Шимпанзе из муниципального парка Таи (Кот-д’Ивуар) колет орехи камнем (кадр из кинофильма на YouTube)
Мозг человека отличается от мозга наших ближайших невымерших родственников — шимпанзе и бонобо — в основном размером (он втрое массивнее). Структурные различия сопоставимо невелики и приурочены в основном к отделам, связанным с решением соц задач. Этот факт, совместно с плодами исследований обезьяньего разума, позволяет представить, что различия меж разумом человека и высших обезьян имеют не столько качественный, сколько количественный характер: обезьяны обладают теми же умственными способностями, что и мы, только все эти способности у их развиты слабее. Вобщем, не исключено, что в ряде различных случаев количественные конфигурации могли вырасти в качественные.
Некоторые способности в процессе эволюции человека могли развиваться быстрее других — например, соц разум. С этим согласуется и тот факт, что некоторые отделы мозга (например, префронтальная кора) в процессе антропогенеза возросли сильнее, чем другие.
Больше памяти — больше разума
Увеличение мозга должно было практически неизбежно и автоматом вести к росту объема памяти. Ведь память, как понятно, хранится не в каком-то специально выделенном для этой цели участке мозга, а распределяется по всем отделам, при всем этом для запоминания употребляются те же нейроны, которые возбуждались при определенном переживании деяния. Увеличение объема памяти, в свою очередь, теоретически может оказаться достаточным объяснением всех других «усовершенствований» нашего мыслительного аппарата. В данном случае допустима аналогия с компютером: понятно, что чем больше у компьютера памяти, тем более сложные программы он может делать, при всем этом эта зависимость работает в довольно широких границах даже при одном и том же процессоре.
Антрополог Дуайт Рид (Dwight W. Read) из Калифорнийского института в Лос-Анджелесе, следуя за многими другими спецами, считает, что интеллектуальные способности в особенности очень зависят от объема так называемой рабочей памяти (working memory). Говоря упрощенно, это та часть памяти, в какой хранится и обрабатывается информация, непосредственно подходящая субъекту в данный момент.
По современным представлениям, рабочая память имеет довольно сложную структуру. Центральное место в ней занимает «исполнительный компонент» (central executive component), локализованный в одном из участков префронтальной коры (а непосредственно в полях Бродмана 9 и 46). Его основная задача — задерживать внимание на той инфы, которая нужна субъекту для решения насущных задач. Сама эта информация может храниться где-то еще. Ее обычно называют короткосрочной памятью (short-term memory) и рассматривают как компонент рабочей памяти (хотя меж специалистами есть терминологические разногласия, и в других контекстах термин «кратковременная память» может иметь другой смысл — например, более широкий, включающий не только то, на чём сконцентрировано внимание). Компьютерным аналогом короткосрочной памяти (понимаемой как часть рабочей памяти) являются регистры процессора. Не считая того, в состав рабочей памяти входит ряд вспомогательных структур.
Ключевое значение имеет объем короткосрочной памяти, измеряемый количеством идей или концепций, с которыми «исполнительный компонент» рабочей памяти может работать сходу. Эту важнейшую характеристику рабочей памяти называют short-term working memory capacity (ST-WMC). Многочисленные опыты показали, что у человека ST-WMC 7 (хотя некоторые исследователи склоняются к более низким оценкам, порядка 4-5). Большая часть животных не может обдумывать комплексно, как часть единой логической операции, более одной, максимум 2-ух идей (ST-WMC 2).
Гипотеза, предложенная Ридом, состоит из 3-х основных положений:
1) У наших ближайших родственников (шимпанзе и бонобо) ST-WMC 3. Одновременное оперирование 3-мя понятиями — предел возможностей для современных обезьян, также, скорее всего, для последнего общего предка шимпанзе и человека, жившего около 6 млн лет назад (по другому пришлось бы считать умственную деградацию в полосы шимпанзе, а для этого нет никаких оснований).
2) Малый объем короткосрочной памяти не позволяет обезьянам мыслить рекурсивно, и в этом состоит принципиальное качественное отличие обезьяньего разума от человеческого. Рекурсивное мышление необходимо для решения самых разных задач — от производства каменных орудий, более совершенных, чем ручное рубило Homo erectus, до выяснения похожих отношений и формирования структуры рода («я — потомок такого-то, потомка такого-то» — идеал рекурсивного рассуждения).
3) В процессе антропогенеза происходил постепенный рост ST-WMC от 2-3 (у общего предка человека и шимпанзе) до 7 (у современного человека). Этот рост отражен в увеличении объема мозга (в особенности очень возросла префронтальная кора, где находится «исполнительный компонент» рабочей памяти), также в усложнении каменных орудий.
Основная часть статьи посвящена доказательствам первого положения.
Колоть орехи дано не каждому
В некоторых популяциях диких шимпанзе из поколения в поколение тысячелетиями передается умение колоть орехи камнями. Это не прирожденное поведение: молодые обезьяны учатся ему у матери или старших товарищей. Судя по всему, обезьянам требуется предельное напряжение разума, чтобы овладеть этой наукой. Рид подчеркивает, что далеко не все популяции шимпанзе владеют затаенной раскалывания орехов, хотя орехи потенциально являются для их очень ценным пищевым ресурсом. Шимпанзе, находящиеся в неволе, обычно не могут сами додуматься, как вскрыть орех, даже если им предоставить в богатстве и орехи, и подходящие камни.
Детальные наблюдения за раскалывающими орехи шимпанзе проводились в муниципальном парке Таи (Tai) в Кот-д’Ивуар и в лесах у деревни Боссу (Bossou) в Гвинее.
