etology

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » etology » Теоретическая этология » Любая клетка способна обрабатывать информацию


Любая клетка способна обрабатывать информацию

Сообщений 1 страница 11 из 11

1

Искал повода начать новую рубрику, даже думал создать для этого отдельный раздел, но решил, что можно попробовать в уже имеющемся, тем более, что и название у него подходящее: "Теоретическая этология".
Я хочу поднять очень тяжелые теоретические вопросы, но не хочу выходить за рамки этологии, хотя и беру широко, чуть ли не на уровне общей биологии (а то, что выходит за эти рамки, уже давно в разделе "философия"). :)

Это моё начинание имеет целью систематизировать накопленные знания и осуществить прорыв в понимании, пусть локально, но понять как оно происходит. Мне это ужасно интересно. А ждать, когда же наконец наша славная наука до всего этого дойдёт своими маленькими шажками я не могу. Хочу сейчас. Пусть даже я окажусь не прав. Поэтому делаю это не для науки и не для собственной славы, а исключительно из любопытства и для собственного удовольствия. Если кому интересно - присоединяйтесь. Будем смотреть вместе.

Это первая такая тема. И посвящена она клетке и её информационной системе. Я буду называть такие темы леммами.

Лемма - это промежуточная теорема в математике. Есть аксиомы - положения принимаемые на веру и не требующие доказательств. Есть теоремы - это то, что требует доказательств. А есть леммы - это такие небольшие теоремки, которые нужно доказать, но они не имеют самостоятельного значения, и  служат лишь для того, чтобы на основании их потом доказывались бы теоремы большие, настоящие.

Вот это своё положение, о том, что клетки способны обрабатывать информацию, я и называю леммой. То есть это требуется доказать, но нам нужно это не само по себе, а для того, чтобы опираясь на это положение, мы могли бы доказывать вещи более значимые и серьезные.

Итак, лемма №1.

Любая (живая) клетка способна обрабатывать информацию.

Это касается как одноклеточных (неважно прокариот или эукариот, то есть бактерий или клеток с ядром), или клеток внутри организма у многоклеточных - все они по определению должны обладать способностью обрабатывать информацию.

На чем основывается это моё утверждение?

По моей теории (основы её изложены в разделе философия) живое отличается от неживого способностью управляемо обрабатывать информацию. А это значит, что любой живой организм (а клетка - это и есть такой простейший живой организм) может обрабатывать информацию по определению.

Чего я жду от участников форума (читателей этого моего поста)? Я жду от вас ссылок и сообщений подтверждающих (или опровергающих) данное положение. Лемма (на то она и лемма) нуждается в доказательстве, либо требуется доказать её неверность. Я тоже буду выкладывать сюда все относящиеся к данному вопросу данные, которые буду находить, с тем, чтобы как можно показательнее проиллюстрировать этот вопрос и вынести окончательный вердикт: могут или не могут.

Отредактировано VPolevoj (26-07-2010 12:32:48)

0

2

Я начинаю верить в телепатию..........вчера ночью зашел в ступор по части информации........решил начать новую тему...........
Пойду в философский раздел выполнить намеченное.

0

3

Начну выкладывать ссылки. Хотя, на мой взгляд, доказывать утверждение о том, что клетки обрабатывают информацию, нет необходимости, но раз уж назвал сиё утверждение леммой, так стало быть, теперь докажи.

1. Словарь на академике, термин "Поведение".
http://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_biology/4378/ПОВЕДЕНИЕ
Цитата:
"П. одноклеточных организмов складывается в осн. из автоматич. перемещений в сторону раздражителя или от него (положит, и отрицат. тропизмы и таксисы), причём раздражителями могут быть сила тяжести, свет, химич. компоненты среды, темп-pa и т. п. Уже эти элементарные формы П. требуют механизмов прямой и обратной связи между рецепторами клетки и её двигат. системами (реснички, жгутики). В П. простейших обнаружены зачатки индивидуальной приспособляемости — привыкание к стимулу, способность выбора между пищ. и непищ. объектами и др."

