Как нейронные сети мозга кодируются в генах?

[Sonta]

Leo!для рассмотрения нашей темы возьмем некоторый организм имеющий нервную систему а так же орган который мы называем головным мозгом ...и допустим что в этом мозге имеется некоторая организация клеток которую мы называем нейроной сетью (НС)
как я понимаю Ваш вопрос заключается в том ,чтобы проследить за тем как возникает НС в мозге организма следующего покаления и что в этой организации нейронов родителя и потомка общего а чем они могут и по какой причине отличаться
я постараюсь сознательно избегать в моих постах таких понятий как :
информация (совершенно не понимаю значения этого слова применительно к биологии и не только )
программа (чтобы не возникало никаких аналогий с компьютером)
генетический код(просто потому что слово код подразумевает непонятную мне информацию)
Пожалуй начнем
Любой живой организм (ЖО) представляет из себя цикл организации материи.
В ЖО нет совершенно отдельных элементов , т.е. любой ЖО тесно связан на разных этапах своего развития ,размножения и деградации с другими ЖО, и другими не биологическими условиями окружающей среды, в разной степени влияния .

учитывая сложность вопроса ,и возможные дискуссионные моменты ,даже при максимальном упрощении рассчитываю уложиться в пару сотен постов
Наберитесь терпения
тема следующего поста "ДНК или проблемма игольного ушка"

[bula]

К вышесказанному добавлю, что изучение генов, которые экспрессируются в клетках нервной системы идет полным ходом. Известно, что около 50-60% всех генов, учавствуют в формировании НС и половина из них мозгоспецифична. Известны конкретные гены, которые кодируют белки участвующие в конкретных функциях НС. В целом, если покопаться, то думаю можно найти много информации на эту тему.

[leo]

Сообщение от Sonta

Leo!для рассмотрения нашей темы возьмем некоторый организм имеющий нервную систему а так же орган который мы называем головным мозгом ...и допустим что в этом мозге имеется некоторая организация клеток которую мы называем нейроной сетью (НС)
как я понимаю Ваш вопрос заключается в том ,чтобы проследить за тем как возникает НС в мозге организма следующего покаления и что в этой организации нейронов родителя и потомка общего а чем они могут и по какой причине отличаться
я постараюсь сознательно избегать в моих постах таких понятий как :
информация (совершенно не понимаю значения этого слова применительно к биологии и не только )
программа (чтобы не возникало никаких аналогий с компьютером)
генетический код(просто потому что слово код подразумевает непонятную мне информацию)
Пожалуй начнем
Любой живой организм (ЖО) представляет из себя цикл организации материи.
В ЖО нет совершенно отдельных элементов , т.е. любой ЖО тесно связан на разных этапах своего развития ,размножения и деградации с другими ЖО, и другими не биологическими условиями окружающей среды, в разной степени влияния .

учитывая сложность вопроса ,и возможные дискуссионные моменты ,даже при максимальном упрощении рассчитываю уложиться в пару сотен постов
Наберитесь терпения
тема следующего поста "ДНК или проблемма игольного ушка"

Сонта, спасибо за ответ!

С удовольствием почитаю последующие Ваши посты.

Но вот только мне кажется, что такой подход, что вы намеренно избегаете понятий из информатики и "компьютерного мира" - немного странен.

Понятно, что в любой науке свои методы. Но мне кажется, что развивать одну область науки и при этом сознательно избегать достижений в других областях науки - несколько странно.

Теория информации разработана уже полвека назад, так же, как и теория автоматов ("программ"). Жаль, что биологи мало со всем этим знакомы.

Представьте себе такую ситуацию: физик пытается описывать движение, при этом сознательно избегая математических понятий.

Гены, белки, клетки, мозг - во всех этих системах происходит передача и обработка информации, каждой из этих систем соответствует множество алгоритмов (более подходящее слово, чем "программа"). ДНК - это точно такой же код, как и код в компьютере, только кодируется 4-мя буквами, а не 2-мя. Разработано множество алгоритмов роста и развития нейронных сетей. В том числе и генетически закодированных нейронных сетей. Зачем игнорировать все это?

Зачем избегать аналогий с компьютером, когда как раз-таки и нужно использовать эту аналогию! Аналогии - один из инструментов познания. Мне кажется, Sher как раз прав, пытаясь объяснить мозг с помощью компьютерных аналогий.

