Um Menschen zu werden, haben Affen nicht genug Arbeitsgedächtnis • Alexander Markov • Wissenschaftsnachrichten zu den "Elementen" • Ethologie, Neurobiologie, Anthropologie, Evolution

Um Affen zu werden, haben Affen nicht genug Arbeitsspeicher.

Schimpansen aus dem Tay-Nationalpark (Côte d'Ivoire) sind stolpernd (noch aus dem Film auf YouTube)

Es wird eine Hypothese vorgeschlagen, wonach der qualitative Unterschied zwischen dem Intellekt des Menschen und Affen der Mangel an Fähigkeit ist, rekursiv zu denken, dh logische Operationen auf die Ergebnisse früherer ähnlicher logischer Operationen anzuwenden. Die Unfähigkeit zur Rekursion beruht auf der geringen Kapazität des "Arbeitsgedächtnisses", das bei Affen nicht gleichzeitig mehr als zwei oder drei Konzepte aufnehmen kann (beim Menschen bis zu sieben).

Das menschliche Gehirn unterscheidet sich vom Gehirn unserer nächsten ausgestorbenen Verwandten – Schimpansen und Bonobos – hauptsächlich in der Größe (es ist dreimal so massiv). Strukturelle Unterschiede sind relativ gering und beschränken sich hauptsächlich auf die Abteilungen, die sich mit der Lösung sozialer Probleme befassen. Diese Tatsache, zusammen mit den Ergebnissen von Studien der Affenintelligenz, legt nahe, dass die Unterschiede zwischen menschlicher Intelligenz und höheren Affen nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ sind: Affen haben dieselben mentalen Fähigkeiten wie wir, nur sind alle diese Fähigkeiten weniger entwickelt ( sehendie Auswahl von Verweisen in der Affennotiz verwendet menschliche Gesten sinnvoll, "Elemente", 12.12.2008). Es ist jedoch möglich, dass sich quantitative Veränderungen in einigen Fällen zu qualitativen Veränderungen entwickeln können.

Einige Fähigkeiten im Laufe der menschlichen Evolution könnten sich schneller entwickeln als andere – zum Beispiel soziale Intelligenz (siehe Hauptunterschied zwischen Mensch und Affe Intelligenz, "Elements", 13.09.2007). Dies stimmt mit der Tatsache überein, dass einige Teile des Gehirns (zum Beispiel der präfrontale Kortex) während der Anthropogenese stärker zunahmen als andere.

Mehr Speicher – mehr Verstand

Ein Anstieg des Gehirns sollte fast zwangsläufig und automatisch zu einer Steigerung des Gedächtnisses führen. Schließlich ist die Erinnerung, wie Sie wissen, nicht in einem speziell dafür bestimmten Teil des Gehirns gespeichert, sondern in allen Abteilungen verteilt, und dieselben Neuronen, die während der direkten Erfahrung eines Ereignisses angeregt wurden, werden zum Auswendiglernen verwendet (siehe: Neuronen konkurrieren um das Recht, daran teilzunehmen) Bildung von Reflexen, "Elemente", 26.04.2007). Eine Erhöhung der Erinnerungsmenge wiederum kann sich theoretisch als ausreichende Erklärung für alle anderen "Verbesserungen" unseres Denkapparats erweisen.In diesem Fall ist die Analogie zu einem Computer zulässig: Es ist bekannt, dass je mehr Speicher ein Computer hat, desto komplexere Programme können ausgeführt werden, und diese Abhängigkeit funktioniert sogar mit demselben Prozessor in ziemlich großen Grenzen.

Der Anthropologe Dwight Reed (Dwight W. Read) von der University of California in Los Angeles glaubt, dass intellektuelle Fähigkeiten besonders von der Menge des so genannten Arbeitsgedächtnisses abhängen. In einfachen Worten ist dies der Teil des Gedächtnisses, in dem die Informationen, die das Subjekt gerade benötigt, gespeichert und verarbeitet werden.

