A következő címkéjű bejegyzések mutatása: evolúció. Összes bejegyzés megjelenítése
A következő címkéjű bejegyzések mutatása: evolúció. Összes bejegyzés megjelenítése

2016. február 5., péntek

Mivégre jött létre az agy?

Szeretjük azt gondolni, hogy az ember az egyetelen faj az állatvilágban amelyik gondolkodni képes. Mivel pedig ismeretes, hogy agyunk komplexitása az egyik legnagyobb evolúciós vívmányunk, adódik a feltevés, hogy az emberi agy a gondolkodás végett fejlődött ki. Ilyenkor persze valójában a neocortexre gondolunk, amely az evolúció során legutolsóként alakult ki a hüllő agyra és a limbikus rendszerre rárakódva, és amelyről ismert, hogy ténylegesen a kognitív funkciókhoz köthető.

Tudjuk azonban, hogy az evolúció lépésekben halad, és nincsen célja, főleg nem távlati céljai, csupán a szelekció hatása érvényesül. Egy-egy kis lépést külső szemlélőként interpretálhatunk úgy, hogy az aktuális kihíváshoz adaptálódott élőlény elérte a célját azzal a kis evolúciós lépéssel, ha felismerhető a változás konkrét haszna. Mielőtt tehát rögtön a agy legmagasabb funkcióját vizsgálnánk, felmerül a sokkal alapvetőbb kérdés, hogy az agy, mint szerv, mivégre alakult ki a kezdetek kezdetén.

Ez természetesen egy igen nehéz kérdés, hiszen már annak a definiálása is problémás, hogy mikor tekintünk valamit külön szervnek, továbbá igen keveset tudunk arról, hogy ez a fejlődési folyamat egyáltalán hogyan zajlódhatott le. Ha azonban funkcionális szempontból közelítünk a kérdéshez, akkor mégiscsak találunk utalásokat arra vonatkozóan, hogy mi lehetett az agy legfontosabb feladata egészen primitív élőlényeknél, amiknek már nem volt elegendő néhány érzékelő idegsejt, hanem azoknak komolyabb hálózatos struktúrával rendelkező idegrendszerré kellett szerveződniük.

Az egyik dolog, amit megvizsgálhatunk, hogy jelenleg az agy mekkora erőforrásokat biztosít bizonyos funkciók ellátására. Ember esetében például a kisagy jóval kisebb, mint a nagyagy féltekéi, idegsejtjeinek száma mégis több. Bár a kisagy szerepével ma sem vagyunk teljesen tisztában, elsődlegesen a mozgás finom összehangolásáért felel. Nem véletlen, hogy ember esetén legszembetűnőbb a kisagy és a neocortex fejlettsége, hiszen kognitív funkcióink mellett az emberré válás nyilvánvalóan fontos tényezői az olyan finommotoros mozgások, mint az eszközhasználat, a távolbadobás és a beszéd. Ismert esetek alapján azonban azt is tudjuk, hogy kisagy nélkül is lehet élni, mégpedig alig észrevehető motoros zavarral. A kisagy hatalmas neuronszáma és komplex struktúrája tehát azt sugallja, hogy az egyébként működő mozgás picit precízebbé tételére rengeteg erőforrást kell használni, vagyis a mozgáskoordináció egy olyan komplex feladat, amely különösen nagy és jól szervezett neuronhálózatot igényel.

Egy másik megfigyelés, ami az agy mozgáskoordinációban betöltött eredeti és elsődleges szerepére utal, hogy az előgerinchúrosok (zsákállatok), szabadon úszó lárvakoruk után letelepednek és felemésztik az idegrendszerüket. Tehát a jelenleg élő kezdetleges idegrendszerrel, de már aggyal rendelkező élőlényeknél azt látjuk, hogy az élőlény az agyát lényegében csak a mozgáshoz használja, és amikor már nincs rá szüksége, akkor megszabadul tőle.