[leo]

Сообщение от sher

leo,
каждая дисциплина ограничена своими методами исследования оптимально подобранными для данной области исследований. в этологии нет необходимости изучать строение мозга как таковое. это область неврологии, анатомии, биологии развития, физиологии нервной деятельности и т.д. Этология изучает поведение биологических видов вцелом и для данной дисциплины даже поведение одной отдельно взятой особи не представлятеся ни интересным, ни репрезентативным.

о том, как мозг устроен, как он развивается и как он действует, на сегодня нет. из наиболее конкретного и компактного изложения можно посоветовать
Н. Г. Андреева.
Д. К. Обухов.
ЭВОЛЮЦИОННАЯ МОРФОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ПОЗВОНОЧНЫХ.
Санкт-Петербург 1999.

(эту и другие ссылки искать через google)

там, вчастности, честно написано:



по поводу конкретно того, как и когда устанавливаются связи между нейронами, там написано:





Ваш стартовый вопрос включает в себя некие аксимы, которые Вы сами предложили без досточного на то обоснования. нейронные сети не формируются под контролем генов. это означает, что нейроны, как клетки, растут под контролем гормональных процессов, которые в свою очередь направляются генетическим контролем. но связи между енйронами устанавливаются как результат взаимодействия соседних нейронов при поступлении на них сигнала.

можно проветси такую грубую компьютерную аналогию. говорить, что нейронная сеть сформирована на момент рождения потому что там есть "врожденные программы" (некорректный, но расхожий термин) это все равно, что говорить, что винчестер до установки ОС уже содержит программы. при этом не только делать вид, что они уже там есть, но и сразу спрашивать какие, провоцируя таким образом отвечающего на спекуляции (ну там записано уже то-то и то-то...).

топология нейронной сети мозга складывается во время развития организма, внутриутробного и после рождения. изначально даже нельзя определить момент, что считать моментом "прожига" нейронной сети.

когда человек идет в гастроном или в кино, в каком-тос мысле это тоже контролируется генами. и сердцебиение контролируется генами, елси уж на то пойти. но в биологии под генным контролем понимается непосредственная выработка того или иного белка, а не эффекты, возникающие через много шагов после этого. например, у человека нет нескольких генов и в итоге у него нарушен метаболизм фенилаланина. еще дальше ему ставят диагноз олигофрения (такой же диагноз моно поставить и по другим причинам, это не единственная). в итоге стереотипно у такого человека будет жена не супермодель, карьера так себе, вцелом никакая, двойки-тройки в школе и насмешки со стороны однокласников. первопричина генетическая, а все следствия можно напрямую этим оправдывать? были бы люди не столь эгоистичны, так и человеку с диагнозом олигофрения жилось бы проще.

о том, как взаимодействует наследственная информация в развивающемся организме под воздействием среды, и к каким эффектам это приводит читайте здесь:

М.А.Шишкин
ЭВОЛЮЦИЯ КАК ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
и
М.А.Шишкин
Закономерности эволюции онтогенеза

чтения мого. рассчитано оно не на новичка. постарайтесь не запутаться.

по поводу того, как якобы врожденные инстинкты формируются в онтогенезе много материалов лежит в библиотеке нашего сайта у Фридмана

в частности:
Современные представления об инстинкте
Про инстинктивное поведение шахматистов
Инстинкты (и почему их нет у человека)
Как птицы обучаются инстинктивному поведению

leo,
в принципе я это все повторяю уже третий раз. просто обратитие внимание на ключевые факты, не подгоняйте ответ под первоначальную формулировку вопроса.

Sher, я согласен с Вами, что этологи, естественно, не изучают строение мозга. Это не их работа.

И мне понятно, что нейронные сети не кодируются напрямую генами.

Также я понимаю, что нейронные сети формируются под влиянием сигналов, поступающих из окружающей среды. Например, нейронные сети, распознающие зрительные образы, формируются под воздействием сигналов, поступающих от нейронов, обрабатывающих более простые образы.

Если, например, новорожденное животное уже умеет распознавать линии и цветовые пятна (от рождения), то сигналы от нейронов, которые распознают линии и пятна позволяют формироваться связям между нейронами, которые распознают более сложные патерны, скажем, геометрические фигуры.