2. А.Р.Лурия Основы поведение одноклеточных и низкоорганизованных животных
http://www.zooeco.com/eco-mlek/eco-mlek205-08.html
Цитата:
" Представим себе, что простейшее одноклеточное животное помещено в трубку с водой. Одна сторона этой трубки нагревается, другая остается холодной. Одноклеточные, обладающие положительным термотропизмом, очень быстро сосредотачиваются в теплой части трубки. Попытаемся сейчас сочетать нагревание одного из концов трубки с освещением его; свет был раньше индифферентным для одноклеточного агента, простейшее никогда не реагировало на свет, приближаясь к нему или избегая его. Если, однако, несколько раз подряд освещать нагретую часть трубки, свет начинает приобретать для животного положительное значение: после этого опыта достаточно бывает осветить один конец равномерно нагретой трубки, чтобы одноклеточные сосредотачивались на этом освещенном конце. Этот опыт, проведенный Брамштедтом, показывает, что влияние, которое было раньше индифферентным, перестает быть безразличным для одноклеточного и вызывает у него такие реакции, которые раньше вызывал лишь непосредственный биотический агент – нагревание соответствующей части трубки.

Этот опыт имеет принципиальное значение. Он показывает, что даже у простейшего животного возникает новый тип реакции, не имеющий место у растения: даже простейшее начинает реагировать на ранее индифферентный небиотический раздражитель, если только этот раздражитель начинает сигнализировать жизненно важные для животного изменения в среде."

3. Русский гуманитарный интернет-университет. Лекция "Развитие поведения на ранних этапах филогенеза. Донервная жизнь и формирование нервной системы"
http://www.i-u.ru/biblio/archive/lurija_evpsih/01.aspx
Цитата:
"В качестве исходного фактора мы остановимся на наблюдениях над поведением амебы, в свое время проведенных американским исследователем Дженнигсом.

Известно, что прикосновение к телу амебы вызывает изменение в ее состоянии. На месте прикосновения возникают ложно – ножки (псевдоподии), амеба обхватывает этими лженожками объект, который вызвал раздражение (например, кусочек пищи или пылинки); если этот объект – кусочек пищи, который может быть усвоен амебой, лженожки замыкаются, пища заключается в протоплазму амебы и переваривается ею; если этот объект нейтральный, он выбрасывается амебой.

Близкое к этому, но более сложное поведение можно наблюдать и при реакции амебы на дистантные раздражители. В одних случаях амеба начинает приближаться к расположенному на расстоянии объекту и пытается захватить его; в других случаях она делает обратные движения, пытается уйти от раздражающего объекта. Иногда такое поведение амебы обнаруживает настолько значительную сложность, что у исследователей создается впечатление о том, что амебы «охотятся» или о том, что она «убегает от опасности»."

4. А.В. Олескин "Биосоциальность одноклеточных (на материале исследований прокариот)"
http://docs.google.com/View?id=dsx6xdh_20hdh3b4g9
Цитата:
"Этология обычно понимается как наука о поведении животных.   В рамках этологии особое развитие в последние десятилетия получили исследования социального поведения животных и формируемых ими групповых структур (социальная этология). Особая ее область посвящена исследованию поведения человека (этология человека), включая политическую деятельность (политическая этология, тесно связанная с современной биополитикой, см. Олескин, 2007).

Применимы ли  этологические категории к микробным системам? Целый ряд отечественных и зарубежных микробиологов склоняется к положительному ответу на этот вопрос. Так, С.Г. Смирнов ввел ещё в 1972 г. понятие «этология бактерий», определяя её как «формирующееся учение о поведенческих реакциях прокариот на клеточном и популяционном уровнях» (цит. по Смирнов, 1985)."

Дальше можно почитать про образование сообществ у простейших.

5. Строение и функционирование тела одноклеточных. Биология животных.
http://animaldir.ru/podcarstvo-odnokletochnye-protozoa

а) форма тела
http://animaldir.ru/wp-content/uploads/image060.jpg
У хороших пловцов тело удлиненное, веретеновидное, обтекаемое, а у «парящих» в толще воды — с причудливыми выростами, увеличивающими поверхность тела, что наряду с включениями в протоплазме (жировыми каплями, газовыми пузырьками) способствует пассивному плаванию. Обитающие на дне водоемов отличаются относительно большой массивностью. У многих тело заключено в раковину, которая у одних органической природы, у других, как у диффлугии, построена из песчинок, сцементированных выделениями тела.

