داروينية عصبية

الداروينية العصبية (Neural Darwinism) نظرية ذات نطاق واسع عن وظيفة المخ ابتكرها جيرالد إيدلمان (Gerald Edelman)، ونُشِرت في البداية في عام 1978 بكتاب المخ الواعي (The Mindful Brain) (MIT Press). أُضيف المزيد للكتاب ونُشِر تحت اسم الداروينية العصبية – نظرية اختيار المجموعات العصبية (Neural Darwinism – The Theory of Neuronal Group Selection).

حصل إيدلمان على جائزة نوبل عن عمله في عِلم المناعة الذي بيّن كيف أن مجموعات الخلايا اللمفاوية -القادرة على الارتباط وتكوين مولد مضاد غريب- تزداد بفعل التضاعف الاستنساخي التابع لاكتشاف المولد المضاد. ومن المؤكد أن هذا يثبت أن جسم الإنسان قادر على تكوين أنظمة تكيف معقدة (complex adaptive systems) نتيجة للأحداث الموضعية التي يترتب عليها رد الفعل. توسّعت اهتمامات إيدلمان بالأنظمة الاختيارية إلى مجالات علوم عصبية وفزيولوجيا عصبية ، كما وضع إيدلمان في الداروينية العصبية نظرية تُدعى " اختيار المجموعات العصبية ". وتتكون هذه النظرية من ثلاثة أجزاء رئيسية:

1. اتصال تشريحي في المخ يحدث عبر أحداث ميكانيكية كيميائية تحدث نتيجة لقوانين علم الوراثة اللاجيني أثناء التطور. ويُكوّن هذا ذخيرة أولية متنوعة بواسطة الاستنساخ التفاوتي.
2. بمجرد تكوّن التنوع البنائي بالتشريح تبدأ عملية اختيارية ثانية أثناء التجربة السلوكية في الـنفاس (ما بعد الولادة) من خلال تعديلات وراثية لاجينية في قوة الروابط التشابك بين المجموعات العصبية. ويُكوّن هذا ذخيرة ثانوية متنوعة بواسطة التضخيم التفاوتي.
3. تسمح إشارات نتوءات وممرات وجيوب بين المجموعات العصبية لاستمرارية الاستجابة الزمانية المكانية أن تتفاعل في تفاعلاتٍ واقعية.

الانحلال

مع التغايرية الجينية العصبية (والتي سماها إيدلمان الانحلال) يمكن اختبار الكثير من الدوائر (على طريقة 30 مليار خلية عصبية مع كوادريليون رابطة بينها في مخ الإنسان) عن طريق مجموعة مختلفة من المُدخَلات لتحديد أي المجموعات العصبية تستجيب "بالطريقة الملائمة " إحصائيًا. ونتيجة لهذا تنشأ دوائر المخ الوظيفية "المُوزّعة " (المنتشرة).

يتطرّق إيدلمان إلى بعض التفاصيل حول كيفية اعتماد تطوّر المخ على تنوع جزيئات لصق الخلايا (cell adhesion molecules)‏ أو (CAMs) وجزيئات لصق الركيزة (substrate adhesion molecules‏) أو (SAMs) على أسطح الخليّة وهو ما يتيح للخلايا التحكم الحيوي. في محتوياتها الداخلية المرتبطة. يسمح هذا التعديل في السطح لتجمعات الخلايا أن تعطي "إشارةً " فعالةً أثناء تجمع المجموعة، مما يساعد في السيطرة على التشكّل الحيوي. إذًا فعِلم التشكّل يعتمد على وظيفة كلٍ من جزيئات لصق الخلايا وجزيئات لصق الركيزة. كما تعتمد وظيفة جزيئات لصق الخلايا وجزيئات لصق الركيزة على علم التشكّل.

تنص نظرية إيدلمان على أن تكاثر الخلايا وهجرتها وموتها والتوزيع الشجري للخلايا العصبية وتفرع المِحوار تسيطر عليهم جميعًا كذلك عمليات اختيارية.

تعديل مشبَكي

بمجرد أن تتكون البنية المتنوعة التشريحية للمخ أثناء التطور تصبح نوعًا ما ثابتة. ولكن عندما تتواجد مجموعة دوائر متاحة وكبيرة العدد ومتنوّعة، تكون هناك مجموعات عصبية لها نفس الوظيفة ولكنها تشريحيًا غير مُتّسِمة بـالتماثلية هذه المجموعات قادرة على الاستجابة لمُدخلات حسيّة معيّنة. يخلق هذا بيئة تنافسية يتم فيها "اختيار " مجموعات دوائر ذات استجابةٍ ذكيةٍ لمدخلاتٍ معيّنة، وذلك من خلال تحسين الفعاليات المتشابكة للشبكة المُختارة. يؤدي هذا إلى زيادة احتمالية أن تستجيب نفس الشبكة لإشاراتٍ مشابهة أو مماثلة في المستقبل. ويحدث هذا من خلال تقوية نقاط الاشتباك العصبي. وتتيح هذه التعديلات تكيّفية عصبية مع جدول مواعيد سريعٍ إلى حدٍ ما.

