stringtranslate.com

Когнитивная биология

Когнитивная биология – это развивающаяся наука, которая рассматривает естественное познание как биологическую функцию . [1] Он основан на теоретическом предположении, что каждый организм — будь то отдельная клетка или многоклеточный — постоянно участвует в систематических актах познания в сочетании с преднамеренным поведением, то есть сенсорно-моторной связью . [2] То есть, если организм может чувствовать стимулы в окружающей среде и реагировать соответствующим образом, он является когнитивным. Любое объяснение того, как естественное познание может проявляться в организме, ограничено биологическими условиями, в которых его гены переживают от одного поколения к другому. [3] А поскольку, согласно дарвиновской теории, виды каждого организма развиваются от общего корня, необходимы три дополнительных элемента когнитивной биологии: (i) изучение когнитивных функций у одного вида организмов полезно посредством контрастирования и сравнения, чтобы изучение когнитивных способностей других видов; [4] (ii) полезно исходить от организмов с более простыми когнитивными системами к организмам с более сложными когнитивными системами, [5] и (iii) чем больше число и разнообразие изучаемых в этом отношении видов, тем лучше мы понимаем природу познание. [6]

Обзор

В то время как когнитивная наука пытается объяснить человеческое мышление и сознание , работа когнитивной биологии сосредоточена на наиболее фундаментальном процессе познания любого организма. За последние несколько десятилетий биологи исследовали когнитивные способности у крупных [7] и мелких организмов, [8] как растений [9] , так и животных. [10] «Все больше данных свидетельствуют о том, что даже бактерии сталкиваются с проблемами, давно знакомыми ученым-когнитивистам, в том числе: интеграция информации из нескольких сенсорных каналов для выработки эффективного ответа на изменяющиеся условия; принятие решений в условиях неопределенности; общение с сородичами и другими людьми (честно и обманно); и координация коллективного поведения для увеличения шансов на выживание». [11] Если не думать и не воспринимать так, как это понимают люди, акт базового познания, возможно, представляет собой простой пошаговый процесс, посредством которого организм ощущает стимул , затем находит соответствующий ответ в своем репертуаре и воспроизводит ответ. Однако биологические детали такого базового познания не были ни описаны для очень многих видов, ни достаточно обобщены, чтобы стимулировать дальнейшие исследования. Отсутствие подробностей связано с отсутствием науки, посвященной задаче выяснения когнитивных способностей, общих для всех биологических организмов. Другими словами, наука когнитивная биология еще не создана. [12] Пролегомены [ 13] для такой науки были представлены в 2007 году, и несколько авторов [14] опубликовали свои мысли по этому вопросу с конца 1970-х годов. Тем не менее, как показывают примеры из следующего раздела, не существует ни консенсуса по теории, ни ее широкого применения на практике.

Хотя эти два термина иногда используются как синонимы, [15] когнитивную биологию не следует путать с биологией познания в том смысле, в котором ее используют приверженцы чилийской школы биологии познания. [16] Биология познания, также известная как школа Сантьяго, основана на работах Франсиско Варелы и Умберто Матураны, [17] которые разработали доктрину аутопоэзиса . Их работа началась в 1970 году, тогда как первое упоминание о когнитивной биологии Брайаном Гудвином (обсуждаемым ниже) было в 1977 году с другой точки зрения. [18]

История

«Когнитивная биология» впервые появилась в литературе как статья с таким названием Брайана Гудвина в 1977 году. [19] Там и в нескольких связанных публикациях [20] Гудвин объяснил преимущества когнитивной биологии в контексте своей работы по морфогенезу. . Впоследствии он перешел к другим вопросам структуры, формы и сложности, практически не упомянув когнитивную биологию. Без сторонников концепция когнитивной биологии Гудвина еще не получила широкого признания.

