BPFC.Ostaszewski-opracowane zagadnienia.doc

Biologiczne podstawy funkcjonowania człowieka

Słowa kluczowe, rok akademicki 2009/2010

Temat 1:

Psychologia biologiczna, czyli biopsychologia, to dziedzina nauki, która bada fizjologiczne, ewolucyjne i rozwojowe mechanizmy zachowań i przeżyć psychicznych. Opisuje i wyjaśnia fenomeny psychologiczne poprzez odwołanie się do biologii, głównie budowy i działania układu nerwowego, hormonalnego, genów oraz procesów ewolucji.

    Wg Tinbergena biologiczne wyjaśnienie zachowania można podzielić na 4 kategorie:

- fizjologiczne – zachowanie wiązane z aktywnością mózgu oraz innych narządów (rola określonych 

                           ośrodków w mózgu),

- ontogenetyczne – związane z wpływem genów, doświadczeń (badany rozwój zachowania)

- ewolucyjne – wiązanie podobnych zachowań u innych gatunków zwierząt (co jest spuścizną u człowieka po

                         naszych zwierzęcych przodkach),

- funkcjonalne – związane z procesami adaptacyjnymi utrwalanymi na drodze ewolucji (ukazywanie roli

                           takiego zachowania).

Dobór naturalny (selekcja naturalna).Każdy gen podlega ewolucji na drodze doboru naturalnego, a ewolucja to następująca z pokolenia na pokolenie zmiana częstości występowania różnych genów w danej populacji. Rozwój ewolucyjny jest koniecznością logiczną, ponieważ mutacje samych genów są zjawiskiem losowym. Mechanizm doboru naturalnego sprawia, że mogą przetrwać tylko osobniki przystosowane do danych warunków – prowadzi to do ukierunkowanych zmian w populacji poza okresem wymierania osobników.

Walka o byt (współzawodnictwo), mechanizm ograniczający nadmierną ilość osobników. Walka o byt może odbywać się bezpośrednio między różnymi gatunkami (drapieżnik – ofiara) lub pośrednio w obrębie jednego gatunku w wyniku konkurencji o ograniczone zasoby.

Socjobiologia (psychologia ewolucyjna), przedmiotem jej jest badanie ewolucji wszelkich zachowań społecznych oraz systemów społecznych ludzi i innych gatunków. Motorem zmian w ewolucji jest rozprzestrzenianie genotypu. Każde zachowanie rozpatrywane jest z adaptacyjnego punktu widzenia. Wyjaśnienie funkcjonalne odpowiada na pytania, na czym polega przydatność danego zachowania i dlaczego dobór naturalny je preferował.

Altruizm krewniaczy wg teorii Hamiltona ograniczając udzielanie pomocy do krewnych altruista zwiększa szansę, że pomaga innemu altruiście – zwiększając szanse rozprzestrzeniania swoich genów. Zakłada się, że krewny altruisty posiada gen altruizmu z prawdopodobieństwem odpowiadającym współczynnikowi pokrewieństwa. Realizowane jest w ten sposób dostosowanie łączne czyli przystosowanie jednostki wraz z częścią przystosowania rodowego, genetycznie dzielonego przez jednostkę.

Altruizm zwrotny wg teorii Triversa – rozszerzenie wyjaśnień altruizmu na osobniki niespokrewnione. Altruizm może wyewoluować, gdy:

- koszt udzielenia pomocy przez altruistę jest niższy od korzyści odniesionych przez

  beneficjenta,

- prawdopodobieństwo ponownego spotkania się osobników jest wysokie,

- altruista jest pamiętliwy – zdolność do zapamiętywania innych połączona z oczekiwaniem

  i chęcią rewanżu.

Psychologia ewolucyjna, patrz socjobiologia.