б) процессы раздражимости
Цитата:
"Сытое одноклеточное животное, как и многоклеточное, иначе отвечает на пищевой раздражитель, чем голодное. Организмы, близко родственные, но живущие в разных средах, неодинаково реагируют на один и тот же раздражитель. Так, зеленые жгутиковые скапливаются в освещенной зоне водоема, а близкие к ним виды, но обитающие в затененных местах, лишенные хлорофилла, уходят от света."
"Ответная реакция на раздражение движением называется таксисом, на свет — фототаксисом, на электричество — гальвано-таксисом (инфузории парамеции, сувойки и др. плывут в электрическом поле к катоду), на температуру — термотаксисом, на механический раздражитель — тигмотаксисом, на химический –хемотаксисом. Таксисы различают положительные (движение к раздражителю) и отрицательные (уход от раздражителя). Например, у амеб хемотаксис отрицательный к слабым щелочам, положительный термотаксис к оптимальной температуре."
"Среди протозоа отличаются сложным поведением инфузории, имеющие и наиболее сложное строение тела. У ряда видов только в связи с питанием отмечено несколько форм движения. Сталкиваясь с резко неблагоприятными условиями, они могут двигаться задним концом и уходить от опасности."
"Восприятие раздражений извне, рецепторная функция, осуществляется покровами и их производными: ресничками, жгутиками и пр., а также специальными органоидами, имеющимися у ряда видов. Так, органы зрения имеются у жгутиковых. Глазок (стигма) образован скоплением оранжево-красных капель, за которым располагается слой особо дифференцированной   протоплазмы, а перед пигментным экраном — преломляющее свет тельце. В схеме такой глазок близок к схеме строения глаз у метазоа. У инфузорий описаны особые пузырьки с кристалликом внутри. Их называют статоцистами, а по функции принимают за органы равновесия. С изменением положения тела находящийся в пузырьке кристаллик, перемещаясь, давит на стенку пузыря в ином месте, что вызывает ответную реакцию восстановления положения тела в пространстве."

в) поведение, движение
"Изучение поведения одноклеточных животных показало его сложность, неодинаковость по отношению к воздействующим факторам, привыканию к раздражителю (световому и др.)."
"Движение. Функцию движения у протозоа выполняют временные образования — псевдоподии и постоянные — жгутики и реснички.

Решающее значение иногда приобретают изгибы тела, как это свойственно ряду жгутиковых и др. Многие жгутиковые и инфузории из плавающих в толще воды поступательное движение совершают преимущественно за счет винтообразного вращения тела, направляемого движением жгутика или ресничек."

г) сложное строение
http://animaldir.ru/wp-content/uploads/image066.jpg
http://animaldir.ru/wp-content/uploads/image068.jpg

д) коллективное поведение
http://animaldir.ru/wp-content/uploads/image070.jpg
Маленькие инфузории поедают большую.

е) размножение
У протозоа возможно как бесполое, так и половое размножение. И не так давно был обнаружен ещё один способ, когда амёбы при высыхании водоёма сползаются вместе и образуют нечто вроде многоклеточного организма, из которого вырастают нити со спорами на концах, похоже как у плесневых грибков. Споры разлетаются, давая новую жизнь, а все оставшиеся амёбы при этом погибают.

6. Профессор В. Я. Бродский, выступление на конференции «Современные проблемы биологии развития»
http://www.sunhome.ru/journal/114472
Цитата:
"У одноклеточных обнаружено так называемое социальное поведение. То есть эти организмы реагируют на сигналы от других членов одноклеточного сообщества. Причём координируется такое поведение теми же сигнальными молекулами, что и у млекопитающих, — нейротрансмиттерами, такими, как серотонин, дофамин, инсулин, норадреналин и др. При их участии происходит образование  межклеточных ассоциаций, которое «выгодно» одноклеточным, поскольку, как пояснил профессор Бродский, «в агрегатах лучшее, чем у разобщённых клеток, использование ресурсов и выше способность к выживанию». Недавние исследования показали, что прямые межклеточные взаимодействия могут дополнять нервную регуляцию. Выявлено изменение поведения клеток при старении организмов. Основываясь на результатах исследований последних лет, биологи пришли к выводу, что образование клеточных сообществ — один из важных факторов становления и эволюции многоклеточных."

И т.д. Не буду напрягать ваши умы.