Nach modernen Konzepten hat das Arbeitsgedächtnis eine eher komplexe Struktur. Die zentrale Stelle darin ist die "Exekutivkomponente" (zentrale Exekutivkomponente), die in einem der Abschnitte des präfrontalen Kortex lokalisiert ist (nämlich in den Feldern von Brodman 9 und 46). Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Aufmerksamkeit auf die Informationen zu richten, die das Subjekt benötigt, um dringende Probleme zu lösen. Diese Information selbst kann woanders gespeichert werden. Es wird normalerweise Kurzzeitgedächtnis genannt und wird als Komponente des Arbeitsgedächtnisses betrachtet (obwohl esterminologische Meinungsverschiedenheiten, und in anderen Zusammenhängen kann der Begriff "Kurzzeitgedächtnis" eine andere Bedeutung haben – zum Beispiel eine breitere, die nicht nur beinhaltet, worauf fokussiert wird. Computeranalog des Kurzzeitgedächtnisses (verstanden als Teil des Arbeitsgedächtnisses) sind Prozessorregister. Außerdem enthält der Arbeitsspeicher eine Anzahl von Hilfsstrukturen (siehe Baddeley's Modell des Arbeitsgedächtnisses).

Von zentraler Bedeutung ist die Menge an Kurzzeitgedächtnis, gemessen an der Anzahl der Ideen oder Konzepte, mit denen die "exekutive Komponente" des Arbeitsgedächtnisses gleichzeitig arbeiten kann. Diese wichtigste Eigenschaft des Arbeitsgedächtnisses wird die Kurzzeitarbeitsgedächtniskapazität (ST-WMC) genannt. Zahlreiche Experimente haben gezeigt, dass bei Menschen ST-WMC ≈ 7 (obwohl einige Forscher dazu neigen, die Schätzungen zu senken, in der Größenordnung von 4-5). Die meisten Tiere können nicht in einem Komplex, als Teil einer einzigen logischen Operation, mehr als ein, maximal zwei Ideen denken (ST-WMC ≤ 2).

Die von Reed vorgeschlagene Hypothese besteht aus drei Hauptpunkten:

1) Unsere nahen Verwandten (Schimpansen und Bonobos) haben ST-WMC ≤ 3. Eine gleichzeitige Operation mit drei Konzepten ist die Grenze der Möglichkeiten für moderne Affen,und höchstwahrscheinlich für den letzten gemeinsamen Vorfahren des Schimpansen und einen Mann, der vor etwa 6 Millionen Jahren lebte (sonst müsste man bei der Schimpansenlinie einen geistigen Abbau annehmen, und dafür gibt es keinen Grund).

2) Die geringe Menge an Kurzzeitgedächtnis erlaubt es Affen nicht, rekursiv zu denken, und dies ist der wichtigste qualitative Unterschied zwischen Affenintelligenz und menschlicher Intelligenz. Rekursives Denken ist notwendig, um eine Vielzahl von Aufgaben zu lösen – von Steinwerkzeugen, die fortschrittlicher sind als das manuelle Schneiden. Homo erectus, bis zur Aufklärung der Verwandtschaftsbeziehungen und der Bildung der Struktur der Gattung ("Ich bin der Sohn von so und so, der Sohn von so und so" ist ein Beispiel für rekursives Denken).

3) Während der Anthropogenese stieg ST-WMC allmählich von 2-3 (beim gemeinsamen Vorfahren von Menschen und Schimpansen) auf 7 (bei modernen Menschen). Dieses Wachstum spiegelt sich in der Zunahme des Hirnvolumens (der präfrontale Kortex, in dem sich die "Exekutivkomponente" des Arbeitsgedächtnisses befindet), sowie in der Kompliziertheit der Steinwerkzeuge.

Der Hauptteil des Artikels ist den Beweisen der ersten Position gewidmet.

Prick Nüsse nicht an alle gegeben

In einigen Populationen von wilden Schimpansen von Generation zu Generation seit Tausenden von Jahren vergangenFähigkeit, Nüsse mit Steinen zu hacken. Das ist kein angeborenes Verhalten: Junge Affen lernen von seiner Mutter oder älteren Kameraden. Anscheinend benötigen Affen extreme mentale Belastung, um diese Wissenschaft zu meistern. Reed betont, dass nicht alle Schimpansenpopulationen das Geheimnis haben, Nüsse zu knacken, obwohl Nüsse für sie eine sehr wertvolle Nahrungsquelle darstellen. Gefangene Schimpansen können normalerweise nicht herausfinden, wie man eine Nuss öffnet, auch wenn sie viele Nüsse und geeignete Steine ​​bekommen.

Im Nationalpark Taï in Côte d'Ivoire und in den Wäldern nahe dem Dorf Bossou in Guinea wurden detaillierte Beobachtungen von Schimpansenspalten durchgeführt.