- wcześniej socjobiologia,

- zwolennicy tej teorii to Donald Symons, John Tooby, Leda Cosmides,

- dziedzina, która pokazuje w jaki sposób nasze myślenie, emocje i zachowanie jest

  uwarunkowane naszą ewolucyjną historią,

- podstawą podejścia ewolucjonistycznego jest pojęcie adaptacyjności zachowania i umysłu,

- zakłada, że zdolności ludzkiego umysłu ewoluowały w ciągu milionów lat służąc 

  konkretnym celom przystosowawczym, podobnie jak nasze zdolności fizyczne,

- mózgi zwierząt ewoluują zupełnie tak samo jak inne narządy: dobór naturalny kształtuje ich

  strukturę i funkcje stosownie do wymagań środowiska fizycznego i społecznego,

-psychologia ewolucyjna w stylu pop, czyli Pop EP, to gałąź psychologii teoretycznej  

  wykorzystującej zasady ewolucji do uwiarygodniania przeznaczonych dla mas twierdzeń na 

  temat natury ludzkiej – zdaniem Davida Bullera (filozofa z Northern Illinois University).

Geny to jednostki dziedziczności, które zachowują strukturalną stałość z pokolenia na pokolenie. Z reguły występują w parach, ponieważ rozmieszczone są w chromosomach (łańcuchach genów) a one są strukturami parzystymi (wyjątek X i Y u osobników płci męskiej). Gen stanowi fragment chromosomu, który zbudowany jest z podwójnej nici cząsteczek kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA). Nić DNA stanowi matrycę (model) syntezy cząsteczek kwas rybonukleinowego (RNA).

Jest w nich zakodowany schemat fizycznego rozwoju organizmu. Geny kodują aminokwasy, a z nich powstają białka. Część z nich to materiał budulcowy dla struktury komórek, część to enzymy, które kontrolują reakcje chemiczne w każdej komórce. Mamy ok. 30 tysięcy genów.

Nie ma genów, które kodowałyby zachowanie się w oderwaniu od anatomii i fizjologii.

Chromosomy, spirale genów tworzą chromosomy, których jest 23 par w jądrze każdej komórki organizmu. Są to 22 pary chromosomów autosomalnych (niepłciowych) i 1 para chromosomów płciowych (mężczyźni X i Y, kobiet X i X). Gdy geny w parach chromosomów są takie same to zachodzi homozygotyczność, jeśli różne to heterozygotyczność.

Różne chromosomy zawierają różną liczbę genów.

DNA, kwas deoksyrybonukleinowy, DNA są fragmentami genów. Wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych, występuje w chromosomach i pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych, mamy 30 tys. genów.

Zbudowane jest z połączenia w pary 4 zasad: adeniny, tyminy, cytozyny, guaniny – tworzą podwójną spiralę.

Locus to miejsce genu na chromosomie.

Allele to różne wersje genów w danym miejscu na chromosomie. Jednostka, która posiada identyczną parę genów na obu chromosomach jest homozygotyczna pod względem tego genu.

W przypadku heterozygotyczności: mogą wystąpić dominujące lub recesywne allele na każdym z chromosomów. W przypadku homozygotyczności: albo 2 allele recesywne albo 2 allele dominujące na obu chromosomach.

Allel dominujący, to allel ujawnia się w heterozygocie. To gen, który warunkuje cechę, która wstępuje zarówno w warunkach heterozygotycznych, jak i heterozygotycznych.

Allel recesywny, allel, który ujawnia się tylko w homozygocie.

Genotyp, to zespół wszystkich genów, warunkujący właściwości dziedziczne danego organizmu. Każdy żywy organizm ma swój indywidualny zestaw genów. Identyczne genotypy mogą mieć tylko organizmy bliźniacze (bliźnięta jednojajowe), choć i one mogą genetycznie różnić się nieco od siebie w wyniku mutacji. Genotyp wraz z warunkami otoczenia wpływa na wykształcenie cech zewnętrznych organizmu czyli fenotypu.

Fenotyp, to fizyczne cechy organizmu. Powstaje w wyniku interakcji ekspresji genów i cech środowiska, dlatego jest ściśle związany z genotypem. Z tego wnika, że dwa osobniki o identycznym genotypie mogą wyraźnie się różnić od siebie.

Genetyka zachowania, zajmuje się ustaleniem wkładu czynników genetycznych i środowiskowych w ogólną wariancję fenotypową cech lub zachowań. Zadaniem genetyki zachowania jest oszacowanie wielkości wkładu czynników genetycznych do zmienności badanego zachowania. Badania oparte są na: metodzie bliźniąt, metodzie studiów rodzinnych, metodzie badań adopcyjnych.