Вывод, я думаю, понятен. Клетки, по крайней мере, одноклеточные организмы, которые мы рассмотрели, все способны обрабатывать информацию.

Отредактировано VPolevoj (26-07-2010 16:04:35)

0

4

Предварительные выводы

Хочу немного расширить отвоеванное пространство. Это ещё не сами выводы, но некоторые следствия, которые должны будут помочь нам в дальнейшем.

Итак, мы будем считать доказанным, что клетки умеют обрабатывать информацию. Что это для нас значит?

А это значит, что даже в таком маленьком организме уже присутствуют все необходимые для этого функции, а именно:
- органы (органеллы) осуществляющие ВХОД информации;
- органы (органеллы) осуществляющие ОБРАБОТКУ (преобразование) информации;
- органы (органеллы) осуществляющие ХРАНЕНИЕ (память) информации;
- органы (органеллы) осуществляющие ВЫВОД (на исполнители) информации.

И не будем забывать, что ВСЕ эти процессы в любом живом организме происходят под управлением. А это значит, что у них есть Управляющая система.

Как именно это происходит, и где расположены все эти образования у клеток - это ещё предстоит выяснить. Но то, что всё это в клетках есть - можно уже считать доказанным.

Все эти информационные процессы протекающие внутри клетки - по сути - биохимические, так как любую клетку можно рассматривать как сложно организованную химическую фабрику, живущую по своим внутренним законам. Но, несмотря на то, что всё это - биохимия, в клетке есть все необходимые процессы: и производство нужных ресурсов, и склад необходимого, и вывод отходов, и проектная мастерская, и центр управления, и, как мы уже выяснили, собственная система получения и обработки информации, включая память.

Посмотрите например этот фильм:
http://www.youtube.com/watch?v=5pwfFBNjMcA

И вы удивитесь, насколько всё внутри клетки сложно и гармонично устроено.

Отредактировано VPolevoj (30-07-2010 11:38:02)

0

5

Продолжу тему предварительных выводов из положения о том, что клетки могут обрабатывать информацию.

Любой многоклеточный организм состоит из клеток. А это значит, что какую-бы функцию большого организма мы не брали, в нём должны существовать клетки, которые и обеспечивают выполнение этой функции. То есть, всегда, в основе лежит клетка и её способность исполнять ту или иную функцию.

Возьмём для примера зрение.

Зрение (как функция) основывается на том, что в организме есть особые клетки, которые чувствительны к свету - они так и называются - фоторецепторы.

Но сама такая способность клеток - быть чувствительной к свету - не возникла на ровном месте, многие клетки, как мы знаем изначально чувствительны к свету (пример: такое явление как фототаксис у многих простейших).

И это положение иллюстрирует например такой факт.

У млекопитающих обнаружено запасное зрение

Мыши, в глазах которых отсутствуют так называемые колбочки и палочки, способны ориентироваться в пространстве, причём именно визуально. Как им это удаётся, выяснили учёные университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University).

Оказалось, информацию об окружающем пространстве животным поставляют ганглиозные клетки, содержащие пигмент меланопсин (MCGC).

Ранее считалось, что в глазах грызунов этот тип рецепторов регистрирует лишь изменения света, которые происходят в течение длительного времени и помогают мозгу составлять график сна и пробуждений. Детектированием же света, теней, формы и цвета объектов, то есть нормальным зрением – должны заниматься колбочки и палочки.

В своей статье  в журнале Neuron авторы отмечают, что MCGC-клетки дают мозгу гораздо больше данных, а также предоставляют мышам ни много ни мало пространственное зрительное восприятие. То есть грызуны, которых ранее считали слепыми, могут видеть картинки.

Команда биологов установила это, создав мышей, в сетчатке которых отсутствовали колбочки и палочки. Учёные отправили грызунов в лабиринт и обнаружили, что те видят рычаг с рисунком, который позволяет им "сбежать из плена".

Когда же в лабиринт отправили мышек и без палочек/колбочек, и без MCGC они не смогли найти выход. Чуть позже выяснилось, что грызуны с третьим типом фоторецепторов тоже способны разглядеть движение вращающегося барабана. То есть ганглиозные клетки могут формировать "не резкие, но всё же качественные изображения".

http://www.membrana.ru/lenta/?10637

А вот как это развивалось.