Die Tai-Schimpansen werden mit zwei Gegenständen manipuliert: einer Nuss und einem Stein, der als Hammer benutzt wird (siehe Video). Amboss sind Reliefelemente, die nicht manipuliert werden müssen – zum Beispiel ein flacher Steinausgang oder eine Baumwurzel. In Tay können alle erwachsenen Affen Nüsse hacken. Natürlich kann jeder Schimpanse lernen, mit zwei Objekten umzugehen.

Schimpansen von Boss versuchen, drei Objekte auf einmal zu bewältigen, weil es üblich ist, dass sie einen kleinen Stein als Amboss benutzen,was Sie auswählen und richtig installieren müssen. Normalerweise ist der Amboss wacklig und muss gehalten werden. Manchmal wird das vierte Objekt verwendet – der Keilstein, mit dem die Schimpansen vom Amboss gestützt werden, um nicht zu schwanken. Aber in diesem Fall fackelt der Affe zuerst mit zwei Objekten (Amboss und Keil) und dann mit drei Objekten (Amboss, der noch gehalten werden muss, mit einer Mutter und einem Hammer). Niemand versucht, mit vier Objekten gleichzeitig zu arbeiten (der Keil wird nicht gehalten).

Die Kunst, Nüsse zu knacken, ist lang und schmerzhaft. Im Alter von anderthalb Jahren beginnen Affen, einzelne Handlungen im Komplex nachzuahmen (zum Beispiel klopfen sie mit der Hand auf eine Nuss). Mit etwa 2,5 Jahren führen sie bereits Sequenzen von zwei Aktionen aus (zum Beispiel legen sie eine Nuss auf einen Stein und klopfen darauf). Erst im Alter von 3,5 Jahren sind sie in der Lage, die gesamte Operationskette korrekt auszuführen: den Amboss finden, eine Nuss aufsetzen und einen Stein treffen.

Wenn der Schimpanse vom Chef nicht gelernt hat, Nüsse vor 5 Jahren zu hacken, wird er nie lernen. Bis zum Ende seiner Tage wird der arme Affe mit Neid auf seine Stammesgenossen blicken, die geschickt herumstochern, aber er kann immer noch nicht herausfinden, was das Geheimnis hier ist.Es gibt ungefähr ein Viertel solcher "Verlierer" in der Boss-Population. Manchmal versuchen sie es erneut, aber sie können nicht verstehen, dass sie drei Dinge brauchen, und sie versuchen, zwei Dinge zu tun. Zum Beispiel versuchte eine siebenjährige Frau, die nicht gelernt hat, Nüsse richtig zu stechen, eine Nuss, die auf einem Stein liegt, mit einer Hand oder einem Fuß zu brechen (wie wir uns erinnern, tun dies gewöhnlich junge Babys im Alter von 2,5 Jahren).

Nach eingehender Analyse aller Meinungen, die von Experten in dieser Hinsicht geäußert wurden, kommt Reed zu dem Schluss, dass, um Nüsse zu hacken, wie es in Tai üblich ist, ST-WMC = 2 ist. Für anspruchsvollere Technologien, die vom Boss-Schimpansen praktiziert werden = 3, aber nicht alle Individuen erreichen solche intellektuellen Höhen. Wahrscheinlich, für jene Affen, die diese Kunst niemals beherrschen, kann das Kurzzeitgedächtnis nur zwei Objekte aufnehmen (ST-WMC = 2). Theoretisch können auch andere Erklärungen zu beobachtbaren Fakten angeboten werden (zum Beispiel könnten Schimpansen Aufgaben untereinander teilen – einige suchen nach Nüssen, andere werden gehackt, und dann müssen Sammler nicht lernen, Nüsse zu hacken). Reed prüft dies und eine Reihe weiterer möglicher Erklärungen peinlich genau und zeigt, dass sie von den Fakten nicht gestützt werden.

Ähnliche Schlussfolgerungen können aus Beobachtungen anderer Arten von Schimpansenwerkzeugaktivitäten gezogen werden. Die gleichzeitige Manipulation von zwei Objekten wird sehr oft gefunden, drei – selten, vier – nie.

Rote Würfel nach links, grün nach rechts

Wenn Sie einem kleinen Kind viele verschiedene Objekte geben (z. B. Würfel in verschiedenen Farben und Größen), dann beginnt das Kind manchmal ohne irgendeine Aufforderung, sie nach einem Prinzip in Haufen anzuordnen. Dies ermöglicht es, die Entwicklung des Denkens zu beobachten. Solche Experimente wurden wiederholt mit menschlichen Kindern und mit Babyaffen durchgeführt.