Ami a neocortex kialakulását illeti, arról sincsenek vitathatatlan információink, de egy dolog biztos, hogy nagy árat fizetünk az extrém nagy agyunkért. A nyugvó anyagcserénknek ugyanis a negyede agyunkra fordítódik, míg ugyanez az arány más főemlősnél 8 az emlősöknél pedig 3-4 százalék csupán. Hogy mire jó a nagyobb kéreg? Valami kapaszkodónk ezzel kapcsolatban lehet, mert megfigyelhető, hogy főemlősöknél direkt kapcsolat áll fenn a csoport mérete és a neocortex nagysága között, amiből a szocializáció, kooperáció és manipuláció fontosságára következtethetünk.

Kép forrása: Robin I. M. Dunbar: The social brain hypothesis (1998)

Hogy mi okozta a szelekciós nyomást az ember evolúciós léptékben mérve fölöttébb gyors evolúciójában, amit aztán más emlősök nem ismételtek meg, az vitatott kérdés. A mérvadó szelekciós előnyök között lehet az általános problémamegoldás és az átverés képessége, de az is lehetséges, hogy csupán azt mutatta az agy, hogy parazitáktól mentesek vagyunk, sőt egyesek szerint akár egy pávatollként megszaladt csodálatra méltó dísz is lehetett.

2016. január 25., hétfő

Mi jön az orángután?

Egy időben ezzel a szójátékkal plakátolták tele a várost. A plakátokon a szlogenen kívül nem volt semmi más, így nem derült ki rögtön, hogy mit reklámoznak, csak akkor, ha felkerested a mijonazorangutan.hu weboldalt, amit most is meg lehet tekinteni. Az oldalon a Jane Goodall Intézet ajánlásával egy figyelemfelkeltő videót lehet látni egy valóban súlyos ökológiai katasztrófáról. Csak a videó legvégén derül ki szolidan, hogy egy pálmaolaj mentes kozmetikum reklámjáról van szó. A filmből megtudhatjuk, hogy Indonézia orángutánoknak otthont adó őserdeiből 10 másodpercenként egy focipálya méretű területet tarolnak le, hogy a helyére pálmaolaj ültetvény kerüljön, és ennek következtében naponta tucatnyi orángután pusztul el. A film és a kampány tényleg szörnyű dologra hívja fel a figyelmet, cikkem témája azonban most nem az állatvédelem vagy a fenntartható fejlődés lesz, hanem a mesterséges intelligenciáról szeretnék írni. Ha kíváncsiak vagytok rá, hogy miként kerül Hawking és a pálmaolaj egy írásba, akkor olvassatok tovább.

Mielőtt azonban rátérnék a cikk fő témájára, szeretnék pár szót ejteni a pálmaolajról. A pálmaolaj vagy pálmazsír a pálmafélék húsából kinyerhető olcsó zsiradék, többek között a margaringyártás alapanyaga, de a pálmaolajat megtalálhatjuk a csokoládékban és rengeteg kozmetikai termékben is. A pálmaolaj a legnagyobb mennyiségben felhasznált növényi olaj a világon. A világ termelésének csaknem 90 százalékát Indonézia és Malajzia adja, ahol az utóbbi fél évszázadban exponenciálisan nőtt a termelés, és ennek megfelelően jelentősen csökkentek Szumátra és Borneó szigetének dzsungellel borított területei. Az erdőírtások nagy mértékben hozzájárulnak az üvegházhatású gázok kibocsátásához, a pálmaolaj üzemek súlyosan szennyezik a környező folyókat, az olajpálma gyökereiben pedig olyan gátlóanyag termelődik, ami kiöl minden más növényt és évtizedekig a talajban marad.

Az orángután genetikai állománya 97 százalékban azonos az emberével, ez persze elég megtévesztő lehet. Közös ősünk 14 millió évvel ezelőttre tehető. Neve malájul erdei embert jelent, vadon élő példányai rendszeresen használnak eszközöket. Sokan az erdőirtások következtében halnak meg, mások fogságba esnek és bekerülnek az illegális állatkereskedelembe. Az orángutánokon kívül azonban elefántok és tigrisek kihalása is fenyeget a növekvő pálmaolaj termelés miatt. Ezért szólít fel több szervezet a pálmaolajat tartalmazó élelmiszerek és kozmetikai termékek elleni bojkottra.