Простейшее зрение

http://www.membrana.ru/storage/img/o/o5d.jpg

Простейшую, но при этом столь необходимую и эффективную систему обследовали учёные из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) и Института Макса Планка (Max-Planck-Institut). Полученные данные помогут разобраться в эволюции такого важного органа, как глаз.

В качестве подопытного организма учёные взяли представителей вида Platyneris dumerilii (семейство нереид), которые обладают, пожалуй, самой простой в мире зрительной системой, состоящей всего лишь из двух клеток (одна с фоторецептором, другая с пигментом).

Зоопланктон (к которому относится и Platyneris dumerilii) – это мельчайшие создания, дрейфующие с морскими и океанскими течениями (другие примеры: копеподы и криль). Днём зоопланктон поднимается к поверхности из глубин и питается фитопланктоном.

Двигательные реакции, инициируемые светом, называются фототаксисом. Результат: самое большое ежедневное перемещение биомассы на Земле.

В своёй статье, опубликованной в журнале Nature, учёные рассказывают, как нереиды чувствуют свет и двигаются ему на встречу.

Две клетки, конечно же, не могут создавать сколько-нибудь полноценное изображение. Но планктон может определять направление света (чувствовать разницу между светом и темнотой) и, соответственно, корректировать своё движение.

Клетка с пигментом поглощает свет и создаёт тень над клеткой с фоторецептором. В зависимости от положения Platyneris dumerilii относительно источника света тень меняется. Светочувствительная клетка конвертирует это "изображение" в электрический сигнал, который по нерву передаётся жгутику. И он проталкивает планктон в нужную сторону.

"Долгое время никто не знал, как работает фототаксис в организмах с простейшими глазами и нервной системой", — говорит в пресс-релизе один из исследователей Детлев Арендт (Detlev Arendt) из EMBL.

Он и его коллеги считают, что именно так началась эволюция глаза.

http://www.membrana.ru/lenta/?8887

А вот какое зрение ещё бывает.

Креветка-богомол способна видеть поляризованный свет

Представители вида Odontodactylus scyllarus (креветка-богомол павлиновая) отряда ротоногих ракообразных (Stomatopoda) или раков-богомолов способны различать циркулярно-поляризованный свет – этот факт обнаружила группа нейробиологов под руководством Джастина Маршалла (Justin Marshall) из австралийского университета Квинсленда (University of Queensland).

До сих пор ни у одного представителя животного мира не было найдено и подтверждено подобной способности.

Человек может воспринимать две характеристики света – цвет (то есть длину волны) и яркость. Третья характеристика света – поляризация, нам недоступна. В этом отношении некоторые представители животного мира гораздо совершеннее нас: например, пчелы "узнают" линейно-поляризованный свет. Они различают его почти так же хорошо, как лучи разных цветов или яркости. Поскольку поляризованный свет встречается в природе достаточно часто, то им дано увидеть в окружающем мире нечто такое, что человеческому глазу недоступно.

Но и среди тех животных, воспринимающих поляризованный свет, нет таких, которые бы видели свет с круговой поляризацией. Только у некоторых жуков существуют своего рода щитки, которые меняют цвет, когда на них падает такой свет. Но этим всё и ограничивается.

А вот павлиновые креветки-богомолы воспринимают не только ту часть спектра, что и мы (а также способны видеть инфракрасные и ультрафиолетовые лучи), но и различают свет, поляризованный по кругу.

Биологи провели следующий эксперимент: они приучили нескольких особей кормиться из трубочки определённого "цвета" (одна из них была выкрашена краской, отражающей лево-, другая — правополяризованные волны). Три из четырёх особей научились правильно определять трубочку с левосторонней поляризацией, две из трёх — с правосторонней.

Конечно, группы животных были небольшими, но всё же этот выбор нельзя назвать случайным.

Видимо, определяет эту необычную способность строение глаз ракообразных: в центре "глазного яблока" у них имеются своеобразные полоски из шести рядов крошечных "глазок" — омматидий. Эти "линзы" расположены таким образом, что конвертируют "закрученный" вправо или влево свет в ту форму, которую способны воспринимать светочувствительные клетки, расположенные под ними.

Зачем ракам-богомолам нужно такое зрение? Пока это остаётся для учёных загадкой.