Kinder beginnen im Alter von 12 Monaten "Klassifizierungen erster Ordnung" zu erstellen (das Erstellen einer Gruppe von Objekten, die nach bestimmten Attributen kombiniert werden, z. B. rote Würfel). Schimpansen erreichen diese Stufe erst in 2 Jahren. Um gleichzeitig zwei Gruppen von Objekten zu schaffen, beginnen Kinder bei 18 Monaten, Schimpansen – ungefähr 4 Jahre. Im Alter von drei Jahren können Kinder bereits drei Objektgruppen gleichzeitig erschaffen. Schimpansen erreichen dieses Stadium fast nie, abgesehen von einigen besonders begabten Personen, die von Menschen erzogen wurden und Sprachkenntnisse beherrschen.Für Schimpansen ist das die Grenze, und Kinder entwickeln sich weiter.

Diese Ergebnisse zeigen nach Reed wiederum, dass das Arbeitsgedächtnis eines Schimpansen nicht mehr als 2-3 Konzepte enthält.

Reed analysierte auch Daten von zwei berühmten Affen, die die Sprache beherrschten (Schimpanse Nim und Bonobo Kanzi). Sie lernten, mit Menschen zu kommunizieren, indem sie ein speziell entworfenes System von Zeichen und Wörtern benutzten. Wenn wir Aussagen mit wiederholten Worten verwerfen (wie etwa "eine Banane geben, geben, geben, geben, geben"), dann stellt sich heraus, dass die Häufigkeit der Verwendung von Phrasen in Nim und Kanzi exponentiell mit der Anzahl der Wörter im Satz abnimmt. Bis zum Ende ihrer Tage blieben beide Affen Anhänger einsilbiger Aussagen. Kanzi verwendete Sätze aus zwei Wörtern etwa zehnmal weniger als einzelne Wörter, aus drei – in Einzelfällen. Längere Phrasen sind nicht nur extrem selten, sondern auch zweifelhaft (das dritte, und noch mehr, das vierte Wortzeichen hat den ersten beiden Zeichen gewöhnlich keine neue Bedeutung gegeben). Kinder, im Gegenteil, bereits im Alter von zwei Jahren verwenden Sätze aus zwei Wörtern häufiger als einsilbige Aussagen. Neem und Kanzi erreichten dieses Niveau nie.

Genau die gleiche exponentielle Abnahme der Häufigkeit von Ereignissen wird auch für Manipulationen mit Objekten beobachtet (wie die Anzahl vonObjekte) und für Sequenzen von Gesten (wenn die Anzahl der Gesten in der Sequenz zunimmt).

Wenn man alle verfügbaren Daten zusammenfasst, anhand derer man die Dynamik von ST-WMC mit zunehmendem Alter bei Menschen und Affen beurteilen kann, schlussfolgerte Reed, dass verschiedene kognitive Fähigkeiten, die vermutlich das Ausmaß von ST-WMC widerspiegeln, sich erst beim Menschen entwickeln bei niederen (nichtmenschlichen) Affen; Menschenaffen nehmen eine Zwischenposition ein. Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Fähigkeiten entwickeln, ist bei Menschen maximal, bei niederen Affen minimal; die Humanoiden finden sich wieder in der Mitte wieder. Schließlich vollendet sich die Entwicklung dieser Fähigkeiten zuerst bei den niederen Affen und später bei allen – beim Menschen; Anthropoiden, wie immer, in der Mitte.

So beginnt bei Menschen die geistige Entwicklung früher, geht schneller und endet später als bei Affen. Im Allgemeinen ist die intellektuelle Entwicklung von Menschen und Schimpansen bis zum Alter von drei Jahren mehr oder weniger vergleichbar. Danach wird die Entwicklung von Schimpansen stark verlangsamt, und die Menschen beginnen, ihnen schnell zu entkommen. Für Schimpansen endet alles bei etwa vier Jahren bei ST-WMC = 2 oder höchstens 3.Die Menschen entwickeln sich weiter entlang der vorherigen "Flugbahn" und erreichen das Niveau von ST-WMC 7 um etwa 12 Jahre.

