Какими были первые нейронные системы?

Меня интересует происхождение нейронной сети.

Я думаю, возможно, когда жизнь развилась за пределы одноклеточного организма, ей понадобилась простая нейронная сеть для координации этих клеток и клеточных функций.

Какими были первые нейронные системы?

Более конкретно: из какой клетки произошли первые нейроны и как они работали вначале? (при условии, что у первых организмов, развивших какие-то нейроны, было мало нейронных связей, если они вообще были)

Насколько я знаю о нервной системе, ей нужно несколько нейронов, связанных вместе, чтобы продолжать работу.

Возможно, у первых нейронов были другие триггеры, помимо дендритных связей?

Я думаю, что это слишком широко, так как вы в основном спрашиваете об эволюции нервной системы (в любом типе организма?), и есть несколько вопросов, объединенных в один. Кроме того, почему вы думаете, что одиночные нейроны бесполезны? Они по-прежнему могли передавать информацию между клетками (например, сенсорный/окружающий вклад в моторное действие). Википедия: Эволюция нервной системы также ответит/подскажет на некоторые ваши вопросы.
@file Я сосредоточусь на вопросе.
Я думаю, что на этот вопрос нет ответа, поскольку нервная ткань не сохраняется в окаменелостях. Взгляд на относительно «простые» организмы может помочь получить представление. Например, нервная система у головоногих (различные ганглии по всему телу, каждый из которых управляет одним щупальцем и т. д.) или у насекомых.
@ChrisStronks Мы знаем массу об эволюции, которая вообще не сохранилась в летописи окаменелостей. Например, мы можем изучать эволюционные модельные организмы и проводить сравнительную геномику. На самом деле окаменелости играют довольно незначительную роль в современных исследованиях эволюции.
@KonradRudolph: конечно, это то, что я говорю, возможно, использовать насекомых или другие организмы. И если есть тонны информации о первых нейронных системах, мне любопытен ваш ответ!
У гидры это похоже на сеть — нет центральной организации. В процессе развития нейроны возникают из эктодермы (откуда также возникает кожа). Возможно, это повторение эволюционной траектории

Ответы (1)

На этот вопрос можно ответить, оглянувшись назад на эволюцию и увидев, как другие организмы использовали неврологию. Ярким примером, поскольку это была одна из первых реальных моделей нервной системы, является кальмар. У него есть нейроны с необычайно длинными аксонами, которые посылают электрические импульсы на большие расстояния. Этот метод передачи электрического импульса, по сути, был эволюционно обновлен, но мы можем получить представление о том, как появились эти клетки. Если мы оглянемся на предшественников кальмаров, таких как медузы, то увидим, что у них также развились электрические импульсные клетки, помогающие в защите и движении. Вернувшись дальше, мы видим, что у губки нет нейронов, но есть что-то похожее. Это дает нам потенциальное представление о развитии клетки. Он имеет белковые кластеры, которые действуют аналогично постсинаптической передаче сигналов. Так что вполне вероятно, что электрические импульсы были разработаны на основе функции этих белковых кластеров, и бац! Электрические импульсы стали необходимым более быстрым способом связи с различными областями системы, чем просто попытка белкового сигнала между клетками.

Конечно, рассматривать этот вопрос с точки зрения эволюции сложно, поскольку в игру вступает вопрос о дивергентной эволюции, и мы не можем знать, предлагают ли губчатые белковые кластеры потенциальный ответ на развитие нейронов. Но, это интересное свидетельство и вызывает интересную дискуссию!

Источник= Сакарья О., Армстронг К.А., Адамска М.; и другие. (2007). Восшалл, Лесли, изд. «Постсинаптические леса у истоков животного мира». ПЛОС ОДИН

Я бы действительно подчеркнул, насколько ограниченными могут быть наши выводы, если рассматривать современные организмы. Да, мы можем сказать, что один организм может быть «более высокого уровня», чем другой, но точно знать, каким было примитивное состояние? Это, скорее всего, то, что мы никогда не узнаем по-настоящему. Возможно, когда мы сможем точно смоделировать эволюцию с помощью компьютеров. Интересным новым достижением стало создание печатных плат с использованием алгоритмов эволюции. По существу схемы, которые менее эффективны, отмирают.
Я согласен! Новые сетевые алгоритмы предлагают интересное новое понимание этих типов вопросов (и многих других!). В настоящее время я работаю над разработкой таких алгоритмов для альтернативных методов тестирования на токсичность! Разнообразие использования разных инструментов сводит с ума, правда?
@FrankyG это ирония в том, что использование алгоритмической эволюции мозга было моей целью , чтобы задать этот вопрос с самого начала. Я экспериментировал с выбрасыванием случайных конфигураций из десятков тысяч нейронов виртуальных нейронов, которые ведут себя так же, как настоящие нейроны, и позволял умирать тем, которые не способны преодолеть предопределенную среду. На данный момент это расплывчатый эксперимент, и он ни к чему не привел, потому что я думаю, что мне нужно начать с меньшего, моделируя чрезвычайно примитивную небольшую группу нейронов, выполняющих простую задачу.
Но проблема в том, что наши современные нейроны кажутся довольно бесполезными в небольших группах. Теоретически возможность выяснить, как работала самая примитивная группа нейронов, могла бы стать хорошей отправной точкой для эволюционной модели.
Я думаю, что было бы хорошей идеей начать с меньшего, а затем расширить его, чтобы увидеть, насколько эволюционно могли возникнуть различные способы нейронных сетей. Вы могли бы даже добавить кривые вероятности, чтобы оценить вероятность эволюционного возникновения, но это должно было бы учитывать неизвестные факторы окружающей среды. В любом случае, если вы считаете, что на вопрос дан хороший ответ, не забудьте отметить его как отвеченный, чтобы другие люди могли сослаться на него!
Проблема в том, что в небольших группах нет особого давления на выбор нейронов. Я предлагаю вам смоделировать множество небольших групп нейронов, связанных друг с другом, и позволить ему начать выбирать наиболее эффективный способ отправки сигналов между группами. Мы знаем, что примитивные нейроны работали почти так же, как и наши, используя химические или электрические сигналы. Проблема не в том, как они посылают сигнал, а в том, как они выбирают, какой сигнальный путь является правильным для усиления и усиления.
Итак, если вы создаете свою симуляцию с небольшими группами нейронов (скажем, 100 на группу, путайтесь с размером) и имеете алгоритм, который укрепляет связи с группами вокруг него в зависимости от того, какую информацию нужно отправить и куда. Вероятно, вы можете смоделировать его, чтобы иметь группы нейронов, которые выполняют определенную математическую операцию, и дать ему (назовем это «мозгом») наборы задач для решения, которые требуют, чтобы он использовал все/некоторые/несколько небольших групп. Конечно, я понятия не имею, с чего начать, с теоретической точки зрения это звучит осуществимо.
Вы можете дополнительно добавить вариации к этому, изменив тип создаваемых соединений. Вам придется провести дополнительные исследования в области конкретной неврологии, поскольку существует несколько различных типов соединений, которые нейроны могут устанавливать друг с другом, и это влияет не только на скорость сигнала, но и на силу, когда он поступает, и на то, как этот сигнал распространяется, достигает порог и т.д.
Какими были первые нейронные системы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v