Помимо эссе Маргарет Боден о концепции Гудвина, написанного в 1980 году, следующее словосочетание «когнитивная биология» как фраза в литературе появилось в 1986 году у профессора биохимии Ладислава Ковача. Его концепция, основанная на естественных принципах, основанных на биоэнергетике и молекулярной биологии, кратко обсуждается ниже. Продолжающаяся пропагандистская деятельность Ковача имела большее влияние на его родине, в Словакии, чем где-либо еще, отчасти потому, что некоторые из его наиболее важных статей были написаны и опубликованы только на словацком языке.

К 1990-м годам прорывы в молекулярной, клеточной, эволюционной биологии и биологии развития породили рог изобилия теорий, основанных на данных, имеющих отношение к познанию. Однако, кроме уже упомянутых теоретиков, никто, кроме Ковача, не занимался когнитивной биологией.

Когнитивная биология Ковача

В книге Ладислава Ковача «Введение в когнитивную биологию» (Kováč, 1986a) перечислены десять «принципов когнитивной биологии». В следующем году был опубликован близкий тридцатистраничный документ: «Обзор: биоэнергетика между химией, генетикой и физикой». (Ковач, 1987). В последующие десятилетия Ковач разрабатывал, обновлял и расширял эти темы в частых публикациях, в том числе «Фундаментальные принципы когнитивной биологии» (Ковач, 2000), «Жизнь, химия и познание» (Ковач, 2006a), «Информация и знания». в области биологии: время переоценки» (Ковач, 2007 г.) и «Биоэнергетика: ключ к мозгу и разуму» (Ковач, 2008 г.) [21] .

Академическое использование

Университетский семинар

Концепция когнитивной биологии иллюстрируется описанием этого семинара: [22]

Когнитивная наука сосредоточила свое внимание прежде всего на познавательной деятельности человека. К ним относятся восприятие, запоминание и обучение, оценка и принятие решений, планирование действий и т. д. Но люди — не единственные организмы, которые участвуют в этой деятельности. Действительно, практически все организмы должны иметь возможность получать информацию как о своем собственном состоянии, так и об окружающей среде, а также регулировать свою деятельность способами, соответствующими этой информации. В некоторых случаях виды выработали особые способы выполнения когнитивных задач. Но во многих случаях эти механизмы сохраняются и модифицируются у других видов. Этот курс будет сосредоточен на различных организмах, которые обычно не рассматриваются в когнитивной науке, таких как бактерии, планарии, пиявки, плодовые мушки, пчелы, птицы и различные грызуны, а также о видах когнитивной деятельности, которую выполняют эти организмы, механизмах, которые они используют для выполнения. их и какие уроки о познании в целом мы можем извлечь из их изучения. [23]

Рабочая группа университета

Университет Аделаиды создал рабочую группу «Когнитивная биология», использующую следующую операционную концепцию:

Познание — это, прежде всего, естественный биологический феномен — независимо от того, как происходит создание искусственного интеллекта. Таким образом, имеет смысл подходить к познанию как к другим биологическим явлениям. Это означает, что сначала следует предположить значимую степень преемственности между различными типами организмов — предположение, которое все больше и больше подтверждается сравнительной биологией , особенно геномикой — изучение простых модельных систем (например, микробов , червей, мух) для понимания основ, а затем масштабирование. к более сложным примерам, таким как млекопитающие и приматы , включая человека. [24]

Члены группы изучают биологическую литературу о простых организмах (например, нематодах ) в отношении когнитивных процессов и ищут гомологи у более сложных организмов (например, вороны), которые уже хорошо изучены. Ожидается, что этот сравнительный подход приведет к появлению простых когнитивных концепций, общих для всех организмов. «Мы надеемся, что теоретически обоснованный набор основных когнитивных концепций облегчит использование и обсуждение исследований, проведенных в различных областях, для улучшения понимания двух фундаментальных вопросов: что такое познание и что познание делает в биологическом контексте». [25] (Жирные буквы оригинального текста.)