De hogy jön ide Hawking? Néhány éve Hawking néhány hasonlóan nagy tekintélyű és közismert tudóssal közösen, mint például a Nobel-díjas Frank Wilczek, megjelentettek egy figyelemfelkeltő cikket a médiában, melyben a mesterséges intelligencia veszélyeire hívták fel a figyelmet. Pontosabban nem is a konkrét veszélyekre, hanem arra, hogy a lehetséges veszélyekkel nem igazán törődünk jelenleg, miközben az intelligens rendszerek fejlődése minden eddiginél gyorsabb, és az esetleges siker a mesterséges intelligencia megalkotására akár belátható időn belülre is tehető. Nem vitatható, hogy a mesterséges intelligencia megalkotása az emberiség legnagyobb találmánya lenne, ha azonban nem vigyázunk, akkor egyben az utolsó is, hívja fel a figyelmünket a cikk, és ezt a forgatókönyvet kiválóan szemlélteti a nem sokkal korábban a mozikba került Transzcendens című film.

Nem szeretnék belemenni abba, hogy a mesterséges intelligencia alatt pontosan mit értsünk, hogy az elérhető-e egyáltalán, és hogy valóban néhány emberöltőn belül elérhetjük-e. Sem abba, hogy egyáltalán eljutunk-e odáig, azaz nem tör-e ki közben a harmadik világháború, vagy nem történik-e közben világméretű ökológiai katasztrófa, ami az egész emberiséget gajra vágja. Egy dolog azonban biztosnak tűnik, hogy jelenleg mindenki, aki kompetens a témában, áhítozza és azon munkálkodik, hogy közelebb jussunk hozzá. Lehet vitatkozni azzal is, hogy Hawkingék túlbecsülik a kockázatokat, de én azt gondolom, hogy egy ilyen emberiséget érintő kérdésben nem lehet elég elővigyázatosnak lenni, és minimális kockázat is végzetes lehet. Az aggodalmaskodók számát én mindenesetre rémisztően alacsonynak tartom a szakterületen.

A pálmaolaj üzletben tömegesen elpusztított orángutánok esete számomra azt mutatja, hogyha az emberiség így viselkedik az egyik legközelebbi rokonával, az nem sok jóra utal egy esetleges mesterséges intelligenciának a hozzánk való viszonyával kapcsolatban. Egy racionális és fejlődő mesterséges intelligencia számára mi nem sokat nyomunk majd a latba. Kommunikáció terén talán távolabb leszünk tőlük, mint tőlünk a majmok, akik akár 1000 szavas jelbeszéddel is képesek kommunikálni, ami nincs messze egy átlagos ember szókincsétől. A mesterséges intelligencia, akármilyen is lesz, az biztos, hogy a világ összes nyelvének az összes kifejezését és szakkifejezését tudja majd használni. Tudom hogy hülye összehasonlítás, de szerintem érzékelteti, hogy mennyire kevéssé leszünk kommunikációs partnerek. Erőforrásokat tekintve pedig konkurenciák leszünk, így nem sok jóra számíthatunk. Egy dologban reménykedhetünk, hogy a mesterséges intelligencia látni fog olyan hosszú távú hasznot vagy szépséget a fajunkban, amit mi szem elöl tévesztettünk a majmok esetében.

2015. február 15., vasárnap

Mindannyian szerencsejátékosok vagyunk?

Az élet bonyolult, sokszor nehéz meghozni a jó döntést. A döntés általában azért nehéz, mert nem tudjuk teljes bizonyossággal, hogy a lehetséges választásaink milyen végeredményre vezethetnek. Ha tudnánk, akkor elég lenne az általunk választható egyértelmű kimenetelek közül kiválasztani a legjobbat számunkra, persze adott kimenetelek összehasonlítása sem feltétlenül könnyű. Általában viszont nem vagyunk minden információnak a birtokában, amelyek teljesen meghatározzák a választásunk kimenetelét, például azért nem, mert a végeredményt más külső körülmények is befolyásolják, amelyek ismeretlenek számunkra, vagy túl bonyolultak ahhoz, hogy meg tudjuk őket jósolni, például más emberek viselkedése, esetleg természetszerűleg véletlenszerűek, mint amilyen az időjárás.