Czynniki genetyczne addytywne związane są w sposób bezpośredni z dziedziczeniem i przekazem materiału genetycznego z pokolenia rodziców do organizmu potomnego (linia rodzice-dziecko)

Czynniki genetyczne nieaddytywne są to złożone interakcje między genami w organizmie potomnym (następuje później):

  - interakcja alleli o tym samym położeniu tzw. dominacja

  - interakcja alleli o różnym położeniu tzw. epistaza

Środowisko wspólne odnosi się do wspólnych doświadczeń osób należących do jednej rodziny i obejmuje przede wszystkim takie elementy, jak: osobowość poszczególnych członków rodziny, wzajemne relacje między członkami rodziny, status socjoekonomiczny rodziny, tradycje rodzinne, itp.

Środowisko specyficzne różnicuje członków tej samej rodziny. Jest z kolei pojęciem odnoszącym się do zasobu indywidualnych doświadczeń środowiskowych danej jednostki i związane jest z wpływem takich czynników, jak: choroby, urazy, odmienne doświadczenia szkolne, zróżnicowane postawy rodziców wobec dzieci, przynależność do odmiennych grup rówieśniczych czy kolejność urodzin.

Metoda bliźniąt, badania bliźniąt monozygotycznych (MZ) i dyzygotycznych (DZ) wychowywanych razem stanowią najbardziej rozpowszechnioną metodę badawczą, polegającą na porównaniu fenotypowych różnic wewnątrz par bliźniąt MZ i DZ. Przyjmuje się, że MZ mają 100% wspólnych genów, a DZ 50 %.

Opiera się na następujących założeniach:

·         bliźnięta MZ są genetycznie jednakowe, a więc jakiekolwiek różnice między nimi wynikają z wpływu środowiska;

·         bliźnięta DZ posiadają połowę wspólnych genów, zatem różnice fenotypowe między nimi mogą być wyjaśnione zarówno wpływem czynników genetycznych, jak i środowiskowych;

·         jeżeli podobieństwo między bliźniętami MZ jest większe w porównaniu do bliźniąt DZ (gdy istnieje równoważność wpływów środowiska w parach MZ i DZ), to można wnioskować, że mniejsze podobieństwo między bliźniętami DZ wynika ze zmienności ich genotypów - tym samym obserwowana zmienność fenotypowa może być przypisana różnicom genotypowym.

Przeprowadza się różne konfiguracje badań bliźniąt:

   -   badania bliźniaka kontrolnego – odmiennie postępuje się lub ćwiczy jakieś zachowanie u

       każdego lub jednego z MZ,

   -   badanie bliźniąt wychowywanych osobno,

   -   metoda bliźniąt wychowywanych razem,

   -   porównywanie bliźniąt i par nie bliźniaczych.

Metoda adopcyjna, opiera się na porównaniu stopnia podobieństwa między dziećmi adoptowanymi a rodzicami adopcyjnymi, z podobieństwem występującym pomiędzy tymi samymi dziećmi a ich rodzicami biologicznymi. Dzięki tej metodzie jest możliwe wyraźne przeciwstawienie wpływu czynnika genetycznego wpływowi wspólnego środowiska rodzinnego na zmienność obserwowanego zachowania.

Odziedziczalność (Plomin) to miara oszacowanego udziału czynników genetycznych w zmienności zachowania. Zakres wartości waha się 0-1. W badaniach psychologicznych najczęściej  h² waha się od 0,2-0,6. Odziedziczalność odnosi się do całej populacji a nie pojedynczego organizmu. Proporcję obserwowanej wariancji (miary zmienności)  fenotypowej np. zachowania można wyjaśnić zmiennością genetyczną. Odziedziczalność określa stopień, w jakim różnice genetyczne pomiędzy osobnikami w danej populacji warunkują obserwowane różnice fenotypowe miedzy nimi.

Odziedziczalność danej cechy  na poziomie 0,4 oznacza, że w populacji, z której pochodzi dana osoba , 40% obserwowanych różnic w zakresie tej cechy wnika z różnic genetycznych, a 60 % zmienności danej cech wyjaśniają wpływy środowiskowe.