Выбор названия группы, как они объясняют на отдельной веб-странице, мог быть « воплощенное познание » [26] или «биологическая когнитивная наука». [27] Но группа выбрала «когнитивную биологию» ради (i) акцента и (ii) метода. Ради акцента: (i) «Мы хотим сохранить фокус на биологии, потому что слишком долго познание считалось функцией, которую можно было почти полностью отделить от ее физического воплощения, до такой степени, что все, что можно было сказать о познании, почти полностью определение должно было быть применимо как к организмам, так и к машинам». (ii) Метод состоит в том, чтобы «предположить (хотя бы ради исследования), что познание — это биологическая функция, аналогичная другим биологическим функциям, таким как дыхание, циркуляция питательных веществ, выведение отходов и так далее». [28]

Метод предполагает, что генезис познания биологический, т. е. метод биогенный . Хозяин веб-сайта группы сказал в другом месте [29], что когнитивная биология требует биогенного подхода, поскольку в более ранней работе он определил десять принципов биогенеза. [30] Здесь цитируются первые четыре биогенных принципа, чтобы проиллюстрировать глубину, на которой были заложены основы Аделаидской школы когнитивной биологии:

  1. «Сложные когнитивные способности развились из более простых форм познания. Существует непрерывная линия значимого спуска».
  2. «Познание прямо или косвенно модулирует физико-химические и электрические процессы, составляющие организм».
  3. «Познание позволяет устанавливать взаимные причинно-следственные связи с окружающей средой, ведущие к обмену веществом и энергией, которые необходимы для дальнейшего существования, благополучия или репликации организма».
  4. «Познание относится к (более или менее) непрерывной оценке потребностей системы относительно преобладающих обстоятельств, потенциала взаимодействия и того, работает ли текущее взаимодействие или нет». [31]

Другие университеты

Когнитивная биология как категория

Слова «когнитивный» и «биология» также используются вместе как название категории. Категория когнитивной биологии не имеет фиксированного содержания, но, скорее, содержание варьируется в зависимости от пользователя. Если бы содержание можно было почерпнуть только из когнитивной науки , то когнитивная биология, казалось бы, ограничивалась бы набором предметов из основного набора наук, включенных в междисциплинарную концепцию — когнитивной психологии , искусственного интеллекта , лингвистики , философии , нейробиологии и когнитивной антропологии . [39] Эти шесть отдельных наук были объединены «чтобы преодолеть разрыв между мозгом и разумом» с помощью междисциплинарного подхода в середине 1970-х годов. [40] Участвующие ученые интересовались только человеческим познанием. По мере того, как развитие когнитивной науки в последующие десятилетия набирало обороты, казалось, что это предоставило большую палатку множеству исследователей. [41] Некоторые, например, считали эволюционную эпистемологию попутчиком. Другие присвоили это ключевое слово, как, например, Дональд Гриффин в 1978 году, когда он выступал за создание когнитивной этологии . [42]

Между тем, прорывы в молекулярной , клеточной , эволюционной биологии и биологии развития породили рог изобилия теорий, основанных на данных, имеющих отношение к познанию. Категориальные назначения были проблематичными. Например, решение добавить когнитивные исследования к массиву биологических исследований нейронов, например, к когнитивной биологии нейробиологии, является отдельным от решения поместить такой массив исследований в категорию, называемую когнитивными науками. Не менее сложное решение необходимо принять — между вычислительным и конструктивистским [43] подходом к познанию и сопутствующим вопросом симулированных и воплощенных [44] когнитивных моделей — прежде чем присоединять биологию к совокупности когнитивных исследований, например, когнитивной науки. искусственной жизни .