Однако кое-какие предположения всё же есть. Весьма вероятно, что данная форма зрительного восприятия используется в процессе спаривания. По крайней мере, у трёх мужских особей павлиновых креветок-богомолов биологи обнаружили части тела, способные отражать циркулярно-поляризованный свет, что может подтверждать данное умозаключение.

А если учесть, что раки-богомолы живут в мутной воде, то также возможно, что они используют подобную "раскраску" и её видение для какого-то секретного общения, ведь ни хищники, ни соперники (другие виды) этого не видят.

http://www.membrana.ru/lenta/?8088

Отредактировано VPolevoj (26-01-2011 17:21:45)

0

6

Специализация клетки

Сделаю ещё одно предварительное утверждение.

Любой многоклеточный организм не просто состоит из большого числа клеток, а он состоит из большого числа СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ клеток.

Что это значит?

А это значит, что все (или почти все) клетки в организме имеют специализацию, то есть, в организме нет просто клеток, а есть клетки мышц, клетки мозга, клетки крови, клетки печени и т.д. И каждая клетка в организме изменена таким образом, чтобы выполнять какую-нибудь специфическую работу (функцию): выделительную, защитную, транспортную, сократительную и т.д. Причем, для выполнения этой работы (функции) у клетки перестроено не только тело, но и вся биохимия, и часто настолько сильно, что та часть жизнедеятельности клетки, которая должна обеспечивать выполнение нужной функции, оказывается сильно гипертрофирована, подчас в ущерб всем остальным жизненным проявлениям клетки (например, у эритроцитов нет даже ядра). И это понятно, так как происходит примерно то же, что и в обществе у людей: специализация приводит к гипертрофированным диспропорциям в функциональности. И это означает, что каждая единица заточена на исполнение какой-то одной конкретной функции, а всё остальное у неё будет обеспечиваться через работу соседей. Кто-то другой произведёт для тебя питание, кто-то другой доставит его, кто-то позаботится о безопасности, и кто-то вычистит и уберёт отходы жизнедеятельности - от тебя же требуется одно: изо всех сил выполняй СВОЮ РАБОТУ, в чём бы она не заключалась.

И каждая клетка (в многоклеточном организме) только этим и занимается: изо всех сил выполняет СВОЮ РАБОТУ - узконаправленную и строго специализированную. Клетки кожи умирают на своём посту, но не пускают внешнего врага внутрь организма, а лимфоциты борются уже с врагами внутренними, клетки крови (эритроциты) несут другим клеткам кислород и забирают от них углекислый газ, мышечные клетки сокращаются, клетки почек и печени очищают организм от шлаков и ядов, жировые клетки запасают внутри себя питательные вещества и т.д. А в результате их совместной работы получается большой и слаженный ансамбль - живой организм.

Отредактировано VPolevoj (26-01-2011 17:23:34)

0

7

Можно уже провозгласить первую теорему.

Теорема №1.
Информационные функции в организме выполняют специализированные клетки - нейроны.

Мы знаем, что в организме есть такая функция - обработка информации. И мы знаем, что любая функция в организме реализуется через работу клеток - специализированных клеток. И мы также знаем, что такие специализированные клетки в организме есть, и называются они - нейроны. И... что?

Дело в том, что когда мы берём любые другие функции, не информационные, то мы видим, что уже имеющиеся у одноклеточных способности при специализации усиливаются настолько, что становятся гипертрофированно преувеличенными. Скажем, в любой клетке есть сократительные белки, но в мышечной клетке сократительные белки занимают практически ВСЮ полость клетки. Любая клетка способна накапливать питательные вещества "на черный день" в своих вакуолях, но в жировых клетках организма жир занимает практически ВСЮ полость клетки. И так происходит с любой функцией, какую бы мы ни взяли. Но это лишь пока мы не касаемся вопросов обработки информации.

Мы уже знаем, что любой одноклеточный организм, начиная с простейших бактерий, способен обрабатывать информацию. И, насколько известно, довольно сложным образом, включая образование ассоциативных связей, задействуя процессы обучения, научения, памяти, коммуникации с соседями и т.д. В организме, как мы тоже уже знаем, обработкой информации занимаются СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ клетки, и вроде бы, раз они специализированные, у них все процессы в их маленьком организме должны быть заточены под процессы восприятия, обработки, хранения и вывода информации. Причём даже в усиленном, гипертрофированном виде. А что мы видим? Как смотрит на это современная наука? А современная наука считает нейроны ПРОСТЕЙШИМИ интеграторами, и вся функция нейрона по представлениям современной науки сводится к суммации возбуждений приходящих на дендриты, и выдачи одного-единственного выхода на аксон, если сумма всех раздражений превышает порог собственного возбуждения. То есть, ни сложная работа клетки, ни специализация именно для обработки информации никак не учитываются. Они, эти современные горе-ученые, объяснили всё и так.

Так может и не нужно ничего? - А был ли мальчик? Может никакого мальчика и не было?

Может и не нужно... Но вот ведь какое дело: эти же ученые до сих пор не могут понять, где же в таком большом (а с точки зрения клетки - просто огромном) мозге прячется ПАМЯТЬ? Правильно: если нейрон - это просто интегратор, то памяти там нет и быть не может. А вот если считать, что любой нейрон - это СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ на обработке информации клетка, то есть ВСЁ устройство и функционирование нейрона заточено для получения, обработки, хранения и выхода информации. Причём, раз уж мы говорим о специализации, то это означает, что выполнение нейроном этой функции должно быть во много раз больше, сильнее и эффективнее, чем это делают одноклеточные организмы. И именно из такого положения вещей следует исходить, когда мы изучаем работу мозга.

Что из этого следует?

А следует из этого то, что каждая клеточка мозга становится активным элементом в процессе обработки информации, она, как маленький компьютер, не только пропускает через себя огромные потоки информации, но и хранит их, помня каждое своё состояние, и обрабатывает, осуществляя поиск решения на своём пусть маленьком, но очень важном месте, и выдаёт свои решения "на гора". То, что их много, приводит к эффекту голографического, или как сейчас принято называть, "облачного вычисления" - каждый элемент решает свою маленькую задачу, а вместе эти решения сливаются в один мощный поток.

Отредактировано VPolevoj (26-01-2011 17:24:55)

0

8

Взаимодействие нейронов между собой для решения общей задачи пока загадка.
Или следует предположить, что и этим ансамблем дирижирует отдельная система управления............

0

9

Клетки общаются с помощью природных нанотрубок

Биологи из Бергенского университета (Норвегия) собрали доказательства существования оригинального способа клеточной коммуникации.

Ещё шесть лет назад авторы, наблюдая клетки почки в световой микроскоп, обнаружили соединяющие их нанотрубки, длина которых в несколько раз превышала диаметр самих клеток, и сообщили об этом открытии в журнале Science. Выяснилось, что такие нанотрубки содержат F-актин и могут использоваться различными клетками для передачи молекул. В чашке Петри иммуноциты, к примеру, «обменивались» ВИЧ-1, а прионы переходили от одного нейрона к другому.

При этом механизм связи клеток с помощью нанотрубок оставался неясным, и многие учёные отнеслись к этому исследованию скептически.

Полученные биологами новые данные свидетельствуют о том, что нанотрубки служат каналом передачи электрических сигналов на расстояние в 10–70 мкм, а помогают им в этом давно известные специалистам щелевые контакты. При отсутствии белков щелевых контактов или блокировании их действия электрическое соединение не устанавливалось. «Теперь нанотрубки попадают в область привычных биологических концепций, — говорит микробиолог Уолтер Моутс (Walther Motes) из Йельского университета. — Всё объясняется вполне логично».

http://science.compulenta.ru/upload/iblock/e89/Formation.jpg

По мнению норвежских исследователей, передача сигналов такого типа может координировать миграцию клеток в развивающемся эмбрионе. Нанотрубки могут представлять собой и дополнительный уровень соединения клеток в мозге, который сделает систему ещё более сложной.

http://science.compulenta.ru/564075/?r1 … mp;r2=news

Мой комментарий к статье.

Микротрубочки в клетке играют не только роль каркаса, но и транспортные функции, по ним, как по рельсам движутся нужные белки, а так же роль скелетных мышц в процессе движения, это когда у клетки отрастают ложноножки, и клетка выполняет ими различные движения. То есть микротрубочки следует относить к исполнителям информационной машины клетки - это те элементы, с помощью которых клетка ВЫПОЛНЯЕТ различные действия, в том числе и осуществляет коммуникацию с другими клетками.

Попробую найти фотографии микросрезов синапсов, где показано, что между двумя нейронами в синапсе напрямую проходят микротрубочки, и скорее всего по ним осуществляется транспорт веществ.

Отредактировано VPolevoj (27-10-2010 17:19:40)

0

10

неэтолог написал(а):

Взаимодействие нейронов между собой для решения общей задачи пока загадка.
Или следует предположить, что и этим ансамблем дирижирует отдельная система управления............

Ритмы головного мозга, организующие работу его нервных клеток

21 сен - РИА Новости.
Ученые впервые сумели показать, что слаженность работы различных типов нервных клеток головного мозга достигается за счет характерных ритмов их работы, благодаря которым даже удаленные друг от друга нейроны получают возможность работать сообща, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Именно эта способность нейронов из различных отделов головного мозга и позволяет человеку и животным выполнять сложные действия при восприятии окружающего мира, выработке ответной реакции и воплощении её в собственных действиях.

Например, даже такое простое действие, как попытка поймать на лету подброшенный мяч требует, во-первых, активации области мозга, ответственной за зрительное восприятие, на основании чего мозг затем с помощью отдельных нейронов рассчитывает траекторию и скорость полета, выбирает подходящее время для действия и затем направляет работу мышц, заставляющих руки ловить мяч.

Нейроны, отвечающие за выполнение всех этих функций в отдельности, находятся в удаленных друг от друга областях головного мозга, а потому ученые до последнего времени не знали, каким образом им удается работать сообща.

"Наша работа показывает, что так называемые нервные осцилляции - коллективные колебания электрической активности - являются критическим механизмом организации активности индивидуальных нейронов", - сказал ведущий автор исследования Хосе Кармена (Jose Carmena), слова которого приводит пресс-служба Калифорнийского университета в Беркли.

В своей работе команда Кармена проанализировала данные электрической активности различных групп нейронов головного мозга четырех обезьян - макак. Животные находились под наблюдением в течение четырех лет. Две из них были задействованы в выполнении умственных задач с помощью специальных компьютерных программ, а две другие выполняли умственные задачи, связанные с непосредственными целенаправленными действиями в меняющейся окружающей среде.

При этом с помощью массива электродов, внедренных в мозг животных, ученые проводили запись коллективной активности его нервных клеток. Авторы публикации пытались выявить взаимосвязь между возникновением пиковых потенциалов, так называемых спайков, в активности нейронов, передающих нервные импульсы от одной нервной клетки к другой или вызывающих сокращения мышц, с фоновыми ритмами электрических колебаний в тканях головного мозга.

Как выяснилось, различные нейроны головного мозга в удаленных друг от друга отделах оказались "настроены" на одну и ту же частоту этих колебаний. Именно работа на этой частоте и помогает им выполнять операции с информацией сообща. Например, нейроны, работающие на частоте 25-40 герц, особенно важны для корректного планирования выполнения движений тела.

"Когда множества нейронов, распределенных по всему мозгу, настроены на специфический для них шаблон электрической активности на определенной частоте, то в дальнейшем в какой бы части мозга этот тип активности ни возникал, настроенные на него нейроны могут функционировать как единое целое", - отметил соавтор статьи Райан Кэнолти (Ryan Canolty).

При этом два нейрона, находящиеся рядом в коре головного мозга, могут быть совершенно не зависимыми друг от друга и активизироваться в совокупности с абсолютно разными группами нейронов.

"Это работает как радиосвязь на разных частотах, используемая для оповещения гражданских лиц, сотрудников милиции, пожарных и спасателей, координирующих свою работу в условиях чрезвычайной ситуации где бы то ни было", - добавил Кэнолти.

Ученые полагают, что их исследование поможет разработке нового поколения систем обмена данными между мозгом и электронными устройствами или новых методик лечения расстройств в работе мозга с помощью электрической стимуляции.

http://www.rian.ru/science/20100921/277755788.html

Отредактировано VPolevoj (22-09-2010 11:03:33)

0

11

Настройка на разные частоты это относительно понятно, можно себе представить.
При этом информацию ведь все равно нужно передавать на значительные расстояния. Как происходит передача информации не уловил.
Может быть подобно тому, как используются различные типы модуляций в технике?

0


Вы здесь » etology » Теоретическая этология » Любая клетка способна обрабатывать информацию


бесплатные форумы