Шимпанзе из Таи манипулируют 2-мя объектами: орехом и камнем, который употребляется в качестве молотка. Наковальней служат элементы рельефа, которыми не нужно манипулировать — например, узкий выход скальных пород или корень дерева. В Таи все взрослые обезьяны могут колоть орехи. Очевидно, управляться с 2-мя объектами может научиться хоть какой шимпанзе.
Шимпанзе из Боссу пробуют совладать слету с 3-мя объектами, потому что у их принято использовать в качестве наковальни небольшой камень, который нужно выбрать и правильно установить. Обычно наковальня выходит шаткая, и ее нужно придерживать. Временами употребляется и 4-ый объект — камень-клин, которым шимпанзе подпирают наковальню, чтобы не шаталась. Но в этом случае сначала обезьяна возится с 2-мя объектами (наковальней и клином), а позднее с 3-мя (наковальней, которую всё равно нужно придерживать, орехом и молотом). С 4-мя предметами сходу никто работать не пробует (клин не придерживают).
Обучение искусству раскалывания орехов протекает продолжительно и мучительно. В возрасте полутора лет обезьяны начинают имитировать отдельные деяния, входящие в комплекс (например, стучат по ореху рукой). Примерно в 2,5 года они уже делают последовательности из 2-ух действий (например, кладут орех на камень и стучат рукой). Исключительно в возрасте 3,5 лет они оказываются в состоянии правильно выполнить всю цепочку операций: найти наковальню, положить орех и стукнуть камнем.
Если шимпанзе из Боссу не научился колоть орехи до 5 лет, то не научится уже никогда. Бедная обезьяна будет до конца собственных дней с завистью глядеть на соплеменников, ловко колющих орехи, но так и не сообразит, в чём же тут секрет. Таких «двоечников» в популяции Боссу примерно четверть. Они временами возобновляют пробы, но не могут понять, что нужны три предмета, и пробуют обойтись 2-мя. Например, одна семилетняя самка, не научившаяся колоть орехи правильно, периодически пробовала разбить лежащий на камне орех рукой или ногой (как мы помним, так обычно поступают детеныши в возрасте 2,5 лет).
Кропотливо проанализировав все представления, высказанные спецами на сей счет, Рид заключает, что для того, чтобы колоть орехи, как это принято в Таи, достаточно иметь ST-WMC = 2. Для более сложной технологии, практикуемой шимпанзе из Боссу, требуется ST-WMC = 3, но не все особи достигают таких интеллектуальных высот. Может быть, у тех обезьян, которые так и не осваивают это искусство, короткосрочная память в состоянии вместить только два объекта (ST-WMC = 2). Теоретически можно предложить и другие объяснения наблюдаемым фактам (например, шимпанзе могли бы делить меж собой обязанности — одни ищут орехи, другие раскалывают, и тогда сборщикам не нужно учиться колоть орехи). Рид скрупулезно разбирает это и ряд других возможных объяснений и показывает, что они не подтверждаются фактами.
К аналогичным выводам можно прийти и на базе наблюдений за другими видами орудийной деятельности шимпанзе. Одновременное манипулирование 2-мя объектами встречается сплошь и рядом, 3-мя — время от времени, 4-мя — никогда.
Красные кубики на лево, зеленые на право
Если дать маленькому ребенку неограниченное количество различающихся объектов (например, кубиков различного цвета и размера), то временами ребенок без всяких подсказок начинает раскладывать их на кучки по какому-то принципу. Это дает возможность смотреть за развитием мышления. Такие опыты не один раз проводились и с человеческими детьми, и с детенышами обезьян.
Дети начинают создавать «классификации первого порядка» (создание одной группы объектов, объединенных по какому-то признаку — например, красные кубики) уже в возрасте 12 месяцев. Шимпанзе достигают этой стадии исключительно в 2 года. Создавать сходу две группы предметов дети начинают в 18 месяцев, шимпанзе — около 4 лет. К трем годам дети уже могут создавать сходу три группы предметов. Шимпанзе до этой стадии не доходят фактически никогда, если не считать нескольких особо одаренных индивидуумов, воспитанных людьми и овладевших речевыми возможностями. Для шимпанзе это предел, а дети продолжают развиваться дальше.
Эти результаты, по мнению Рида, опять-таки указывают, что рабочая память у шимпанзе вмещает наименее 2-3 понятий.
Рид также проанализировал данные по двум известным обезьянам, овладевшим речью (шимпанзе Ним и бонобо Канзи). Они научились говорить с людьми при помощи специально разработанной для их системы знаков-слов. Если отбросить выражения с повторяющимися словами (вроде «дай банан, дай, дай, дай»), то выясняется, что частота употребления фраз у Нима и Канзи убывала экспоненциально по мере роста числа слов в предложении. До конца собственных дней обе обезьяны остались приверженцами односложных выражений. Канзи использовал фразы из 2-ух слов примерно в 10 раз реже, чем одиночные слова, из 3-х — в единичных случаях. Более длинные фразы не только очень редки, ну и непонятны (третье, а тем более 4-ое слово-знак обычно не добавляло нового смысла к первым двум знакам). Дети, напротив, уже в возрасте 2-ух лет употребляют фразы из 2-ух слов чаще, чем односложные выражения. Ним и Канзи так и не добились этого уровня.
Точно такое же экспоненциальное убывание частоты событий наблюдается и для манипуляций с объектами (по мере возрастания числа объектов), и для последовательностей жестов (по мере возрастания числа жестов в последовательности).
Обобщив все доступные данные, на основании которых можно судить о динамике роста ST-WMC с возрастом у человека и обезьян, Рид пришел к выводу, что разные когнитивные способности, предположительно отражающие величину ST-WMC, ранее всего начинают развиваться у людей, позже всего — у низших (нечеловекообразных) обезьян; человекообразные обезьяны занимают среднее положение. Скорость, с которой развиваются эти способности, максимальна у человека, мала у низших обезьян; человекообразные опять оказываются в центре. В конце концов, окончание развития этих способностей происходит ранее всего у низших обезьян, позже всего — у людей; человекообразные, как обычно, в центре.
