Cum reușesc bancurile de pești să înoate în armonie? - Nathan S. Jacobs

Vezi lecția completă: http://ed.ted.com/lessons/how-do-schools-of-fish-swim-in-harmony-nathan-s-jacobs

Cum înoată bancurile de pești în armonie? Cum reușesc micile celule din creier să creeze gânduri complexe, amintiri și conștiința de sine? Fapt curios, aceste întrebări au același răspuns general. Nathan S. Jacobs explică conceptul de apariție, crearea spontană a comportamentelor și a funcțiilor sofisticate ale grupurilor mari formate din elemente simple.

Lecție de Nathan S. Jacobs, animație de TED-Ed.

Cum reușesc bancurile de pești
să înoate în armonie?

Și cum reușesc micile celule din creier
să creeze gânduri complexe,

amintiri și conștiința de sine?

Fapt curios, aceste întrebări
au același răspuns general:

apariția

sau crearea spontană a comportamentelor
și a funcțiilor sofisticate

a grupurilor mari formate
din elemente simple.

Ca multe animale, peștii stau în grupuri,

dar nu pentru că le place
să fie în compania altora.

E vorba de supraviețuire.

Bancurile de pești prezintă
comportamente complexe

care îi ajută să evite
prădătorii flămânzi,

în timp ce un singur pește
e identificat rapid ca o pradă ușoară.

Deci care pește lider genial
e în fruntea tuturor?

De fapt, niciunul și toți.

Deci ce înseamnă asta?

Deși bancul de pești se răsucește,
se rotește și evită elegant rechinii

printr-o coordonare ce pare intenționată,

fiecare pește respectă de fapt
două reguli de bază

ce nu au nicio legătură cu rechinul:

prima, stai aproape,
dar nu prea aproape de vecinul tău

și a doua, continuă să înoți.

Ca indivizi, peștii sunt concentrați

pe micile detalii
ale acestor interacțiuni locale,

dar dacă în grup se alătură destui pești,
are loc ceva surprinzător.

Mișcarea fiecărui pește
e umbrită de o nouă entitate:

bancul, care are propriul set unic
de comportamente.

Bancul nu e condus de niciun pește.

Acesta apare când sunt destui pești
ce urmează setul corect de reguli locale.

E ca un accident ce are loc încontinuu,

permițând peștilor din tot oceanul
să evite să fie mâncați.

Şi nu doar peștele face asta.

Apariția e o proprietate de bază

a multor sisteme complexe
de elemente ce interacționează.

De exemplu, modul specific
în care milioane de granule de nisip

se ciocnesc și se rostogolesc
una peste alta,

producând aproape mereu
același model de ondulații.

Iar atunci când umiditatea
îngheață în atmosferă,

proprietățile specifice de legătură
ale moleculelor de apă

produc rețele cristaline luminoase
ce se transformă în fulgi minunați.

Apariția e complicată

fiindcă nu o poți înțelege
dezasamblând-o pe bucăți,

precum motorul unei mașini.

Separarea părților e un început bun
pentru a înțelege un sistem complex.

Dar dacă reduci un banc de pești
la peștii individuali,

acesta își pierde abilitatea
de a evita prădătorii

și nu mai rămâne nimic de studiat.

Iar dacă reduci creierul
la câțiva neuroni,

rămâi cu ceva foarte nesigur

și diferit de modul în care gândim
sau ne comportăm,

cel puțin în cea mai mare
parte a timpului.

Indiferent ce ai gândi acum,

nu depinde de un singur neuron
blocat în colțul creierului tău.

Mintea rezultă din activitățile
colective ale multor neuroni.

Creierul uman conține
miliarde de neuroni

și trilioane de conexiuni
între toți acei neuroni.

Când pornești un sistem atât de complicat

s-ar putea comporta în tot felul
de moduri ciudate, dar nu o face.

Neuronii din creier respectă
reguli simple, la fel ca peștele,

deci ca grup, activitatea lor
se auto-organizează în modele fiabile

care îți permit să faci lucruri
precum recunoașterea fețelor,

să repeți aceeași sarcină iar și iar

și să păstrezi acele tabieturi
adorate de cei din jurul tău.

Deci, care sunt regulile simple
atunci când vorbim de creier?

Funcția de bază
a fiecărui neuron din creier

e fie să excite
sau să inhibe alți neuroni.

Dacă conectezi câțiva neuroni
într-un simplu circuit,

poți genera modele ritmice de activitate,

bucle de feedback ce se intensifică
sau opresc un semnal,

detectori de coincidență și dezinhibare,

în care doi neuroni inhibitivi
pot activa un alt neuron

prin eliminarea frânelor inhibitoare.

Pe măsură ce tot mai mulți
neuroni sunt conectați,

apar modele de activitate
tot mai complexe din rețea.

Curând, vor interacționa
atât de mulți neuroni în diverse moduri

încât sistemul devine haotic.

Traiectoria activității rețelei
nu poate fi explicată atât de simplu

doar prin circuitele locale
descrise anterior.

Și totuși, din acest haos,
modelele pot apărea

și apoi pot apărea din nou
într-un mod reproductibil.

La un moment dat,
aceste modele de activitate ce apar

devin suficient de complexe
și de curioase

pentru a începe să-și studieze
propriile origini biologice,

fără să mai menționăm și apariția.

Și ce am găsit în fenomenele
ce apar la dimensiuni foarte diferite

e aceeași caracteristică remarcabilă
pe care peștii au prezentat-o:

acea aparență nu necesită
ca cineva sau ceva să fie la conducere.

Dacă sunt aplicate regulile corecte

și sunt îndeplinite
unele condiții de bază,

un sistem complex va urma
aceleași obiceiuri încontinuu,

transformând haosul în ordine.

Acest lucru e valabil în haosul molecular
ce permite celulelor să funcționeze,

în desișul încâlcit de neuroni
ce-ți produc gândurile și identitatea,

în rețeaua ta de prieteni și în familie,

până la structurile și economiile
orașelor de pe întreaga planetă.