Одно из решений состоит в том, чтобы рассматривать когнитивную биологию только как часть когнитивной науки . Например, веб-сайт крупного издательства [45] отображает ссылки на материалы по десятку областей крупных научных исследований. Один из них описывается так: «Когнитивная наука — это изучение того, как работает разум, затрагивая когнитивные функции, такие как восприятие и действие, память и обучение, рассуждение и решение проблем, принятие решений и сознание». После выбора на дисплее страница «Когнитивная наука» предлагает почти в алфавитном порядке следующие темы: когнитивная биология , информатика, экономика, лингвистика, психология, философия и неврология. Страница «Когнитивная биология» , связанная с этим списком тем, после ее выбора предлагает подборку обзоров и статей биологического содержания, начиная от когнитивной этологии [46] и заканчивая эволюционной эпистемологией ; познание и искусство; эво-дево и когнитивная наука; обучение животных ; гены и познание; познание и благополучие животных; и т. д.

Другое применение категории когнитивной биологии проявляется в публикации в 2009 году статей, представленных на трехдневном междисциплинарном семинаре «Новые когнитивные науки», проведенном в Институте исследований эволюции и познания Конрада Лоренца в 2006 году. четыре заголовка, каждый из которых представляет отдельную область необходимых когнитивных способностей: (i) пространство, (ii) качества и объекты, (iii) числа и вероятности и (iv) социальные сущности. В докладах семинара рассматривались самые разные темы: от «Животные как естественные геометры» и «Обобщение цвета птицами», «Эволюционная биология ограниченного внимания» и «Сравнительный взгляд на происхождение числового мышления», а также «Нейроэтология внимания у приматов». и еще десять с менее красочными названиями. «[В] последний день семинара участники согласились, [что] название «Когнитивная биология» звучит как потенциальный кандидат на то, чтобы отразить слияние когнитивных и биологических наук, которое семинар стремился представить». [47] Таким образом, публикация Томмаси и др. (2009), Когнитивная биология: взгляды на эволюцию и развитие разума, мозга и поведения.

Последний пример категориального использования можно найти во введении автора к его публикации 2011 года по этой теме « Когнитивная биология: работа с информацией от бактерий до разума» . Обсудив различия между когнитивными и биологическими науками, а также ценность одной для другой, автор заключает: «Таким образом, цель этой книги следует рассматривать как попытку построения новой дисциплины — когнитивной биологии. , который пытается соединить эти две области». [48] ​​Далее следует подробная методология, иллюстрированная примерами из биологии, основанная на концепциях кибернетики (например, саморегулирующиеся системы) и квантовой теории информации (относительно вероятностных изменений состояния) с приглашением «рассматривать теорию систем вместе с теорией информации как формальные инструменты, которые могут обосновать биологию и познание, как традиционная математика обосновывает физику». [49]