Interakcja genotypu i środowiska, interakcja odnosi się do specyficznego wpływu środowiska na jednostki o różnym genotypie. Środowisko optymalne dla danego człowieka może nie stanowić optimum dla kogoś innego. Takie same oddziaływanie np. wychowanie może mieć różną skuteczność dla różnych dzieci w zależności od ich genotypów. Zakres reagowania genotypu w odpowiedzi na określone warunki środowiskowe jest bardzo szeroki.

Mechanizm interakcji jest dwukierunkowy:

   -  geny kodują aminokwasy, z nich białka, a te budują struktury organizmy niezbędne do

      funkcjonowania w środowisku,

   -  środowisko może wpływać na ekspresję genów, zmieniać budowę organizmu i w

      konsekwencji dalsze zachowanie.

Korelacja genotypu i środowiska (R. Plomin), odnosi się do specyficznej ekspozycji na bodźce środowiskowe ludzi w zależności od ich wyposażenia środowiskowego. Opisuje stopień, w jakim jednostki podlegają wpływom środowiska ze względu na posiadany genotyp i oznacza tendencję do poszukiwania takiego środowiska, które odpowiadałoby zdeterminowanym genetycznie cechom jednostki. Istnieją trzy typy korelacji: pasywna, reaktywna i aktywna.

Korelacja pasywna, dotyczy rodziców i rodzeństwa. Dzieci otrzymują genotypy skorelowane ze swoim środowiskiem rodzinnym. Przekaz genetyczny i warunki środowiskowe stworzone przez rodziców dzieciom sprzyjają rozwojowi cech ukierunkowanych genami np. w rodzinie muzyków dziecko rozwija też takie zainteresowania.

Korelacja reaktywna, efekt mnożnika. Ludzie skłaniają innych do reakcji na swoje własne właściwości genetyczne. Dziecko podlega wpływom środowiskowym spowodowanymi reakcją innych ludzi na jego zachowanie, określone cechami zdeterminowanymi genetycznie. Np. rodzic zauważy zdolność dziecka i będzie stymulował ten rozwój to dziecko sprowokuje środowisko do umożliwienia dalszego rozwoju.

Korelacja aktywna, ludzie poszukują lub tworzą środowisko skorelowane ze swoimi skłonnościami genetycznymi. Podmiot sam wybiera środowisko, które najlepiej odpowiada jego genotypowi.

Uczenie się, proces powstawania pod wpływem doświadczenia względnie trwałych zmian w zachowaniu lub potencjalnym zachowaniu. Zdolność do uczenia się być może jest najważniejszą uwarunkowaną genetycznie ewolucyjną adaptacją. Procesy uczenia się: asocjacyjne i nieasocjacyjne.

Imprinting – to rodzaj szybkiego uczenia się, które od innych form uczenia odróżnia się tym, że: - jest to typ uczenia się bez wzmocnienia,

- może zajść tylko w okresie krytycznym,

- wystarczy krótkotrwały kontakt ze źródłem bodźców,

- cechy obiektu wpajane są ściśle związanymi zachowaniami,

- efekt jest trwały i nieodwracalny,

- przejawia się ono w preferowaniu obiektów o cechach wpojonych.

Habituacja (przywykanie), to w uczeniu nieasocjacyjnym – uczenie się stopniowego zmniejszania reakcji bezwarunkowej i jej zanik. Jest zjawiskiem neurologicznym występującym w układzie nerwowym w odpowiedzi na wielokrotne powtarzanie się tego samego bodźca nie niosącego żadnej istotnej informacji (obojętnego). Odpowiedź układu na kolejne bodźce jest wówczas coraz mniejsza.

Odgrywa ważną rolę w procesach uwagi.

Uwrażliwianie (dyshabituacja), nagły, utrzymujący się przez pewien czas wzrost siły reakcji bezwarunkowej na dany bodziec, po zaprezentowaniu go z dużą siłą.

Warunkowanie klasyczne (I. Pawłow), wielokrotna jednoczesna prezentacja pary bodźców zmienia reakcję na jeden z nich. Jest jedną z podstawowych form uczenia się, w którym jeden bodziec lub zdarzenie pozwala przewidzieć wystąpienie innego bodźca czy zdarzenia. Dany organizm ucz się nowego skojarzenia między dwoma bodźcami – bodźcem neutralnym (obojętnym), który poprzednio nie wywoływał tej reakcji, i jakimś silniejszym jaki ją wywoływał. W efekcie warunkowania bodziec poprzednio obojętny wywołuje nową reakcję (warunkową).