A döntéselmélet problémái tehát tipikusan olyanok, hogy a lehetséges választások mindegyikét illetve az azokhoz tartozó kimeneteleket, valószínűségek jellemzik. Nézzünk egy egészen egyszerű példát, amiben csupán két választási lehetőségünk van, ráadásul a nyerési valószínűségek ismertek és időben változatlanok. Tegyük fel, hogy minden nap bekövetkezik vagy az A vagy a B esemény, a kettő közül csak az egyik. Egyelőre az eseményeket nem konkretizáljuk, így pusztán matematikai szemszögből tekinthetünk a feladatra. Legyen az A esemény bekövetkezésének valószínűsége 70% a B eseményé pedig 30%. Minden nap tippelhetünk, hogy melyik esemény fog bekövetkezni, és a sikeres találat nyereményt ér, például egy dollárt. Milyen stratégiát kövessünk, hogy egy hónap alatt a lehető legtöbb pénzt keressük?

A válasz egyszerű. Mivel az események függetlenek, ezért minden egyes tippelésnél, a korábbi kimeneteltől és saját tippjeinktől teljesen függetlenül, mindig a nagyobb valószínűségű eseményre kell tippelnünk, azaz mindig az A eseményre, ekkor hosszzú távon 70% lesz a találati arányunk. Ezzel szemben az a helyzet, hogy kísérletek szerint a többség más stratégiát választana, mégpedig azt, hogy tippelnek ezt is azt is, a valószínűségek arányában, vagyis az esetek hetven százalékában A-t és harminc százalékában B-t. Ezt nevezik az angol irodalomban probability matching stratégiának. Ez a stratégia nyilvánvalóan rosszabb, mert amikor B-t tippelünk, akkor csak 30% a találati arányunk, hosszú távon pedig a teljes találati arányunk 58% lesz (0.3*0.3 + 0.7*0.7).

Az a tény, hogy a racionális stratégia a fenti feladatban mindig a nagyobb valószínűségű eseményre való tippelés, mindössze abból következik, hogy az események egymástól függetlenek, vagyis ha valamikor érdemes az A-ra tippelni, akkor mindig érdemes. Extrém példaként, hogy mégis vannak emberek, akik ezt nem akarják vagy tudják felismerni, elegendő a szerencsejátékosokat említenünk, akiknél ismert torzítási jelenség, hogy például ruletten, amikor sok piros jött ki egymás után, akkor nagyobb valószínűséggel fogadnak a feketére, mondván hogy mostmár muszáj fekete jöjjön. De a szerencsejátékosok nem csak a külső független eseményekbe képesek időbeli korrelációkat és összefüggéseket beleképzelni, sokuknak a saját szerencséjükre vonatkozóan is vannak hiedelmeik, például amikor jó szériájuk van, pontosabban volt, akkor abban bíznak, hogy a jó széria megmarad, és ez a viselkedésüket, azaz a tétjeiket is ténylegesen befolyásolja.

Visszatérve az egyszerű kétválasztásos döntéselméleti példánkhoz, az a megdöbbentő, hogy az emberek többsége még akkor sem ismeri fel a jó stratégiát, ha előtte arra megpróbálják rávezetni, azaz konkrétan ismertetik számára az optimális stratégiát több más stratégia mellett egy kérdőíves tesztben, amit a tippelések megkezdése előtt töltetnek ki a résztvevőkkel. Néhányan persze felismerik, hogy az a jó stratégia, mások azonban, akik a rossz stratégiát használják, csak több száz tippelés után tanulnak valamicskét a tapasztalataik alapján, és kezdenek lassanként többet tippelni a nagyobb valószínűségű eseményre.

A fenti példa természetesen nagyon absztrakt, a való életben nagyon sok hasonló döntéselméleti problémával szembesülünk, azonban a legtöbb esetében mégsem teljesül tisztán az a feltétel, hogy a vizsgált véletlenszerű események időben korrelálatlanok, vagy függetlenek egymástól. Gondoljunk például az ősember táplálékszerzésére: el kell döntenie, hogy vadászni menjen, vagy gyűjtögetni. A vadászat ritkábban sikeres, mint a gyűjtögetés, viszont a sikeres vadászat például nem független az előző napok esetleges sikeres vadászatától. A sikerre számtalan módon hatással lehetnek az ősember múltbéli döntései és sikerei, például a tegnap talált csorda még a közelben lehet másnap is, vagy tapasztalatot szerezhetett a vadász, amit a következő alkalommal kamatoztathat, stb.