Но тот факт, что информация, записанная в ДНК, претерпевает изменения "по дороге", не означает, что ДНК не кодирует нейронные сети.

Кстати, до того, как в компьютер установленна первая программа, в нем уже есть "прошитая" программа - именно она и позволяет установить новые программы.

Так же, на мой взгляд, и у человека - когда новорожденный видит "первый луч света" - у него уже работает программа (сеть? алгоритм?), которая позволяет учиться.

Кстати, компьютер тоже не так прост - при установке программ, они не просто копируются с диска, а также запрашивают информацию из интернета и у пользователя, проверяют состояние внешних устройств и т.п. В зависимости от этого "формируется" установленная программа.

Вообще, я не хотел бы, чтобы нитка превращалась в спор - спасибо за советы прочесть книги и статьи, которые вы приводите, постараюсь...

Думаю, что в итоге настоящий прорыв в иследовании мозга смогут сделать высокие технологии, которые позволят следить за нейронами мозга массово. Например, подключиться к сотням тысяч нейронов одновременно и регистрировать их деятельность.

Вот такая фантазия пришла в голову: может быть, когда-нибудь удастся создать некий вирус, который попадал бы в нейроны и вырабатывал там определенный белок, который, скажем, мог бы реагировать на магнитное поле. Так, чтобы можно было бы принимать различный радиосигнал от каждого нейрона.

[VPolevoj]

А вот иллюстрация по теме:
"Как гены кодируют нейронные сети" (в данном случае путь блуждающего нерва).



Расположение четвертой ветви блуждающего нерва у неимеющей шеи акулы вполне рационально. У жирафа, унаследовавшего относительное расположение нервов и кровеносных сосудов от далеких рыбообразных предков, путь гомологичной ветви блуждающего нерва (=возвратного гортанного нерва, recurrent laryngeal nerve) потрясающе нелеп: "за семь верст киселя хлебать". Рисунок из книги Р. Докинза "The greatest show on earth".

Взято из книги "Доказательства эволюции"
http://evolbiol.ru/evidence04.htm

[leo]

Сообщение от sher

на этом форуме так распределились роли, что я противник идеи врожденных инстинктов, по крайней мере у человека. почему я это делаю? потому что каке-то врожденные формы поведения у человека, конечно, есть. но их мало, они маскируются воспитанием, культурой. но форумчане очень сильно преувеличивают значение этих врожденных форм поведения, чуть что " у нас есть такая программа"

конечно, человек не рождается табула расса. это тоже факт, а табула расса это другая крайность, противостоящая набору врожденных программ на все случаи жизни. правда находится на этом отрезке, ближе к точке табула расса, но не на ней.

когда новорожденный видит первый луч света, это не значит, что он до этого не владел зрением. зрение и участки его обработки в мозгу формируются еще в утробе. сам момент рождения в анализе развития поведения важен, но он не момент запуска форм поведения, это происходит раньше и нерожденный плод получает сигналы и обрабатывает их.

про биос я знаю по аналогии с компьютером я совершенно не знаю, есть ли что-то подобное у животных.

Мне кажется, нет смысла спорить, есть ли у человека врожденные инстинкты или нет. Человек рождается "раньше, чем надо" по сравнению с животными. То есть, очень многие его "программы" развиваются уже после рождения, тогда как, скажем, у обезьян они развиваются в утробе.

Но так или иначе, все программы развиваются в соответствии с генетическим кодом.

Так что лучше сформулировать вопрос иначе:

Насколько программы поведения взрослого человека кореллируют с его генами?

Намного ли меньше эта корреляция у обезьян?

[Sonta]

Leo! так как я не разбираюсь в информатике прошу ответить на такой вопрос ;
Можно ли зашифровать блок информации записанной в какой либо знаковой системе так,чтобы в коде и в ключе вместе взятых было меньшее количество знаков,чем в шифруемом блоке ?

[Sonta]

Ну вот Leo ,не хочет отвечать ,а я как дурак перечитываю 5-ю книгу по генетике(просто оторваться невозможно) ,чтобы доступно обьяснить ,что ДНК вообще не содержит информации точно так же как чередование нулей и единиц в компьютере без приложения к ним человеческой ДНК тоже никакой информации не несёт