Таким образом, у людей умственное развитие начинается ранее, идет быстрее и заканчивается позже, чем у обезьян. В целом, интеллектуальное развитие человека и шимпанзе остается более или менее сравнимым примерно до 3-х летнего возраста. После этого развитие шимпанзе резко затормаживается, и люди начинают их стремительно опережать. Для шимпанзе всё заканчивается в возрасте около 4 лет при уровне ST-WMC = 2 или, самое большее, 3. Люди же продолжают развиваться по прежней «траектории», достигая уровня ST-WMC 7 примерно к 12 годам.
Эволюция разума, запечатленная в камне
В заключительной части статьи Рид анализирует развитие палеолитических технологий, также увеличение размеров мозга, и пробует по этим косвенным признакам выяснить, как изменялся в процессе антропогенеза объем короткосрочной памяти. Технологии производства орудий Рид делит на 7 групп по уровню «концептуальной сложности»: начиная от использования готовых палок, от которых нужно только оторвать лишние сучки и листья (уровень 1) до верхнепалеолитической технологии последовательного отщепления множества призматических лезвий от 1-го и того же ядра (уровень 7). По мнению Рида, только технологии уровня 7, показавшиеся менее 50 тысяч лет назад, непременно являются рекурсивными. Их рекурсивность состоит в том, что лезвия отщепляются не как попало, а с таким расчетом, чтобы сходу приготовить ядро для отщепления следующего лезвия. При всем этом нужно сходу держать в голове трехмерную форму ядра, контролировать его позицию и с большой точностью манипулировать отбойником. Разработка шестого уровня — леваллуазское расщепление, показавшееся около 300 тысяч лет назад, тоже, может быть, добивалось рекурсивного мышления, но в этом Рид не совсем уверен.
По прикидкам исследователя, у Homo habilis, овладевшего технологией 4-ого уровня (олдувайские галечные орудия с одним режущим краем), величина ST-WMC составляла около 4. У Homo erectus с его обоюдоострыми рубилами (уровень 5) ST-WMC добилась 5. У неандертальцев и старых сапиенсов, овладевших технологиями шестого уровня, ST-WMC была примерно равна 6. В конце концов, 1-ые признаки «подлинно человеческой» культуры, показавшиеся около 70 тысяч лет назад в Африке, также несколько более позднее появление технологий седьмого уровня, может быть, маркируют распространение генетической мутации, увеличившей производительность «исполнительного компонента» рабочей памяти и поднявшей ST-WMC до 7, что в один миг открыло перед сапиенсами все возможности реального рекурсивного мышления.
Гипотеза Рида в целом представляется довольно правдоподобной, хотя в ней есть ряд слабо проработанных моментов (например, не очень правильно аргументирована связь меж величиной ST-WMC и способностью к рекурсивному мышлению). Но генеральная идея о том, что как количественные, так и качественные различия человеческого и обезьяньего разума объясняются поначалу объемом памяти, в том числе «рабочей», почти наверняка верна.
Источник : Dwight W. Read. Working Memory: A Cognitive Limit to Non-Human Primate Recursive Thinking Prior to Hominid Evolution (PDF, 370 Кб) // Evolutionary Psychology. 2008. V. 6. P. 676–714.
(elementy.ru Александр Марков)
Чтобы стать людьми, обезьянам не хватает рабочей памяти
Предложена гипотеза, согласно которой качественное различие меж разумом человека и обезьян состоит в отсутствии у последних способности мыслить рекурсивно, другими словами использовать логические операции к результатам прошлых схожих логических операций. Неспособность к рекурсии разъясняется малой емкостью «рабочей памяти», которая у обезьян не может сходу вместить более 2-3 концепций
Предложена гипотеза, согласно которой качественное различие меж разумом человека и обезьян состоит в отсутствии у последних способности мыслить рекурсивно, другими словами использовать логические операции к результатам прошлых схожих логических операций. Неспособность к рекурсии разъясняется малой емкостью «рабочей памяти», которая у обезьян не может сходу вместить более 2-3 концепций (у человека — до 7).
Шимпанзе из муниципального парка Таи (Кот-д’Ивуар) колет орехи камнем (кадр из кинофильма на YouTube)
Мозг человека отличается от мозга наших ближайших невымерших родственников — шимпанзе и бонобо — в основном размером (он втрое массивнее). Структурные различия сопоставимо невелики и приурочены в основном к отделам, связанным с решением соц задач. Этот факт, совместно с плодами исследований обезьяньего разума, позволяет представить, что различия меж разумом человека и высших обезьян имеют не столько качественный, сколько количественный характер: обезьяны обладают теми же умственными способностями, что и мы, только все эти способности у их развиты слабее. Вобщем, не исключено, что в ряде различных случаев количественные конфигурации могли вырасти в качественные.
Некоторые способности в процессе эволюции человека могли развиваться быстрее других — например, соц разум. С этим согласуется и тот факт, что некоторые отделы мозга (например, префронтальная кора) в процессе антропогенеза возросли сильнее, чем другие.
Больше памяти — больше разума
Увеличение мозга должно было практически неизбежно и автоматом вести к росту объема памяти. Ведь память, как понятно, хранится не в каком-то специально выделенном для этой цели участке мозга, а распределяется по всем отделам, при всем этом для запоминания употребляются те же нейроны, которые возбуждались при определенном переживании деяния. Увеличение объема памяти, в свою очередь, теоретически может оказаться достаточным объяснением всех других «усовершенствований» нашего мыслительного аппарата. В данном случае допустима аналогия с компютером: понятно, что чем больше у компьютера памяти, тем более сложные программы он может делать, при всем этом эта зависимость работает в довольно широких границах даже при одном и том же процессоре.