De nem csak az ember táplálékszerzésére gondolhatunk, ezt a döntéselméleti problémát számos állatkísérlettel is szimulálták: például patkánynak T-alakú labirintusban kellett döntenie arról, hogy balra vagy jobbra megy, a labirintus végén adott valószínűséggel található kaja reményében; galamboknak pedálokat kellett nyomkodniuk különböző méretű jutalomfalatokért; méhek gyűjtögetését is vizsgálták különböző intenzitással cukrot adó művirágokkal. Minden esetben azt találták, hogy az állatok is a valószínűségek arányában próbálkoznak, és nem az adott szituácóra vonatkozó optimális stratégiát választják. Az állatok természetesen nem tudják előre a valószínűségeket, azonban próbálkozásaik során hamar megtanulják.

Láthatjuk, hogy egy valódi szituáció körülményeit tekintve azért jelentősen eltérhet az ideális döntéselméleti problémától, az állatok esetében viszonylag könnyen megérthetjük a viselkedésüket, amely az ökológiai racionalitáson alapul, vagyis csak látszólag irracionálisak. Az állatok a természetben más állatokkal és a populáción belüli társaikkal versengenek, egy ilyen szituációban pedig máris fordul a kocka, és a racionálisnak tűnő stratégia irracionálissá válik, ha ugyanis minden patkány a nagyobb valószínűséggel kaját tartalmazó forráshoz megy, akkor egy új patkánynak már nem éri meg oda mennie. Sőt meg lehet mutatni, hogy a legjobb stratégia pont a valószínűségek arányában dönteni, és a populáció egyedeinek az eloszlása is pont a források méretének eloszlásával lesz arányos, ha mindenki ezt a stratégiát választja. Világos tehát, hogy az állatoknál evolúciósan bedrótozott stratégiák működnek. Az állat stratégiája bizonyos természetben tipikusan előforduló feltételekre van optimalizálva. Azt nem várhatjuk el az állattól, hogy ezeket a feltételezéseket elvesse, még akkor se, ha azok a kísérletben nem teljesülnek. Elvileg sok tapasztalat után rátanulhat, hogy most másfajta környezetben van, de valójában soha nem tudhatja, hogy ez a környezet és ezek a feltételek meddig állnak fenn, ő nem képes a kísérletvezető szép szavát értelmezni, és elhinni.

Az emberektől ennél többet is várhatunk, de mint láttuk, a többségben is a bedrótozott stratégiák működnek. Ez azonban nem feltétlenül rossz. Több mint hatvan éve vizsgálják a jelenséget, és az egyik magyarázat éppen azon alapszik, hogy mennyire jók vagyunk mintázatfelismerésben, ami azonban azt eredményezi, hogy oda is mintázatokat látunk, ahova nem kéne. Világos, hogyha az ember mintázatokat keres, akkor el fog térni az optimális stratégiától. Tesztelendő azt, hogy a mintázatkeresés valóban befolyásolja a döntésünket, csináltak olyan kísérletet, amikor a fenti tippeléses feladat mellett párhuzamosan munkamemóriát igénylő verbális feladatot is kellett végezniük az alanyoknak. Kiderült az, hogy ilyenkor valóban a racionálisabb irányba tolódnak el a stratégiák átlagosan, mert gátlódik a mintázatkereseés. Ugyanakkor az is kiderült a vizsgálatból, hogy jelentős individuális különbségek vannak, és akad olyan ember is, aki mintázatkeresés nélkül kognitív úton jut a rossz stratégiához. Más vizsgálatok kimutatták, hogy a racionális döntés korrelál az illető kognitív képességeivel.