Смотрите также

Ссылки и примечания

  1. ^ стр. 133 в Lyon and Keijzer (2007).
  2. ^ Ван Дуйн и др. (2006). «Принципы минимального познания: понимание познания как сенсомоторной координации».
  3. ^ Лион и Опи (2007). «Пролегомены для когнитивной биологии».
  4. ^ См., например, Спетч и Фридман (2006), «Сравнительное познание распознавания объектов».
  5. ^ Балушка и Манкузо (2009). Глубокие эволюционные истоки нейробиологии: переворачивая сущность «нейронного» с ног на голову.
  6. ^ Лион (2013a) и посетите Общество сравнительного познания, чтобы ознакомиться с их публикацией « Сравнительные обзоры познания и поведения» .
  7. ^ [1] См. примеры Byrne, et al. (2009), «Когнитивные способности слонов с точки зрения приматов».
  8. ^ Например, Бен Джейкоб и др. (2006). «В поисках основ познания у бактерий».
  9. ^ В качестве примера см. Кальво и Кейзер (2009), «Познание растений».
  10. ^ Сравнительные обзоры познания и поведения
  11. ^ Лион и Опи (2007), «Пролегомены когнитивной биологии».
  12. ^ Нет упоминания о когнитивной биологии, например, в книге Фрэнкиш и Рэмси (2012), The Cambridge Handbook of Cognitive Science . Когнитивная биология также не упоминается в работе Марголиса и др. (2012), « Оксфордский справочник по философии когнитивной науки» .
  13. ↑ На заседании Международного общества истории, философии и социальных исследований биологии в 2007 году был представлен доклад с подходящим названием: «Пролегомены для когнитивной биологии». См. Лион и Опи (2007).
  14. ^ См. Брайана Гудвина и Ладислава Ковача, обсуждаемые ниже.
  15. ^ См. стр. 135, 136 и 150 в работе Хубера и Уилкинсона (2012).
  16. ^ "Чилийская школа биологии познания - веб-страница Умберто Матураны" . Архивировано из оригинала 1 ноября 2011 г. Проверено 6 июня 2014 г.
  17. ^ Матурана (1970), «Биология познания».
  18. ^ Гудвин (1977), «Когнитивная биология». Копию этой четырехстраничной статьи найти трудно. Однако восьмистраничную статью — Гудвин (1978) «Когнитивный взгляд на биологические процессы» — легко найти, и в качестве справочного материала используется его собственная статья 1977 года. Изучение других ссылок в статье 78 года предполагает уникальную точку зрения без упоминания Матураны или Варелы.
  19. ^ Гудвин (1977) «Когнитивная биология».
  20. ^ Гудвин 1976a, 1976b и 1978.
  21. ^ Хотя многие из его публикаций трудно найти, все они есть по этому URL: <http://www.biocenter.sk/lkpublics.html>.
  22. ↑ Семинар под названием «Когнитивная биология» был проведен профессором Уильямом Бектелем осенью 2013 года на факультете когнитивных наук Калифорнийского университета в Сан-Диего. За описанием семинара следовал график десяти сессий и ссылки на несколько статей, которые будут обсуждаться на каждой сессии. В статьях рассматриваются когнитивные аспекты широкого спектра подвижных организмов, начиная с двух, посвященных когнитивным способностям бактерий. В ходе десяти сессий выступят шесть биологов, два доктора психологии и два доктора философии. На первой сессии была представлена ​​презентация доклада, призванного вызвать дискуссию: «Бактериальная обработка информации: это познание?» Автором статьи и ведущим семинара был Уильям Бектель , философ науки, много писавший по философии и истории когнитивной науки. См., например, Бехтель В., Абрахамсен А. и Грэм Г. (1998), «Жизнь когнитивной науки», под ред. В. Бектель и Г. Грэм, «Спутник когнитивной науки» (Малден, Массачусетс и Оксфорд: Blackwell Publishers Ltd.), стр. 1–104. Более свежий пример: Абрахамсен А. и Бектел В. (2012). История и основные темы. В К. Фрэнкиш и В. Рэмси, Кембриджский справочник по когнитивной науке. Издательство Кембриджского университета.
  23. ^ В предыдущем абзаце не содержится ни упоминания, ни определения когнитивной биологии. Скорее, контекст устанавливается с помощью первых трех предложений, а затем представлено превосходное описание когнитивной биологии. К первоначальному описанию семинара прилагалось расписание десяти сессий и ссылки на несколько статей, которые будут обсуждаться на каждой сессии. В статьях рассматриваются когнитивные аспекты широкого спектра подвижных организмов, начиная с двух, посвященных когнитивным способностям бактерий. В ходе десяти сессий выступят шесть биологов, два доктора психологии и два доктора философии. На первой сессии будет представлен доклад профессора Бектеля, призванный вызвать дискуссию: «Бактериальная обработка информации: это познание?»