Антрополог Дуайт Рид (Dwight W. Read) из Калифорнийского института в Лос-Анджелесе, следуя за многими другими спецами, считает, что интеллектуальные способности в особенности очень зависят от объема так называемой рабочей памяти (working memory). Говоря упрощенно, это та часть памяти, в какой хранится и обрабатывается информация, непосредственно подходящая субъекту в данный момент.
По современным представлениям, рабочая память имеет довольно сложную структуру. Центральное место в ней занимает «исполнительный компонент» (central executive component), локализованный в одном из участков префронтальной коры (а непосредственно в полях Бродмана 9 и 46). Его основная задача — задерживать внимание на той инфы, которая нужна субъекту для решения насущных задач. Сама эта информация может храниться где-то еще. Ее обычно называют короткосрочной памятью (short-term memory) и рассматривают как компонент рабочей памяти (хотя меж специалистами есть терминологические разногласия, и в других контекстах термин «кратковременная память» может иметь другой смысл — например, более широкий, включающий не только то, на чём сконцентрировано внимание). Компьютерным аналогом короткосрочной памяти (понимаемой как часть рабочей памяти) являются регистры процессора. Не считая того, в состав рабочей памяти входит ряд вспомогательных структур.
Ключевое значение имеет объем короткосрочной памяти, измеряемый количеством идей или концепций, с которыми «исполнительный компонент» рабочей памяти может работать сходу. Эту важнейшую характеристику рабочей памяти называют short-term working memory capacity (ST-WMC). Многочисленные опыты показали, что у человека ST-WMC 7 (хотя некоторые исследователи склоняются к более низким оценкам, порядка 4-5). Большая часть животных не может обдумывать комплексно, как часть единой логической операции, более одной, максимум 2-ух идей (ST-WMC 2).
Гипотеза, предложенная Ридом, состоит из 3-х основных положений:
1) У наших ближайших родственников (шимпанзе и бонобо) ST-WMC 3. Одновременное оперирование 3-мя понятиями — предел возможностей для современных обезьян, также, скорее всего, для последнего общего предка шимпанзе и человека, жившего около 6 млн лет назад (по другому пришлось бы считать умственную деградацию в полосы шимпанзе, а для этого нет никаких оснований).
2) Малый объем короткосрочной памяти не позволяет обезьянам мыслить рекурсивно, и в этом состоит принципиальное качественное отличие обезьяньего разума от человеческого. Рекурсивное мышление необходимо для решения самых разных задач — от производства каменных орудий, более совершенных, чем ручное рубило Homo erectus, до выяснения похожих отношений и формирования структуры рода («я — потомок такого-то, потомка такого-то» — идеал рекурсивного рассуждения).
3) В процессе антропогенеза происходил постепенный рост ST-WMC от 2-3 (у общего предка человека и шимпанзе) до 7 (у современного человека). Этот рост отражен в увеличении объема мозга (в особенности очень возросла префронтальная кора, где находится «исполнительный компонент» рабочей памяти), также в усложнении каменных орудий.
Основная часть статьи посвящена доказательствам первого положения.
Колоть орехи дано не каждому
В некоторых популяциях диких шимпанзе из поколения в поколение тысячелетиями передается умение колоть орехи камнями. Это не прирожденное поведение: молодые обезьяны учатся ему у матери или старших товарищей. Судя по всему, обезьянам требуется предельное напряжение разума, чтобы овладеть этой наукой. Рид подчеркивает, что далеко не все популяции шимпанзе владеют затаенной раскалывания орехов, хотя орехи потенциально являются для их очень ценным пищевым ресурсом. Шимпанзе, находящиеся в неволе, обычно не могут сами додуматься, как вскрыть орех, даже если им предоставить в богатстве и орехи, и подходящие камни.
Детальные наблюдения за раскалывающими орехи шимпанзе проводились в муниципальном парке Таи (Tai) в Кот-д’Ивуар и в лесах у деревни Боссу (Bossou) в Гвинее.
Шимпанзе из Таи манипулируют 2-мя объектами: орехом и камнем, который употребляется в качестве молотка. Наковальней служат элементы рельефа, которыми не нужно манипулировать — например, узкий выход скальных пород или корень дерева. В Таи все взрослые обезьяны могут колоть орехи. Очевидно, управляться с 2-мя объектами может научиться хоть какой шимпанзе.
Шимпанзе из Боссу пробуют совладать слету с 3-мя объектами, потому что у их принято использовать в качестве наковальни небольшой камень, который нужно выбрать и правильно установить. Обычно наковальня выходит шаткая, и ее нужно придерживать. Временами употребляется и 4-ый объект — камень-клин, которым шимпанзе подпирают наковальню, чтобы не шаталась. Но в этом случае сначала обезьяна возится с 2-мя объектами (наковальней и клином), а позднее с 3-мя (наковальней, которую всё равно нужно придерживать, орехом и молотом). С 4-мя предметами сходу никто работать не пробует (клин не придерживают).
Обучение искусству раскалывания орехов протекает продолжительно и мучительно. В возрасте полутора лет обезьяны начинают имитировать отдельные деяния, входящие в комплекс (например, стучат по ореху рукой). Примерно в 2,5 года они уже делают последовательности из 2-ух действий (например, кладут орех на камень и стучат рукой). Исключительно в возрасте 3,5 лет они оказываются в состоянии правильно выполнить всю цепочку операций: найти наковальню, положить орех и стукнуть камнем.
Если шимпанзе из Боссу не научился колоть орехи до 5 лет, то не научится уже никогда. Бедная обезьяна будет до конца собственных дней с завистью глядеть на соплеменников, ловко колющих орехи, но так и не сообразит, в чём же тут секрет. Таких «двоечников» в популяции Боссу примерно четверть. Они временами возобновляют пробы, но не могут понять, что нужны три предмета, и пробуют обойтись 2-мя. Например, одна семилетняя самка, не научившаяся колоть орехи правильно, периодически пробовала разбить лежащий на камне орех рукой или ногой (как мы помним, так обычно поступают детеныши в возрасте 2,5 лет).
Кропотливо проанализировав все представления, высказанные спецами на сей счет, Рид заключает, что для того, чтобы колоть орехи, как это принято в Таи, достаточно иметь ST-WMC = 2. Для более сложной технологии, практикуемой шимпанзе из Боссу, требуется ST-WMC = 3, но не все особи достигают таких интеллектуальных высот. Может быть, у тех обезьян, которые так и не осваивают это искусство, короткосрочная память в состоянии вместить только два объекта (ST-WMC = 2). Теоретически можно предложить и другие объяснения наблюдаемым фактам (например, шимпанзе могли бы делить меж собой обязанности — одни ищут орехи, другие раскалывают, и тогда сборщикам не нужно учиться колоть орехи). Рид скрупулезно разбирает это и ряд других возможных объяснений и показывает, что они не подтверждаются фактами.
К аналогичным выводам можно прийти и на базе наблюдений за другими видами орудийной деятельности шимпанзе. Одновременное манипулирование 2-мя объектами встречается сплошь и рядом, 3-мя — время от времени, 4-мя — никогда.
Красные кубики на лево, зеленые на право
Если дать маленькому ребенку неограниченное количество различающихся объектов (например, кубиков различного цвета и размера), то временами ребенок без всяких подсказок начинает раскладывать их на кучки по какому-то принципу. Это дает возможность смотреть за развитием мышления. Такие опыты не один раз проводились и с человеческими детьми, и с детенышами обезьян.
Дети начинают создавать «классификации первого порядка» (создание одной группы объектов, объединенных по какому-то признаку — например, красные кубики) уже в возрасте 12 месяцев. Шимпанзе достигают этой стадии исключительно в 2 года. Создавать сходу две группы предметов дети начинают в 18 месяцев, шимпанзе — около 4 лет. К трем годам дети уже могут создавать сходу три группы предметов. Шимпанзе до этой стадии не доходят фактически никогда, если не считать нескольких особо одаренных индивидуумов, воспитанных людьми и овладевших речевыми возможностями. Для шимпанзе это предел, а дети продолжают развиваться дальше.
Эти результаты, по мнению Рида, опять-таки указывают, что рабочая память у шимпанзе вмещает наименее 2-3 понятий.
Рид также проанализировал данные по двум известным обезьянам, овладевшим речью (шимпанзе Ним и бонобо Канзи). Они научились говорить с людьми при помощи специально разработанной для их системы знаков-слов. Если отбросить выражения с повторяющимися словами (вроде «дай банан, дай, дай, дай»), то выясняется, что частота употребления фраз у Нима и Канзи убывала экспоненциально по мере роста числа слов в предложении. До конца собственных дней обе обезьяны остались приверженцами односложных выражений. Канзи использовал фразы из 2-ух слов примерно в 10 раз реже, чем одиночные слова, из 3-х — в единичных случаях. Более длинные фразы не только очень редки, ну и непонятны (третье, а тем более 4-ое слово-знак обычно не добавляло нового смысла к первым двум знакам). Дети, напротив, уже в возрасте 2-ух лет употребляют фразы из 2-ух слов чаще, чем односложные выражения. Ним и Канзи так и не добились этого уровня.
Точно такое же экспоненциальное убывание частоты событий наблюдается и для манипуляций с объектами (по мере возрастания числа объектов), и для последовательностей жестов (по мере возрастания числа жестов в последовательности).
Обобщив все доступные данные, на основании которых можно судить о динамике роста ST-WMC с возрастом у человека и обезьян, Рид пришел к выводу, что разные когнитивные способности, предположительно отражающие величину ST-WMC, ранее всего начинают развиваться у людей, позже всего — у низших (нечеловекообразных) обезьян; человекообразные обезьяны занимают среднее положение. Скорость, с которой развиваются эти способности, максимальна у человека, мала у низших обезьян; человекообразные опять оказываются в центре. В конце концов, окончание развития этих способностей происходит ранее всего у низших обезьян, позже всего — у людей; человекообразные, как обычно, в центре.
Таким образом, у людей умственное развитие начинается ранее, идет быстрее и заканчивается позже, чем у обезьян. В целом, интеллектуальное развитие человека и шимпанзе остается более или менее сравнимым примерно до 3-х летнего возраста. После этого развитие шимпанзе резко затормаживается, и люди начинают их стремительно опережать. Для шимпанзе всё заканчивается в возрасте около 4 лет при уровне ST-WMC = 2 или, самое большее, 3. Люди же продолжают развиваться по прежней «траектории», достигая уровня ST-WMC 7 примерно к 12 годам.
Эволюция разума, запечатленная в камне
В заключительной части статьи Рид анализирует развитие палеолитических технологий, также увеличение размеров мозга, и пробует по этим косвенным признакам выяснить, как изменялся в процессе антропогенеза объем короткосрочной памяти. Технологии производства орудий Рид делит на 7 групп по уровню «концептуальной сложности»: начиная от использования готовых палок, от которых нужно только оторвать лишние сучки и листья (уровень 1) до верхнепалеолитической технологии последовательного отщепления множества призматических лезвий от 1-го и того же ядра (уровень 7). По мнению Рида, только технологии уровня 7, показавшиеся менее 50 тысяч лет назад, непременно являются рекурсивными. Их рекурсивность состоит в том, что лезвия отщепляются не как попало, а с таким расчетом, чтобы сходу приготовить ядро для отщепления следующего лезвия. При всем этом нужно сходу держать в голове трехмерную форму ядра, контролировать его позицию и с большой точностью манипулировать отбойником. Разработка шестого уровня — леваллуазское расщепление, показавшееся около 300 тысяч лет назад, тоже, может быть, добивалось рекурсивного мышления, но в этом Рид не совсем уверен.
По прикидкам исследователя, у Homo habilis, овладевшего технологией 4-ого уровня (олдувайские галечные орудия с одним режущим краем), величина ST-WMC составляла около 4. У Homo erectus с его обоюдоострыми рубилами (уровень 5) ST-WMC добилась 5. У неандертальцев и старых сапиенсов, овладевших технологиями шестого уровня, ST-WMC была примерно равна 6. В конце концов, 1-ые признаки «подлинно человеческой» культуры, показавшиеся около 70 тысяч лет назад в Африке, также несколько более позднее появление технологий седьмого уровня, может быть, маркируют распространение генетической мутации, увеличившей производительность «исполнительного компонента» рабочей памяти и поднявшей ST-WMC до 7, что в один миг открыло перед сапиенсами все возможности реального рекурсивного мышления.
Гипотеза Рида в целом представляется довольно правдоподобной, хотя в ней есть ряд слабо проработанных моментов (например, не очень правильно аргументирована связь меж величиной ST-WMC и способностью к рекурсивному мышлению). Но генеральная идея о том, что как количественные, так и качественные различия человеческого и обезьяньего разума объясняются поначалу объемом памяти, в том числе «рабочей», почти наверняка верна.
Источник : Dwight W. Read. Working Memory: A Cognitive Limit to Non-Human Primate Recursive Thinking Prior to Hominid Evolution (PDF, 370 Кб) // Evolutionary Psychology. 2008. V. 6. P. 676–714.
(elementy.ru Александр Марков)
Шимпанзе из муниципального парка Таи (Кот-д’Ивуар) колет орехи камнем (кадр из кинофильма на YouTube)
Мозг человека отличается от мозга наших ближайших невымерших родственников — шимпанзе и бонобо — в основном размером (он втрое массивнее). Структурные различия сопоставимо невелики и приурочены в основном к отделам, связанным с решением соц задач. Этот факт, совместно с плодами исследований обезьяньего разума, позволяет представить, что различия меж разумом человека и высших обезьян имеют не столько качественный, сколько количественный характер: обезьяны обладают теми же умственными способностями, что и мы, только все эти способности у их развиты слабее. Вобщем, не исключено, что в ряде различных случаев количественные конфигурации могли вырасти в качественные.
Некоторые способности в процессе эволюции человека могли развиваться быстрее других — например, соц разум. С этим согласуется и тот факт, что некоторые отделы мозга (например, префронтальная кора) в процессе антропогенеза возросли сильнее, чем другие.
Больше памяти — больше разума
Увеличение мозга должно было практически неизбежно и автоматом вести к росту объема памяти. Ведь память, как понятно, хранится не в каком-то специально выделенном для этой цели участке мозга, а распределяется по всем отделам, при всем этом для запоминания употребляются те же нейроны, которые возбуждались при определенном переживании деяния. Увеличение объема памяти, в свою очередь, теоретически может оказаться достаточным объяснением всех других «усовершенствований» нашего мыслительного аппарата. В данном случае допустима аналогия с компютером: понятно, что чем больше у компьютера памяти, тем более сложные программы он может делать, при всем этом эта зависимость работает в довольно широких границах даже при одном и том же процессоре.
Антрополог Дуайт Рид (Dwight W. Read) из Калифорнийского института в Лос-Анджелесе, следуя за многими другими спецами, считает, что интеллектуальные способности в особенности очень зависят от объема так называемой рабочей памяти (working memory). Говоря упрощенно, это та часть памяти, в какой хранится и обрабатывается информация, непосредственно подходящая субъекту в данный момент.
По современным представлениям, рабочая память имеет довольно сложную структуру. Центральное место в ней занимает «исполнительный компонент» (central executive component), локализованный в одном из участков префронтальной коры (а непосредственно в полях Бродмана 9 и 46). Его основная задача — задерживать внимание на той инфы, которая нужна субъекту для решения насущных задач. Сама эта информация может храниться где-то еще. Ее обычно называют короткосрочной памятью (short-term memory) и рассматривают как компонент рабочей памяти (хотя меж специалистами есть терминологические разногласия, и в других контекстах термин «кратковременная память» может иметь другой смысл — например, более широкий, включающий не только то, на чём сконцентрировано внимание). Компьютерным аналогом короткосрочной памяти (понимаемой как часть рабочей памяти) являются регистры процессора. Не считая того, в состав рабочей памяти входит ряд вспомогательных структур.
Ключевое значение имеет объем короткосрочной памяти, измеряемый количеством идей или концепций, с которыми «исполнительный компонент» рабочей памяти может работать сходу. Эту важнейшую характеристику рабочей памяти называют short-term working memory capacity (ST-WMC). Многочисленные опыты показали, что у человека ST-WMC 7 (хотя некоторые исследователи склоняются к более низким оценкам, порядка 4-5). Большая часть животных не может обдумывать комплексно, как часть единой логической операции, более одной, максимум 2-ух идей (ST-WMC 2).