إعادة الدخول

يتناول آخر جزء في النظرية محاولة شرح الكيفية التي يختبر الإنسان بها الثبات الزماني المكاني في تفاعله مع المحفزات البيئية. أطلق إيدلمان عليها نتوءات وممرات وجيوب" وقدّم نموذجًا للإشارات العائدة والتي بواسطتها تؤدي عينات انفصالية ومتعددة الوسائط من نفس الحدث التحفيزي ومرتبطة ارتباطًا زمنيًا إلى حدوث ذكاء في تنظيم الذات. وبطريقة أخرى يمكن أن تُستخدم المجموعات العصبية المتعددة في أخذ عينةٍ من مجموعة محفزات متوازية بالإضافة إلى ربط مجموعاتٍ انفصاليةٍ تعاني من تكبُّد الكمون.

تأييد النظرية

يقول البعض إن فريدريش هايك (Friedrich Hayek) قدّم فكرة مشابهة للنظرية في كتابِه بعنوان النظام الحسّي: تحقيق حول تأسيسات علم النفس النظري (An Inquiry into the Foundations of Theoretical Psychology) المنشور في عام 1952 (هيرمان-بيلاث 1992) (Herrmann-Pillath, 1992). من المؤيدين الآخرين للنظرية جان بيير شانجو (Jean-Pierre Changeux) ودانيال دينيت (فيلسوف) (Daniel Dennett) ووليام كالفن (William H. Calvin) وليندا سميث (Linda B. Smith).

نقد النظرية

نُقدت نظرية "الداروينية " من جهة فرنسيس كريك (Francis Crick)الذي أشار إلى غياب الاستنساخ في النظرية والذي يُعد مطلبًا هامًا لحدوث الاختيار الطبيعي. قدّمت الأبحاث الحديثة طُرقًا يمكن من خلالها حدوث استنساخ حقيقي في المخ. وعلاوة على ذلك، بتطبيق تعاليم هيب (Hebbian learning) على النواسخ العصبية يمكن أن تصبح قوة الحساب التطوري العصبي أكبر بالفعل من الاختيار الطبيعي في الكائنات الحية.

انظر أيضًا

• آلية علم الإنسان
• داروينية
• علم النفس التطوري
• خوارزمية تطورية
• ميم (وحدة)
• نماء عصبي

المراجع

• Edelman, Gerald Neural Darwinism. The Theory of Neuronal Group Selection (Basic Books, New York 1987). ISBN 0-465-04934-6
• Eriksson، Peter S.؛ وآخرون (1998). "Neurogenesis in the Adult Human Hippocampus". Nature Medicine. ج. 4 ع. 11: 1313–1317. DOI:10.1038/3305. PMID:9809557. {{استشهاد بدورية محكمة}}: Explicit use of et al. in: |first1= (مساعدة)
• Hayek, F.A. The Sensory Order: An Inquiry into the Foundations of Theoretical Psychology xxii, 210 p. (Routledge & Kegan Paul, London 1952) Paper ISBN 0-226-32094-4
• Herrmann-Pillath، Carsten. "The Brain, Its Sensory Order and the Evolutionary Concept of Mind, On Hayek's Contribution to Evolutionary Epistemology". Journal for Social and Biological Structures. ج. 15 ع. 2: 145–187. SSRN:950592.
• Huttenlocher، P.R. (1990). "Morphometric study of human cerebral cortical development". Neuropsychologia. ج. 28: 517–527.
• Fernando، C.؛ Karishma، K.K.؛ Szathmáry، E. (2008). "Copying and Evolution of Neuronal Topology". PLoS ONE. ج. 3 ع. 11: 3775. DOI:10.1371/journal.pone.0003775.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)
• Fernando، C.؛ Goldstein، R.؛ Szathmáry، E. (2010). "The Neuronal Replicator Hypothesis". Neural Computation. ج. 22 ع. 11: 2809–2857. DOI:10.1162/NECO_a_00031.

كتابات أخرى

• Smoliar, Stephen W (1994)، "Review of G.M. Edelman (book review)"، في William J. Clancey, Stephen W. Smoliar, Mark Stefik (editors) (المحرر)، Contemplating minds: a forum for artificial intelligence، Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology، ص. 431–446، ISBN:0-262-53119-4، اطلع عليه بتاريخ 2010-05-21 {{استشهاد}}: |editor= باسم عام (مساعدة)صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المحررين (link) (originally published in Artificial Intelligence 39 (1989) 121-139.)

وصلات خارجية

• How Brains Think: Evolving Intelligence, Then and Now by William H. Calvin
• Neurogenesis in the Adult Human Brain
• Johnson, George "Evolution Between the Ears", "New York Times," April 19, 1992, accessed April 16, 2007 (a critical review of Gerald Edelman's 1992 book Brilliant Air, Brilliant Fire)
• Calvin, William "Neural Darwinism: The Theory of Neuronal Group Selection", Science, 24 June 1988, accessed April 16, 2007 (a review of Gerald Edelman's book Neural Darwinism)
• Webpage of Chrisantha Fernando, first author of "Copying and Evolution of Neuronal Topology"
• A Wikiversity course that extensively discusses neural Darwinism
• The basic Neuroscience course at Wikiversity
• The Department of Neuroscience at Wikiversity