  24. ^ Лион, Памела (2013a). «Основы когнитивной биологии». Опубликовано на домашней странице проекта когнитивной биологии Университета Аделаиды. http://www.hss.adelaide.edu.au/philosophy/cogbio/. Архивировано 18 октября 2014 г. в Wayback Machine.
  25. ^ Лион, Памела (2013a). «Основы когнитивной биологии». Опубликовано на домашней странице проекта когнитивной биологии Университета Аделаиды. http://www.hss.adelaide.edu.au/philosophy/cogbio/. Архивировано 18 октября 2014 г. в Wayback Machine.
  26. ^ Этот вариант увековечивает предвзятость, установленную первоначальной междисциплинарной группировкой, сформировавшей когнитивные науки в 1970-х годах: искусственный интеллект , лингвистика , нейробиология , философия , антропология и психология . Прояснение познания происходило медленно, даже несмотря на то, что компьютеры и роботы стали более эффективными. Некоторые утверждали, что для взаимодействия с миром должен быть воплощен когнитивный агент, исключая таким образом стационарные компьютеры. Так к когнитивным наукам добавился новый член, т. е. наука о воплощенном познании . И лягушки-роботы, и биологические лягушки были подходящим объектом для эксперимента.
  27. ^ Такое название подразумевает, что это всего лишь еще одна когнитивная наука, одна среди равных.
  28. ^ Лион (2013b). «Почему когнитивная биология?» http://www.hss.adelaide.edu.au/philosophy/cogbio/why/. Архивировано 14 июля 2014 г. в Wayback Machine .
  29. ^ См. также Лион и Опи (2007) «Пролегомены для когнитивной биологии».
  30. ^ Более подробную информацию можно найти у Лиона (2006), «Биогенный подход к познанию».
  31. ↑ См. Lyon (2006), стр. 15–20, где приведены цитируемые принципы.
  32. ^ Это официальный сайт Департамента биологии познания: <http://cogbio.univie.ac.at/home. Архивировано 14 декабря 2016 г. в Wayback Machine >
  33. ^ Отделение когнитивной биологии COGBIO: Кафедра когнитивной биологии, факультет наук о жизни, Венский университет, Австрия
  34. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 декабря 2011 г. Проверено 6 июня 2014 г.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  35. ^ «Новости и события | Группа когнитивной биологии» . Архивировано из оригинала 25 июля 2016 г. Проверено 6 июня 2014 г.
  36. ^ Курсы группы когнитивной биологии, Институт биологии, факультет естественных наук, ОВГУ (Университет Отто-фон-Герике), Магдебург , Германия.
  37. ^ Исследования в группе когнитивной биологии Института биологии факультета естественных наук ОВГУ (Университет Отто фон Герике), Магдебург, Германия.
  38. ^ «Центр когнитивной биологии».
  39. ^ Названо на странице 143 в книге Миллера, Джорджа А. «Когнитивная революция: историческая перспектива». Тенденции в когнитивных науках 7.3 (2003): 141-144.
  40. ^ Названо на странице 143 в книге Миллера, Джорджа А. «Когнитивная революция: историческая перспектива». Тенденции в когнитивных науках 7.3 (2003): 141-144.
  41. ^ См. первую страницу Фон Эккардта, Барбара. Что такое когнитивная наука? МИТ Пресс, 1995.
  42. ^ Гриффин, Дональд Р. «Перспективы когнитивной этологии». Поведенческие и мозговые науки 1.04 (1978): 527-538.
  43. ^ Стюарт, Дж. (1996). Познание = жизнь: последствия для познания более высокого уровня. Поведенческие процессы 35: 311-326.
  44. ^ Зиемке, Том (2003). Что это за штука, называемая воплощением? В материалах 25-го ежегодного собрания Общества когнитивных наук (стр. 1305–1310). Махва, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум.
  45. ^ [55] WIRES (Междисциплинарные обзоры Wiley) (2013). Интернет-библиотека Уайли. John Wiley & Sons, Inc. http://wires.wiley.com/WileyCDA/
  46. ^ Рассмотрение cogbio v cogetho см. на стр. 23 книги Камила (1998), «О правильном определении когнитивной этологии».
  47. ^ Томмаси и др., страница x в предисловии. См. стр. 3–11, где обсуждаются когнитивные науки и биология.
  48. ^ Курсив автора, стр. 2 в Auletta (2011), Когнитивная биология: работа с информацией от бактерий до разума.
  49. ^ Аулетта (2011), стр. 61. См. также примеры: стр. 335 и 340.

Библиография

Внешние ссылки