Гипотеза, предложенная Ридом, состоит из 3-х основных положений:
1) У наших ближайших родственников (шимпанзе и бонобо) ST-WMC 3. Одновременное оперирование 3-мя понятиями — предел возможностей для современных обезьян, также, скорее всего, для последнего общего предка шимпанзе и человека, жившего около 6 млн лет назад (по другому пришлось бы считать умственную деградацию в полосы шимпанзе, а для этого нет никаких оснований).
2) Малый объем короткосрочной памяти не позволяет обезьянам мыслить рекурсивно, и в этом состоит принципиальное качественное отличие обезьяньего разума от человеческого. Рекурсивное мышление необходимо для решения самых разных задач — от производства каменных орудий, более совершенных, чем ручное рубило Homo erectus, до выяснения похожих отношений и формирования структуры рода («я — потомок такого-то, потомка такого-то» — идеал рекурсивного рассуждения).
3) В процессе антропогенеза происходил постепенный рост ST-WMC от 2-3 (у общего предка человека и шимпанзе) до 7 (у современного человека). Этот рост отражен в увеличении объема мозга (в особенности очень возросла префронтальная кора, где находится «исполнительный компонент» рабочей памяти), также в усложнении каменных орудий.
Основная часть статьи посвящена доказательствам первого положения.
Колоть орехи дано не каждому
В некоторых популяциях диких шимпанзе из поколения в поколение тысячелетиями передается умение колоть орехи камнями. Это не прирожденное поведение: молодые обезьяны учатся ему у матери или старших товарищей. Судя по всему, обезьянам требуется предельное напряжение разума, чтобы овладеть этой наукой. Рид подчеркивает, что далеко не все популяции шимпанзе владеют затаенной раскалывания орехов, хотя орехи потенциально являются для их очень ценным пищевым ресурсом. Шимпанзе, находящиеся в неволе, обычно не могут сами додуматься, как вскрыть орех, даже если им предоставить в богатстве и орехи, и подходящие камни.
Детальные наблюдения за раскалывающими орехи шимпанзе проводились в муниципальном парке Таи (Tai) в Кот-д’Ивуар и в лесах у деревни Боссу (Bossou) в Гвинее.
Шимпанзе из Таи манипулируют 2-мя объектами: орехом и камнем, который употребляется в качестве молотка. Наковальней служат элементы рельефа, которыми не нужно манипулировать — например, узкий выход скальных пород или корень дерева. В Таи все взрослые обезьяны могут колоть орехи. Очевидно, управляться с 2-мя объектами может научиться хоть какой шимпанзе.
Шимпанзе из Боссу пробуют совладать слету с 3-мя объектами, потому что у их принято использовать в качестве наковальни небольшой камень, который нужно выбрать и правильно установить. Обычно наковальня выходит шаткая, и ее нужно придерживать. Временами употребляется и 4-ый объект — камень-клин, которым шимпанзе подпирают наковальню, чтобы не шаталась. Но в этом случае сначала обезьяна возится с 2-мя объектами (наковальней и клином), а позднее с 3-мя (наковальней, которую всё равно нужно придерживать, орехом и молотом). С 4-мя предметами сходу никто работать не пробует (клин не придерживают).
Обучение искусству раскалывания орехов протекает продолжительно и мучительно. В возрасте полутора лет обезьяны начинают имитировать отдельные деяния, входящие в комплекс (например, стучат по ореху рукой). Примерно в 2,5 года они уже делают последовательности из 2-ух действий (например, кладут орех на камень и стучат рукой). Исключительно в возрасте 3,5 лет они оказываются в состоянии правильно выполнить всю цепочку операций: найти наковальню, положить орех и стукнуть камнем.
Если шимпанзе из Боссу не научился колоть орехи до 5 лет, то не научится уже никогда. Бедная обезьяна будет до конца собственных дней с завистью глядеть на соплеменников, ловко колющих орехи, но так и не сообразит, в чём же тут секрет. Таких «двоечников» в популяции Боссу примерно четверть. Они временами возобновляют пробы, но не могут понять, что нужны три предмета, и пробуют обойтись 2-мя. Например, одна семилетняя самка, не научившаяся колоть орехи правильно, периодически пробовала разбить лежащий на камне орех рукой или ногой (как мы помним, так обычно поступают детеныши в возрасте 2,5 лет).
Кропотливо проанализировав все представления, высказанные спецами на сей счет, Рид заключает, что для того, чтобы колоть орехи, как это принято в Таи, достаточно иметь ST-WMC = 2. Для более сложной технологии, практикуемой шимпанзе из Боссу, требуется ST-WMC = 3, но не все особи достигают таких интеллектуальных высот. Может быть, у тех обезьян, которые так и не осваивают это искусство, короткосрочная память в состоянии вместить только два объекта (ST-WMC = 2). Теоретически можно предложить и другие объяснения наблюдаемым фактам (например, шимпанзе могли бы делить меж собой обязанности — одни ищут орехи, другие раскалывают, и тогда сборщикам не нужно учиться колоть орехи). Рид скрупулезно разбирает это и ряд других возможных объяснений и показывает, что они не подтверждаются фактами.
К аналогичным выводам можно прийти и на базе наблюдений за другими видами орудийной деятельности шимпанзе. Одновременное манипулирование 2-мя объектами встречается сплошь и рядом, 3-мя — время от времени, 4-мя — никогда.
Красные кубики на лево, зеленые на право
Если дать маленькому ребенку неограниченное количество различающихся объектов (например, кубиков различного цвета и размера), то временами ребенок без всяких подсказок начинает раскладывать их на кучки по какому-то принципу. Это дает возможность смотреть за развитием мышления. Такие опыты не один раз проводились и с человеческими детьми, и с детенышами обезьян.
Дети начинают создавать «классификации первого порядка» (создание одной группы объектов, объединенных по какому-то признаку — например, красные кубики) уже в возрасте 12 месяцев. Шимпанзе достигают этой стадии исключительно в 2 года. Создавать сходу две группы предметов дети начинают в 18 месяцев, шимпанзе — около 4 лет. К трем годам дети уже могут создавать сходу три группы предметов. Шимпанзе до этой стадии не доходят фактически никогда, если не считать нескольких особо одаренных индивидуумов, воспитанных людьми и овладевших речевыми возможностями. Для шимпанзе это предел, а дети продолжают развиваться дальше.
Эти результаты, по мнению Рида, опять-таки указывают, что рабочая память у шимпанзе вмещает наименее 2-3 понятий.
Рид также проанализировал данные по двум известным обезьянам, овладевшим речью (шимпанзе Ним и бонобо Канзи). Они научились говорить с людьми при помощи специально разработанной для их системы знаков-слов. Если отбросить выражения с повторяющимися словами (вроде «дай банан, дай, дай, дай»), то выясняется, что частота употребления фраз у Нима и Канзи убывала экспоненциально по мере роста числа слов в предложении. До конца собственных дней обе обезьяны остались приверженцами односложных выражений. Канзи использовал фразы из 2-ух слов примерно в 10 раз реже, чем одиночные слова, из 3-х — в единичных случаях. Более длинные фразы не только очень редки, ну и непонятны (третье, а тем более 4-ое слово-знак обычно не добавляло нового смысла к первым двум знакам). Дети, напротив, уже в возрасте 2-ух лет употребляют фразы из 2-ух слов чаще, чем односложные выражения. Ним и Канзи так и не добились этого уровня.
Точно такое же экспоненциальное убывание частоты событий наблюдается и для манипуляций с объектами (по мере возрастания числа объектов), и для последовательностей жестов (по мере возрастания числа жестов в последовательности).
Обобщив все доступные данные, на основании которых можно судить о динамике роста ST-WMC с возрастом у человека и обезьян, Рид пришел к выводу, что разные когнитивные способности, предположительно отражающие величину ST-WMC, ранее всего начинают развиваться у людей, позже всего — у низших (нечеловекообразных) обезьян; человекообразные обезьяны занимают среднее положение. Скорость, с которой развиваются эти способности, максимальна у человека, мала у низших обезьян; человекообразные опять оказываются в центре. В конце концов, окончание развития этих способностей происходит ранее всего у низших обезьян, позже всего — у людей; человекообразные, как обычно, в центре.
Таким образом, у людей умственное развитие начинается ранее, идет быстрее и заканчивается позже, чем у обезьян. В целом, интеллектуальное развитие человека и шимпанзе остается более или менее сравнимым примерно до 3-х летнего возраста. После этого развитие шимпанзе резко затормаживается, и люди начинают их стремительно опережать. Для шимпанзе всё заканчивается в возрасте около 4 лет при уровне ST-WMC = 2 или, самое большее, 3. Люди же продолжают развиваться по прежней «траектории», достигая уровня ST-WMC 7 примерно к 12 годам.
Эволюция разума, запечатленная в камне
В заключительной части статьи Рид анализирует развитие палеолитических технологий, также увеличение размеров мозга, и пробует по этим косвенным признакам выяснить, как изменялся в процессе антропогенеза объем короткосрочной памяти. Технологии производства орудий Рид делит на 7 групп по уровню «концептуальной сложности»: начиная от использования готовых палок, от которых нужно только оторвать лишние сучки и листья (уровень 1) до верхнепалеолитической технологии последовательного отщепления множества призматических лезвий от 1-го и того же ядра (уровень 7). По мнению Рида, только технологии уровня 7, показавшиеся менее 50 тысяч лет назад, непременно являются рекурсивными. Их рекурсивность состоит в том, что лезвия отщепляются не как попало, а с таким расчетом, чтобы сходу приготовить ядро для отщепления следующего лезвия. При всем этом нужно сходу держать в голове трехмерную форму ядра, контролировать его позицию и с большой точностью манипулировать отбойником. Разработка шестого уровня — леваллуазское расщепление, показавшееся около 300 тысяч лет назад, тоже, может быть, добивалось рекурсивного мышления, но в этом Рид не совсем уверен.
По прикидкам исследователя, у Homo habilis, овладевшего технологией 4-ого уровня (олдувайские галечные орудия с одним режущим краем), величина ST-WMC составляла около 4. У Homo erectus с его обоюдоострыми рубилами (уровень 5) ST-WMC добилась 5. У неандертальцев и старых сапиенсов, овладевших технологиями шестого уровня, ST-WMC была примерно равна 6. В конце концов, 1-ые признаки «подлинно человеческой» культуры, показавшиеся около 70 тысяч лет назад в Африке, также несколько более позднее появление технологий седьмого уровня, может быть, маркируют распространение генетической мутации, увеличившей производительность «исполнительного компонента» рабочей памяти и поднявшей ST-WMC до 7, что в один миг открыло перед сапиенсами все возможности реального рекурсивного мышления.
Гипотеза Рида в целом представляется довольно правдоподобной, хотя в ней есть ряд слабо проработанных моментов (например, не очень правильно аргументирована связь меж величиной ST-WMC и способностью к рекурсивному мышлению). Но генеральная идея о том, что как количественные, так и качественные различия человеческого и обезьяньего разума объясняются поначалу объемом памяти, в том числе «рабочей», почти наверняка верна.
Источник : Dwight W. Read. Working Memory: A Cognitive Limit to Non-Human Primate Recursive Thinking Prior to Hominid Evolution (PDF, 370 Кб) // Evolutionary Psychology. 2008. V. 6. P. 676–714.
(elementy.ru Александр Марков)
Оставить комментарий