Na początku:

CS(bodziec warunkowy) ----- UCS (bodziec bezwarunkowy) ------ (UCR) reakcja bezwarunkowa

Po serii powtórzeń:

CS (bodziec warunkowy) ------ CR (reakcja warunkowa)

Bodziec bezwarunkowy (UCS), to bodziec który z natury i automatycznie powoduje reakcję bezwarunkową. .Odruch bezwarunkowy – reakcja wrodzona (odruch), automatyczna, zachodzi przez pobudzenie odpowiednich receptorów, zakończeń nerwowych, nerwów czuciowych oraz pobudzenie organów efektorowych (głównie mięśni) poprzez nerwy ruchowe lub autonomiczne. Reakcja odruchowa przebiega bez uświadomienia, to znaczy, że nerwy wywołują odruch (pobudzają mięśnie) przed powiadomieniem mózgu. Przykładem mogą tu być: odruch akomodacji oka, odruch krztuśny, odruch nurkowania, odruch przedsionkowo-oczny, odruch ścięgna Achillesa, odruch rzepkowy.

Bodziec warunkowy (CS), bodziec obojętny skojarzony z bodźcem bezwarunkowym. To taki, który początkowo nie wywołuje reakcji, a po kilkakrotnym powtórzeniu wraz z bodźcem bezwarunkowym nabiera właściwości jej wywoływania (odruch warunkowy),

Odruch warunkowy – nabyta reakcja organizmu. Odruch warunkowy klasyczny powstaje podczas życia osobnika na bazie odruchu bezwarunkowego.

Występuje dopiero po analizie danego bodźca przez ośrodek kojarzenia w mózgowiu, głównie w pniu mózgu. Powstawanie odruchów warunkowych wynika z powtarzalności pewnych sytuacji oraz integracyjnej funkcji mózgowia które korzystając z danych przekazywanych przez różne zmysły może postrzegać otoczenie wieloaspektowo. Wprawdzie bodźcem powodującym wydzielanie śliny jest obecność w pysku pokarmu, lecz podczas jedzenia pies widzi otoczenie, widzi pokarm (jego formę), czuje zapach i rejestruje wiele innych cech sytuacji. Każdy z tych elementów może stać się bodźcem warunkowym i wywoływać ślinienie, o ile pies będzie głodny.

Reakcja bezwarunkowa (UCR), reakcja (zachowanie) wywołana automatycznie przez bodziec bezwarunkowy. To inaczej odruch - zachowanie wywołane przez bodziec bezwarunkowy,

w warunkowaniu klasycznym, reakcja wywoływana przez bodziec bezwarunkowy, bez

uprzedniego ćwiczenia czy uczenia się.

Reakcja warunkowa (CR), reakcja odruchowa wywołana przez bodziec warunkowy.

W warunkowaniu klasycznym reakcja wywoływana przez bodziec poprzednio obojętny; 

występuje w wyniku powiązania bodźca obojętnego z bodźcem bezwarunkowym,

O reakcji warunkowej mówimy w przypadku warunkowania klasycznego, jest to reakcja wywołana przez bodziec początkowo obojętny skojarzony z bodźcem bezwarunkowym, np. ślina psa pojawiająca się już po usłyszeniu dźwięku dzwonka, który informuje, że za chwilę zostanie podane pożywienie.

Nabywanie odruchu, to proces zachodzący na początku przed warunkowaniem, w którego wyniku zostaje po raz pierwszy wywołana reakcja warunkowa, a w miarę powtarzania prób jej częstość stopniowo wzrasta.

Wytwarza się dzięki wzmocnieniu bodźca warunkowego (poprzednio obojętnego) przez bodziec bezwarunkowy. Reakcja warunkowa nie jest tożsama z reakcją bezwarunkową, jakkolwiek najczęściej stanowi jej komponent - wydzielanie śliny jest częścią całej złożonej reakcji jedzenia. Może ona wytworzyć się i utrwalić tylko wtedy, gdy zostaną spełnione następujące podstawowe warunki.

     1. Styczność w czasie bodźca warunkowego i bodźca bezwarunkowego.

Bodziec warunkowy zwykle wyprzedza nieco bodziec bezwarunkowy. Chodzi tu o to, aby początek zadziałania bodźca warunkowego następował przed pojawieniem się bodźca bezwarunkowego. Optymalny przedział czasowy wynosi tu ok.0,5 sek. Bodźce te mogą występować razem lub też jeszcze przed pojawieniem się bodźca bezwarunkowego przestaje działać bodziec warunkowy. Ta ostatnia procedura nazywa się warunkowaniem na śladach bodźca warunkowego.

    2. Powtarzanie sytuacji, w której występują oba bodźce.

Nieraz dla utrwalenia się odruchu wystarczy jedno lub kilka powtórzeń, czasem trzeba ich aż kilkaset. Ponadto szybkość wystąpienia reakcji warunkowej, jej siła i trwałość zależą od takich czynników, jak: - siła reakcji bezwarunkowej. Decyduje ona o szybkości powstania odruchu. Siła ta może być traktowana jako odbicie stanu napięcia motywacyjnego czy popędowego organizmu, np. zwierzę najedzone nie uczy się warunkowych odruchów pokarmowych;

- siła bodźca obojętnego, który staje się warunkowym. Jeżeli jest on słabym na granicy progu, warunkowanie może okazać się nawet niemożliwe;

- obecność innych bodźców obojętnych, na tle których przebiega warunkowanie.

Wygaszanie odruchu, to proces zanikania, w którym wyuczona przedtem zależność ulega stopniowemu zapomnieniu. Reakcja warunkowa nie następuje.

Spontaniczne odnowienie odruchu, jest to samoistne, ponowne wystąpienie reakcji warunkowej po zaprezentowaniu bodźca bezwarunkowego z warunkowym.

Zbieżność (zależność, kontyngencja), aby uwarunkować klasycznie jakąś reakcję, bodziec warunkowy (Sw) i bodziec bezwarunkowy (Sb) muszą występować blisko siebie w czasie, to znaczy muszą być zbieżne w czasie. (teoria Pawłowa).

Zależność - w procedurze warunkowania klasycznego ustala się zależność pomiędzy pierwotnie obojętnym bodźcem (np. dźwiękiem dzwonka) a bodźcem bezwarunkowym (np. pokarmem), który wywołuje reakcję bezwarunkową (np. ślinienie się). W wyniku ustalenia się tej zależności bodziec początkowo obojętny staje się bodźcem warunkowym i zaczyna wywoływać reakcję warunkową, najczęściej zbliżoną do bezwarunkowej, choć słabszą (np. ślinienie się).

Znaczenie informacyjne bodźca, jest to drugie wymaganie, jakie powinien spełniać bodziec (po zbieżności) aby mógł służyć jako podstawa warunkowania klasycznego. Chodzi o wyuczenie reakcji na określony bodziec warunkowy. Różni się on wyraźnie od innych bodźców, które mogą być także obecne w danym środowisku. Tak więc bodziec będzie tym łatwiejszy do zauważenia, im jest silniejszy i im bardziej kontrastuje z innymi bodźcami. Chcąc zapewnić skuteczne warunkowanie, należy podawać albo silny nowy bodziec w znanej sytuacji, albo silny, znany bodziec w nowym kontekście (Rescorl – badanie z psami).

  - Warunkowanie klasyczne jest procesem bardziej złożonym, niż pierwotnie sądził Pawłow. Bodziec obojętny stanie się efektywnym bodźcem warunkowym tylko wtedy, jeśli charakteryzuje się zarówno odpowiednią zbieżnością w czasie z bodźcem bezwarunkowym, jak i wartością informacyjną.

Do powstania odruchu warunkowego niezbędne jest wystąpienie zależności między bodźcem warunkowym a pojawieniem się bodźca bezwarunkowego. Najszybsze warunkowanie zachodzi gdy bodziec bezwarunkowy pojawia się zawsze po bodźcu warunkowym i nigdy nie występuje bez zapowiedzi w postaci bodźca warunkowego. Jeżeli

bodziec bezwarunkowy występuje częściej bez bodźca warunkowego niż po nim, bodziec warunkowy nabiera znaczenia hamującego

...