Evolution des Geistes, gefangen in Stein

Im letzten Teil des Artikels analysiert Reed die Entwicklung paläolithischer Technologien sowie die Zunahme der Gehirngröße und versucht anhand dieser indirekten Anzeichen herauszufinden, wie sich die Menge des Kurzzeitgedächtnisses während der Anthropogenese verändert hat. Die Reed-Technologie unterteilt die Technologie in 7 Gruppen nach dem Grad der "konzeptionellen Komplexität": beginnend mit der Verwendung von vorgefertigten Stäben, von denen Sie nur die zusätzlichen Knoten und Blätter abreißen müssen (Level 1) bis zur Altsteinzeit-Technologie der sequentiellen Ablösung vieler prismatischer Klingen aus dem gleichen Kern (Level 7). Laut Reed sind nur Technologien der Stufe 7, die vor weniger als 50 000 Jahren auftraten, zweifellos rekursiv. Ihre Rekursivität besteht darin, dass die Klingen nicht willkürlich abgespalten werden, sondern so, dass gleichzeitig der Kern für die Abspaltung der nächsten Klinge vorbereitet wird. Gleichzeitig ist es notwendig, gleichzeitig die dreidimensionale Form des Kerns zu berücksichtigen, seine Position zu kontrollieren und mit hoher Genauigkeit den Anschlag zu manipulieren.Die Technik der sechsten Stufe – die Levallois-Spaltung (siehe Levallois-Technik), die vor etwa 300.000 Jahren auftrat, erforderte vielleicht rekursives Denken, aber Reed ist sich nicht ganz sicher.

Laut dem Forscher, Homo habilisDurch die Beherrschung der Technologie der vierten Stufe (Olduvai Pebble Tools mit einer Schneide) betrug der Wert von ST-WMC etwa 4. At Homo erectus mit seinen zweischneidigen Hacks (Level 5) hat ST-WMC fünf erreicht. Bei Neandertalern und den ältesten Sapiens, die die Technologien der sechsten Stufe beherrschten, war ST-WMC ungefähr gleich sechs. Schließlich die ersten Anzeichen einer "genuin menschlichen" Kultur, die vor etwa 70.000 Jahren in Afrika auftrat (siehe: Der Ursprung der menschlichen Kultur in Afrika fand in zwei Etappen, "Elements", 05.11.2008), sowie das etwas spätere Auftreten der Technologie der siebten Ebene möglicherweise markiert die Ausbreitung einer genetischen Mutation, die die Leistung der "Exekutivkomponente" des Arbeitsgedächtnisses erhöhte und ST-WMC auf sieben erhöhte, was den Sapiens plötzlich mit allen Möglichkeiten eines vollwertigen rekursiven Denkens eröffnete.

Dynamik der Technologieentwicklung, Wachstum der Gehirngröße und Kurzzeitgedächtnis während der Anthropogenese. Entlang der horizontalen Achse – Zeit in tausend Jahren (KBP – Kiloyears vor der Gegenwart). Auf der linken vertikalen Achse – Enzephalisierungsrate (siehe Enzephalisierung), die die Größe des Gehirns widerspiegelt, angepasst an die Körpergröße. Auf der rechten vertikalen Achse – geschätzte Arbeitsspeicherkapazität (ST-WMC). Graue vertikale Balken Die Momente der Entstehung von Technologien der neuen Ebene werden gezeigt (Ebenen von der dritten bis zur siebten werden gezeigt, da die ersten zwei Ebenen vor der Teilung der menschlichen und Schimpansenlinien erschienen). Pan – Schimpansen, A. – Australopithecus. Abb. aus dem Artikel in Frage Evolutionspsychologie

Die Reed-Hypothese als Ganzes scheint ziemlich plausibel zu sein, obwohl es eine Reihe von schlecht gearbeiteten Momenten darin gibt (zum Beispiel wird die Beziehung zwischen dem Wert von ST-WMC und der Fähigkeit zum rekursiven Denken nicht sehr klar argumentiert). Die allgemeine Vorstellung, dass sowohl die quantitativen als auch die qualitativen Unterschiede in der Intelligenz von Menschen und Affen in erster Linie durch die Menge des Gedächtnisses erklärt werden, einschließlich der "arbeitenden", ist jedoch fast sicher richtig.

Quelle: Dwight W. Lesen. Arbeitsgedächtnis: Ein primäres rekursives Denken der homogenen Evolution (PDF, 370 Kb) // Evolutionspsychologie. 2008. V. 6. P. 676-714.

Siehe auch:
Schimpansenarchäologie – Steinwerkzeuge, die von Schimpansen vor 4.300 Jahren benutzt wurden.

Alexander Markow


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