо проверить - не нарушается ли тенденция, где-либо.

ЦитироватьА ещё более ранних аналогичных качественных переходов, но, наверно, уже касающихся, не мозга, а нервной системы, не знаете?

Посмотрите 

ЦитироватьНовое руководство по нейронаукам
--------------------------------------------------------------------------------
Скачать руководство "НЕЙРОН. Обработка сигналов. Пластичность. Моделирование" можно здесь:
текст:
http://rapidshare.com/files/201968742/NEURON.pdf.html
обложка:
http://rapidshare.com/files/20196829...titul.jpg.html
Так как издание подготовлено в рамках нацпроекта "Образование" то нет и препятствий для его свободного распространения

и обсуждение http://forum.neuroscience.ru/index.php
Добавить, что-либо - не могу.

Цитата: Vladimirkox

Цитата: Alexeyy
Не очень понятно, почему тогда термостабилизируется температура всего тела, а не только головы?

Даже представить не могу, как это можно технически осуществить , при существующем интенсивном массобмене через кровь.
Ну, конечности голенастых или пингвинов - ладно; а вот барьер(хоть и термоизолирующий) между системами обеспечения гомеостаза и мозгом -

Термоизолирующий барьер – не обязательно.
Сосуды поверхности тела теплокровных начинают расширяться при понижении температуры окружающей среды так, чтобы температура поверхности оставалась, примерно, постоянной (хотя, конечно, есть колебания).
Но возможен и другой, более энергетически экономный вариант: поверхность тела имеет значительно более низкую температуру, чем внутренности. При этом переход температуры от поверхности к внутренностям осуществляется плавно, а не так резко как у теплокровных. В результате теплопотери всего организма уменьшатся. Хотя для этого нужно, чтобы центральная часть тела имела температуру поболее, чем у нынешних теплокровных. Это – чисто физика теплопереноса.
При этом в голову кровь могла бы переправляться из центральных или близких к ним, (например, теплопродуцирующих) частей организма, где поддерживается постоянная температура, равная нынешнему уровню температуры теплокровных.

Цитата: Vladimirkox от января 12, 2010, 17:28:52
Но нельзя же так - до бесконечности !!! ИМХО.
Тем не менее, слаженность работы нейронного ансамбля важней его производительности, вот для скоординированной работы  и на внутриклеточном, и на межклеточном уровне - и  нужна термостабилизация.

Вы правы! До бесконечности нельзя. Дело в том, что мы имеем явное противоречие, которое решается только компромиссом. С одной стороны, все химические процессы ускоряются при увеличении температуры, а с другой стороны, увеличение температуры приводит к увеличению шума в ЦНС. Шум, превышаюший уровень полезного сигнала в ЦНС недопустим, поскольку приводит к неадекватности оценки внешней ситуации. Вот и получается, что организм стремится повысить температуру, что бы ускорить метаболизм, а нервная система стремится уменьшить температуру, что бы снизить уровень шума. В результате - термостабилизация на отметке, которая приемлема для обоих антагонистов.