Láthattuk, hogy sokféle ember van és sokféle magyarázat lehet. Különbözőek vagyunk. előfordulhat, hogy valaki csak simán félreérti a feladataot, és egy lehetséges reprezentatív sorozatot próbál generálni, ahelyett hogy a lehető legtöbb találatra hajtana. Másvalakinek esetleg unalmas az optimális stratégiát választani, mert nincsen benne sok döntési lehetőség, a szerencsejátékosoknál elképzelhető, hogy ez is közrejátszik. Világos, hogy az optimális stratégiának a legkisebb a szórása, ezért ha valaki rizikósabb de átlag fölötti nyereséggel kecsegtető stratégiát szeretne választani, akkor talán érdemes eltérnie az optimálistól. Ez például akkor lehet fontos szempont, ha nem csak jól akarunk járni, de szeretnénk elsők lenni mindenki között. A helyzet azonban az, hogy ebben az esetben is rossz gondolat eltérni az optimálistól, mert bár a szórást növelhetjük, de az átlag jelentősen csökken. A példánál maradva, ha 100 tippből szeretnénk minimum 71-et szerezni, akkor az optimális stratégiát választva 46% az esélyünk erre, míg a valószínűségek arányában tippelve csupán fél százalék!

2013. szeptember 1., vasárnap

Tudományos és ismeretterjesztő előadás sorozatok 2013/2014

Vége a nyári szünetnek, és hamarosan indulnak az érdekesebbnél érdekesebb tudományos és ismeretterjesztő előadássorozatok és szemináriumok. Az alábbiakban olyan mindenki által ingyenesen látogatható budapesti előadássorozatokat gyűjtöttem össze, amelyek rendszeresen megrendezésre kerülnek minden évben. A lista a tavalyi előadássorozatok alapján készült, ezért lehetséges, hogy idén lesznek eltérések, de folyamatosan frissítem az adatokat. A kiváló előadásokból a hét minden napjára jut valami, sőt az átfedő időpontok néha komoly dilemma elé állítják az embert, hogy melyik előadást részesítse előnyben. Ilyenkor az is mérvadó lehet, hogy helyenként teával és harapnivalóval is várnak a szervezők. A legtöbb előadás heti rendszerességű, de vannak köztük olyanok is, amelyek kétheti vagy havi rendszerességgel kerülnek megrendezésre. Ha az egeret az időpont fölé viszitek, akkor a rendszerességről és a helyszínről jelenik meg plusz információ. Ha azonban biztosat szeretnétek tudni a következő alkalomról és kíváncsiak vagytok az az aktuális előadás címére és az előadóra, akkor kattintsatok az előadáshoz tartozó linkre.

09:50-xx:xx  Corvinus Játékelméleti Szeminárium
14:15-15:45  EGRES szeminárium (D)
16:00-17:30  Ökológus Tea (B)
Ke 16:00-17:45  Fazekas előadás (C)
Ke 14:00-15:30  KRFT Tea (B)
Ke 15:00-16:00  CSCNS journal club (D)
Ke 17:30-xx:xx  Szkeptikus Klub (A)

Sz 11:00-12:00  Statisztikus fizika szemináriumok (D)
Sz 17:30-xx:xx  Matematikai Esték (A)

Cs 15:00-16:00  Ortvay Kollokvium (D)
Cs 16:30-18:00  LINK-szeminárium (AB)
Cs 17:00-xx:xx  Az atomoktól a csillagokig (C)
Cs 18:00-xx:xx  Bolyai Kollégiumi Estek
Cs 18:00-19:00  KEBEL evolúcióbiológiai előadások

14:00-xx:xx  ELTE kognitív péntek

Jelölések:
  • (A) nem heti rendszerességű
  • (B) teával és/vagy harapnivalóval
  • (C) középiskolások számára is
  • (D) szakmaibb jellegű

Akinek mindez nem elég, az kövesse az alábbi eseménynaptárakat, vagy iratkozzon fel valamelyik tudományterület hírlevelére. Lehetséges, hogy a fenti lista túlságosan is a saját érdeklődési körömet fedi le, de az alábbi források alapján értesülhettek még számotokra érdekes előadásokról. Ha pedig tudtok olyan előadássorozatról, amelyiknek a listán lenne a helye, akkor kérlek értesítsetek. Előre is köszönettel.

Eseménynaptárak:
Hírlevelek: