Gerald Edelman's Theory of Neuronal Group Selection
angewendet auf "loopdiver" von Troika Ranch
Ein Austausch zwischen
Peter C. von Salis, Dramaturg bei Troika Ranch, und Joachim Gruber

ABSTRACT

My motivation for analyzing loopdiver

I have become interested in loopdiver in connection with my research on the long-term safety of high-level nucear waste (HLW) repositories. I believe Troika Ranch's loops can be used to illustrate the persistence of major scientific and ethical deficits in the HLW-repository research community (particularly in Germany). In my opinion these deficits -when not removed- might ultimately lead to a similar crisis in our society as the deficits in the financial community. Our problems will be worse then, because they are radiological by origin rather than just problems of getting our societal rules right.


Role of modern arts

Arts, particularly modern arts, have the potential to address the basis of deficits in our society and to offer ways out. (Publisher's Forword to A.R.G. Solmssen's novel "Alexander's Feast")

Oliver Sacks's book "Awakenings" (excerpts) and Penny Marshall's film based on the book demonstrate that chronic neurological illnesses

Neurobiology

Edelman claims that his Theory of Neuronal Group Selection is internally consistent -contrary to all previous psychological theories, which start from some basic assumptions but need patches and each other contradicting assumptions in order to explain all observed phenomena. In order to use these older theories in a particular situation one has to know which assumptions to use and which to exclude.


Edelman's theory has been tested in his research institute (The Neurosciences Institute, La Jolla, California) by building brain based devices (bbds), automata called DARWIN that function on the basis of his theory. One amazing fact is that among identical bbds some develop superstition, some don't.


Systemic Therapy

Adding System Theory to Edelman's TNGS leads to a practical application called "Systemic Therapy", part of which is Systemic Coaching. Systems based on TNGS have the ability to self-organize, to get caught in loops.

Loop Diver by Troika Ranch

loopdiver premiere, Lied Center 2009 (excerpt) from troika ranch on Vimeo.


Loop Diver (excerpt 2007) on youtube


loopdiver 3LD (2007) from troika ranch on Vimeo.

Loop Diver, Creation, Berlin (2009)

creation 1
creation 2
base material


Fragen zur Dramaturgie von Loop Diver
Peter C. von Salis, 17. Sept. 2009:

Ein möglicher Berührungspunkt könnte sein, dass wir vom Trauma ausgehen, das unendlich wiederholt werden muss, und dadurch bearbeitet wird - psychoanalytisch gesagt, die Wiederholung des Traumas in der Übertragung auf die Bewegung.
  • Frage 1: Wie würde man dies mit neuronalen Netzen beschreiben?
  • Frage 2: Was bedeutet Wiederholung und Abwandlung in deinem Kontext?

Stellungnahme zu den Fragen
Joachim Gruber

Zur Frage 1

Beschreibung mit Neurobiologie

Nach Gerald Edelman funktioniert unser Gehirn prinzipiell ähnlich wie unser Immunsystem. Letzteres arbeitet mit einem Netzwerk von Cytokinen, T- und B-Zellen (einfache Beispiele: 1, 2). Der Zustand des Netzwerks wird durch Eindrücke von außen (z.B. Bakterien) verschoben, die Eindrücke werden also im Netzwerk abgebildet. Unser Bewusstsein arbeitet analog dazu mit Netzwerken von Neuronengruppen. Angelehnt an die Immunologie basiert Edelmans "Theory of Neuronal Group Selection" (Theory of Neuronal Group Selection, TNGS) auf 5 Konzepten. Sie wurden für Individuen konzipiert, könnten aber nach meiner Ansicht auch für vernetzte Gruppen gelten, wie Ehepaare oder soziale Netzwerke z.B. facebook friends. Das Bewusstsein der Gruppe kann parallel zu dem der Gruppenmitglieder existieren, oder auch im Widerspruch dazu als seine Bereicherung oder Öffnung.
  1. neuronal group selection
    Wir nehmen Vorgänge der realen Welt in unser Bewußtsein auf (lernen) und verarbeiten sie dort, indem wir ein neuronales Abbild (Neuronengruppen) der Vorgänge in unserer Bewußtseins-Datenbank erzeugen (im Folgenden auch "Datenbank-Eintrag" genannt). Das neuronale Abbild in unserem Bewußtsein ist eine neue Verkopplung (linkage durch re-entrant signaling s.u.) von schon früher gebildeten neuronalen Gruppen oder Gruppenclustern. Neurobiologisch gesehen sind also die Datenbank-Einträge Verkopplungen von neuronalen Gruppen. Die Datenbank ist dynamisch (wir ändern sie fortwährend) und mindestens so mächtig wie eine relationale Datenbank.

    Literatur:
    Michael van den Heuvel, "Denkprozesse: Die Wolke im Kopf", DocCheck News 13.21 (im Cache)

  2. neural Darwinism
    (http://en.wikipedia.org/wiki/Neural_Darwinism)
    Theory of neural Darwinism,
    1. Part 1 (in cache),
    2. Part 2 (in cache),
    3. Part 3 (in cache).

    Beim Lernen oder Verarbeiten selektieren wir die Cluster aus unserer Datenbank nach darwinistischem Prinzip (neural Darwinism), d.h. wir wählen die aus, welche sich schon öfter in ähnlichen Situationen bewährt haben. Die neue Verkopplung wird wahrscheinlich in wiederholten Selektions- und Verkopplungsversuchen aufgebaut, welche mehr und mehr Bereiche der Datenbank einbeziehen.

  3. re-entrant signaling
    (http://en.wikipedia.org/wiki/Neural_Darwinism#Reentry)
    Models of re-entry (in cache)
    Neural modelling: Michael Merzenich and stroke patients
    1. Part 1 (in cache),
    2. Part 2 (in cache).
    Die selektierten Datenbankeinträge beeinflussen sich untereinander und gleichzeitig rückwirkend auch unsere Wahrnehmung. In anderen Worten: Wir ordnen die Einträge zu einem unserer Ansicht nach geschlossenen Bild, wir "stellen uns die Welt vor". Wenn neue Eindrücke zunächst nicht in unser Bild von der Welt passen, ignorieren wir sie, so gut wir es können. Zuweilen empfinden wir sie auch als "Schlüsselerlebnisse", die unsere Erfahrungswelt grundlegend verändern.

    Diese fortwährenden Abgleiche, Gespräche, innerhalb unserer Datenbank und ihre Rückwirkung auf unsere Wahrnehmung sind nach meiner Meinung das, was Ihr als Wiederholung mit Abwandlung und Weiterentwicklung darstellt.

  4. degeneracy
    (http://en.wikipedia.org/wiki/Neural_Darwinism#Degeneracy, entlehnt aus der Quantenmechanik: ein und derselbe Zustand kann verschieden aussehen.)
    Es ist äußert unwahrscheinlich, daß die Bewußtseinsbildung (1) - (3) nach einem Ereignis auf nur eine einzige Neuverkopplung kommt, nur einen neuen Eintrag in die Datenbank generiert. Ereignisse werden auf vielfältige Weise abgebildet (degeneracy), und umgekehrt erscheint ein Eintrag unterschiedlich, je nach den Kriterien, denen er unterworfen wird. Diese Unschärfe ist kein Rauschen, sondern Ausgangspunkt für Weiterentwicklung. Beispiel: degeneracy in DARWIN X.

  5. values ("Werte")
    (http://www.webofstories.com/play/15778?o=MS)
    Ein System von Werten (values) bestimmt, welche Teile unserer Datenbank nach einem Ereignis selektiert werden: Das Wertesystem ist vergleichbar einer Software, die auf der Hardware unserer Datenbank mit den Eigenschaften (1) - (4) läuft. Beispielsweise klassifizieren wir die Teile der degeneracy entsprechend unserem Wertesystem. Teile unseres Wertesystems sind die Neurotransmitter Dopamin, Norepinephrin, Cholin, Serotonin. Ähnlich diesen Transmittern überschwemmen alle Teile unseres Wertesystems unser Bewußtsein. Unser Wertesystem bestimmt unseren Charakter, unsere Stimmungen. Das System ist zeit- und kontextabhängig, verändert sich also von Tag zu Nacht und mit unserem Alter. Unser Wertesystem führt zu unserer Irrationalität. Indem unsere Werte Einträge aus unserer Datenbank selektieren, sich also über Datenbankeinträge zeigen, täuschen sie uns über ihre Irrationalität hinweg.

Es ergeben sich interessante Folgerungen.

Zusammenfassung

Ein anschaulich vereinfachtes Analogon der TNGS wäre dies: Wir schauen in einen Himmel (die Datenbank) mit vielfältigen Wolkenformationen (die neuronal groups, Movie "Visualization ...") und deuten diese Formationen als Objekte (die Vorgänge der realen Welt). Dabei kommen uns häufig Objekte in den Sinn, mit denen wir öfters zu tun hatten (neural Darwinism). Je länger wir in diesen Himmel schauen, desto mehr Objekte erkennen wir und desto mehr Verbindungen zwischen den Objekten stellen wir her. Eine Formation kann verschiedene Objekte darstellen (degeneracy). Mit der Zeit verändern sich die Wolken durch Wechselwirkung untereinander, und wir verändern darüberhinaus unsere Deutungen und Korrelationen (re-entrant signaling). Je nach unseren Stimmungen (Werten) sind wir einfallsreich beim Durchstreifen des Wolkenhimmels und -umgekehrt- werden wir durch den Himmel inspiriert.

Details:
Joscha Bach, "How to Build a Mind, 29 Dec. 2013, 30C3, Hamburg.

Further information

Video of the following sequence of 11 figures.

24:13
compartment model
Minds as biological computers:
compartment model

24:34
artificial neural network
Minds as biological computers:
artificial neural network

39:37
Universal mental representations
Components for Cognitive AI:
Universal mental representations

39:39
neural learning
Components of Cognitive AI:
Neural learning, categorization, planning, reflection, consolidation

39:56
perceptual grounding
Components of Cognitive AI:
Perception

40:07
perception & action
Components of Cognitive AI:
Perception and action

40:21
model of current situation and memory
Components of Cognitive AI:
Model of current situation and protocol of past situations

41:50
anticipation of future developments
Components of Cognitive AI:
Anticipation of future developments

41:58
action selection
Components of Cognitive AI:
Action selection and executive control

42:15
motivational system
Components of Cognitive AI:
Motivational system

42:53
drives
Components of Cognitive AI:
Physiological, social and cognitive drives

GBI / ECCO Seminar 2nd Series 2012-2013:
Foundations for a Mathematical Model of the Global Brain

Francis Heylighen, Vrije Universiteit Brussel, May 17, 2013
Dieser Vortrag wird genauer ausgeführt in dem
GBI Working Paper 2012-05, Version 10/3/14
Foundations for a Mathematical Model of the Global Brain: architecture, components, and specifications
Francis Heylighen, Evo Busseniers, Viktoras Veitas, Clément Vidal & David. R. Weinbaum
Global Brain Institute, Vrije Universiteit Brussel
(im Cache)

Anwendung der Theory of Neuronal Group Selection: die Systemische Therapie

Das in der Systemischen Therapie verwendete Bewußtseinsmodell zeigt, in welche Richtung Edelmans Theory of Neuronal Group Selection angewendet werden kann.

Die folgenden Auszüge aus Günter Schiepeks "Die Grundlagen der Systemischen Therapie" sollen dies vertiefen (unten ist das Buch eingebaut).

Systemische Therapie: Definition
  1. Systemische Therapie umfaßt Grundhaltungen, Formen der Beziehungsgestaltung, praktische Methoden und Möglichkeiten der Gestaltung des therapeutischen Settings sowie des Behandlungsumfelds, um leiderzeugende, vom Patienten oder relevanten Bezugspersonen als veränderungsbedürftig bezeichnete, meist stabilisierte Muster des Erlebens, Verhaltens und der Beziehungsgestaltung zu verändern oder aufzulösen und die Entstehung anderer, erwünschter Muster zu ermöglichen und zu fördern.
  2. Systemische Therapie ist eine professionelle Form
    • der Behandlung von bio-psycho-sozialen Zuständen und Prozessen, die als seelische Krankheiten oder Störungen zu werten und zu klassifizieren sind;
    • der Linderung seelischer Beeinträchtigungen als Folge schwerer chronischer (auch körperlicher) Krankheitsverläufe;
    • der Verbesserung der Lebensqualität bei chronifizierten Zuständen und Behinderungen sowie
    • zur Aufhebung anderer Beeinträchtigungen der Gesundheit und der Lebensführung.
  3. Die Systemische Therapie bezieht sich auf und berücksichtigt neueste Erkenntnisse wissenschaftlicher Forschung aus Psychologie, Soziologie, Biologie, Medizin und anderer Disziplinen, wobei auch und gerade disziplinübergreifende Zugangsweisen von besonderer Relevanz sind.
  4. Als wesentlich für die Veränderung von bio-psycho-sozialen Mustern gilt das Verständnis der Funtionsweisen komplexer, nichtlinearer dynamischer Systeme, weshalb systemwissenschaftliche Forschungsansätze im Mittelpunkt des Interesses stehen.
  5. Systemische Therapie kann definiert werden als Intervention in komplexe menschliche Systeme (sowohl psychische wie interpersonale System) mit dem Ziel, Leid zu lindern bzw. zu beseitigen. Hierfür werden Bedingungen realisiert, die es den Patienten unter Berücksichtigung ihrer Anliegen und Möglichkeiten erlauben, leiderzeugende Prozesse zu überwinden.

    Im Sinne moderner Systemtheorien (Theorie nichtlinearer dynamischer Systeme, Synergetik, soziologische Systemtheorien) kann man Systemische Therapie als Schaffen von Bedingungen für die Möglichkeit selbstorganisierter Ordnungsübergänge in komplexen bio-psycho-sozialen Systemen unter professionellen Bedingungen definieren.

Autonomie von Systemen
Da alle komplexen biologichen, psychischen und sozialen Systeme Merkmale von Vernetztheit und Rekursivität der beteiligten Komponenten und Prozesse aufweisen, gewinnen sie damit eine unabhängige, autonome Existenz. Sie sind materiell und sensorisch offen und damit auch angewiesen auf die Umwelt. Sie entwickeln eigene Strukturen, Grenzen und Dynamiken, die sie von der Umwelt unterscheidbar machen. Sie können sich ihrer Umwelt gegenüber in einer ihnen (d.h. ihrer Struktur und Dynamik) gemäßen Weise verhalten. Über den Grad der damt gewonnenen Autonomie, deren theoretische Einordnung und die zu ihrer Beschreibung verwendete Terminologie existiert eine umfangreiche systemtheoretische Literatur.

Aus dieser grundlegenden Eigenschaft komplexer Systeme ergibt sich die Abkehr von einem linearen Input-Output-Modell der Intervention: Angesichts der Autonomie komplexer Systeme sind Interventionen ohne Kenntnis geeigneter Möglichkeiten der "Kopplung" und ohne Passung zu aktuellen Systemzuständen und spezifischen Umweltsensibilitäten wenig erfolgversprechend.

Die Beachtung der spezifischen Sensibilität eines Systems legt es nahe, die Sprache, Metaphern und Bilder eines Patienten (bzgl. der bevorzugten Sinneskanäle) aufzugreifen, sowie bei therapeutischen Rückmeldungen auf die Zustimmung zu achten, die eine Interpretation, Aufgabe oder Intervention des Therapeuten beim Patienten findet. Interventionen wie Lösungen sollen problematische Muster nicht fortsetzen (im Sinne von "Lösungen erster Ordnung"), aber doch zum Patienten "passen".

Eigendynamik von Systemen
Aufgrund der vielfältigen Rückkopplungen und Vernetzungen systeminterner Prozesse entwickeln komplexe Systeme eine spezifische Eigendynamik. Deratige Eigendynamiken lassen sich langfristig, manchmal auch schon kurzfristig nur schwer vorhersehen. Verhaltensänderungen komplexer Systeme können zudem in Form diskontinuierlicher Sprünge (phasenübergangs-ähnlicher Phänomene) auftreten, auch wennn sich systeminterne oder Umweltbedingungen nur kontinuierlich verändern. An solchen Phasenübergängen erweisen sich Syteme als kritisch instabil: kleine Fluktuationen geben nach Auflösung eines bestehenden Musters den Ausschlag für die Entwicklung eines neuen dynamischen oder strukturellen Musters.

Die Eigendynamik komplexer, insbesondere lebender, bewußtseinsfähiger Systeme drückt sich auch in ihrer Eigenzeitlichkeit aus (vgl. Avron 1990, Boscolo und Bertrano 1994, Retzer 1996a). Systeme entwickeln ihre subjektive Systemzeit, ihre inneren Rhythmen (in Abhängigkeit von bestimmten Randbedingungen und Parametern, Haken 1996, Kelso 1995, vgl. auch den Foschungsansatz der Chronobiologie, z.B. Rensing et al. 1987, Goldbeter 1996). Psychotherapie sollte sich nach Möglichkeit den unterschiedlichen Zeitskalen dieser Eigendynamik anpassen, etwa auf der Ebene der Sprachgeschwindigkeit und der Sprecherabfolgen, der Körperhaltung und Bewegung, aber auch hinsichtlich der Sitzungsfolgen, der Veränderungsgeschwindigkeit von Verhaltens- und Denkmustern oder der Abfolge von Fortschritts- und Stagnations- oder Krisenphasen. Die Systemische Therapie stellt sich gegenüber dem/den Patienten sensibel auf diese Prozeßhaftigkeit ein, womit eine wesentliche Vorraussetzung für die Arbeit nach dem Prizip der "minimalen Intervention" geschaffen wird.

Da sich psychische wie kommunikative Störungen als stabile (oft sogar chronifizierte) Muster präsentieren, setzt deren Veränderung und Neuentwicklung Prozesse der Destabilisierung voraus. Hiefür stehen verschiedene Techniken der Musterunterbrechung zur Verfügung:

  • Zukunftsprojektionen,
  • kognitive Umstrukturierung und veränderte Bedeutungsgebung,
  • paradoxe Interventionen und Symptomverschreibungen,
  • Erprobung alternativer Verhaltensweisen,
  • Veränderungen des Kontexts des Problemmusters,
  • Konfrontation,
  • Vermittlung von Kontrolle über das Problem,
  • Variation von Beziehungsstrukturen und -skulpturen.
Haben sich kognitiv-emotionale oder kommunikative Muster destabilisiert, erweisen sich Einzelpatienten wie Mehrpersonenkonstellationen als empfänglich für Anregungen, Experimente, Zielvorgaben, neue Ideen, die zum Ausgangspunkt geänderter Muster werden können (zur Suggestibilität bei multistabilen kognitiven Zuständen s. Kruse und Stadler 1990, dort auch Beiträge zu hypnotherapeutischen Prozessen, vgl. Revenstorf 1990)

System-Umwelt
Systeme stehen in einem spezifischen Verhältnis zu ihrer Umwelt, wobei das Verhalten und die Struktur eines Systems sowohl als Funktion der Umwelt betrachtet werden kann (die Umwelt als Existenzvoraussetzung und als materielles, energetisches und informatorisches Anregungspotential) als auch die Umwelt als Funktion des Systems (im Sinne einer Selektions- und Kontruktionsleistung des Systems). Da Systeme in ihrer Umwelt üblicherweise andere Systeme vorfinden, präzisiert sich die Frage nach dem System/Umwelt-Verhältnis zu einer Analyse von System-System-Interaktionen. Aus derartigen Interaktionen können neue, komplexere Systeme mit veränderten Eigenschaften entstehen.

In der Praxis bedeutet die Berücksichtigung der System-Umwelten zunächst die Notwendigkeit, die Lebensbedingungen des Patienten als auch die Rahmenbedingungen des therapeutischen Handelns zu berücksichtigen.

Veränderung innerer Konstrukte und Wirklichkeitskonstruktionen
Eine Fülle von Arbeiten (z.B. aus der Neurobiologie und der Psychologie) haben in den letzten Jahren deutlich gemacht, wie ausgeprägt die Eigenleistung erkennender Systeme bei Prozessen der Wahrnehmung, der Bedeutungsgenerierung, des Denkens und Problemlösens, der Gedächtnisaktivierung, ja generell bei allen kognitiven Funktionen ist. Menschen befinden sich permanent in einem Prozeß selbstorganisierter Bedeutungs- oder Informationserzeugung, man könnte auch sagen, der Wirklichkeitskonstruktion (z.B. Maturana 1982; Roth 1987, 1992, 1996; Schmidt 1996; Schwartz 1987)

Im Rahmen einer resourcenorientierten Grundhaltung wird versucht, aktuell nicht realisierte (oder nicht realisierbare) oder blockierte Kompetenzen zu entdecken und zu entfalten, ein Prozeß, der sich meist in einem kreiskausalen, d.h. sich gegenseitig bedingenden Verhältnis mit Veränderungen subjektiver Bedeutungsgebungen vollzieht. Dennoch gibt es Indikationen, bei denen auch und unter anderem ein Neuerwerb von Kompetenzen (z.B. des Umgangs mit komplexen sozialen Situationen, des Problemlösens, des sozialen Verhaltens) angezeigt erscheint oder/und vom Patienten explizit gewünscht wird. In diesen Fällen werden auch innerhalb der Systemischen Therapie Prozesse des systematischen Neulernens organisiert, begleitet und in den Gesamtzusammenhang des Lebensvollzugs eines Patienten gestellt.

("Generalization of External Stimuli":psychosomatische Effekte, John E. Sarno: The Divided Mind - Tension Myositis Syndrome)

english version:

In Gerald Edelman's neurobiological model (Theory of Neuronal Group Selection, TNGS) our mind interacts with a relational data base. 5 tenets determine this interaction:

  1. neuronal group selection
    In response to a real world stimulus we select from our data base a neuronal image that fits best to that stimulus (I will call this image an "entry in our data base"). The neuronal image is either a pre-existing neuronal group or group cluster (in which case we say: "We have known the stimulus.") or a new coupling of such entities (in which case we say: "We have learned something new."). Thus described in terms of neurobiology, building memory means selecting neuronal groups and linking them to form new groups. In other words,
    • we do not follow instructions given to us by the real world stimulus,
    • but rather we rummage in what we carry in us from our past, select what fits best to our present stimulus and identify the stimulus with this fittest interpretation.
    This interpretation of e.g. a word we hear (or a block with stripes DARWIN VII sees) yields us our own individual word (or DARWIN VII's representation of the striped block, depicted in the row labeled IT in Fig. 4), and understanding the word means projecting the word onto our individual thesaurus of words and identifying it with a word or phrase within ourselves that we think fits best to the word we hear. (Gerald M. Edelman, "Second Nature: Brain Science and Human Knowledge", an extended interview, Yale Press Podcast, Yale University Press)

    The data base is dynamic, meaning we keep changing it, and it changes itself by self-organization (re-entrant signaling).

    Literature:

  2. neural Darwinism
    (http://en.wikipedia.org/wiki/Neural_Darwinism
    http://youtu.be/dvbbnelnDcA?t=34m43s)
    Theory of neural Darwinism,
    1. Part 1 (in cache),
    2. Part 2 (in cache),
    3. Part 3 (in cache).

    We select the neuronal groups following a Darwinian principle (neural Darwinism). This means, we choose those that proved themselves in similar situations. A new coupling is probably built up in repetitive selection and coupling attempts that incorporate more and more areas of the data base (this -in my view- is represented in the Troika Ranch's repetitive movements).

  3. re-entrant signaling
    (http://en.wikipedia.org/wiki/Neural_Darwinism#Reentry)
    Models of re-entry (in cache)
    Neural modelling: Michael Merzenich and stroke patients
    1. Part 1 (in cache),
    2. Part 2 (in cache).
    Data base entries interact with each other developing self-organized structures (visualization). They also interact with our perception of reality, i.e. with our neuronal group selection (tenet 1). Troika Ranch represents this as repetition with gradual change and progression.

  4. degeneracy
    (http://en.wikipedia.org/wiki/Neural_Darwinism#Degeneracy)
    It is utterly improbable that processes (1) - (3) end up with just one new entry for one real world stimulus. Rather, a given stimulus is stored in many different entries. Example: degeneracy in DARWIN X. We have an ambiguity (called "degeneracy") of imaging. Vice versa, one entry will appear in different light, depending on the circumstances in which we look at it.

    This uncertainty is not noise, rather it is the starting point for progress, gives us freedom to develop. Here one can see the basic difference between a programmed computer and the brain: Already one degeneracy in the program renders the computer inoperable. Contrary to that, our brain is almost inoperable in the absence of degeneracies (e.g. poetry exploits ambiguities).

    Literature:

  5. values
    A system of values determines which parts of our data base we will address during a stimulus. We rank the parts of our data base following our value system.

    Parts of our value system are the neurotransmitters dopamine, norepinephrine, choline, serotonin. Like these transmitters all other parts of our value system inundate our consciousness. Our value system determines our character, our moods. The system is time and context dependent, changes from day to night and with our age. Our value system leads us into irrationality. By ushering us into selecting entries from our data base our values cheat us into believing our irrationalities are rational.

Our brain starts with a primitive selection of neuronal groups that has developed after our conception ("developmental selection" as opposed to the "experiential selection" described as tenet 1) and is driven by an innate value system.

Summary and Outlook

DARWIN dynamics in area IT
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Structure of DARWIN VII: "It is the theory that determines what we observe." "Invariance with respect to position, scale and rotation (non-topographical representation) emerges from a persistent pattern of activity in area IT as the pattern of activity in the VApH area moves sequentially." (Fig. 4 in Krichmar and Edelman, 2002 - in cache). It is the distinctness of this pattern in area IT that changes with position, scale and rotation.

"An analysis that traced through all neural circuits in the model revealed that many different pathways led to the same place activity, i.e., these pathways were degenerate. After sensory lesions, the pathways leading to place activity had even greater degeneracy ..." (Fleischer & Krichmar, 2007)

Sources:

I am tempted to describe the Theory of Neuronal Group Selection with this simplified analog:
  • We look into a sky (our data base) with a multitude of clouds (the neuronal groups) and interprete these formations as objects (the stimuli in real world).
  • Thereby we find those objects more frequently which we have already encountered more often (neural Darwinism).
  • The longer we are looking into the sky, the more objects we find in it and the more connections between the objects we build. A cloud formation can represent various objects (degeneracy).
  • With time the clouds change by interacting with each other, and we, too, modify our interpretations and correlations (re-entrant signaling).
  • Depending on our moods (values) we are inventive when looking at the sky and -vice versa- the sky inspires us.

Literature


Video: Visualization of the mathematical model of a sphere of 100 000 spiking neurons (model details on page 13 of NSI-Scientific Report, 2005, in cache, abstract of the model): effect of re-entrant signaling on dynamic clustering of neurons.

Black dots represent 100 000 spiking neurons connected by re-entrant signaling. This network of neurons shows spike-timing-dependent plasticity and exhibits axonal conduction delays (see "Large-scale Brain Simulations", page 14, NSI-Scientific Report, 2005, in cache). When the network of neurons is exposed to some input (here white noise) re-entrant signaling generates patterns among the neurons, and these patterns have spatial and temporal structure (i.e. half-life) (see also: Modeling the Brain, The Neurosciences Institute, 2007 - 2012).


In Awakenings Oliver Sacks describes neurological phenomena that are compatible with the mathematical model implemented in the Brain-based Devices DARWIN (see column to the right) developed by researchers in the Neurosciences Institute (G.M. Edelman, director). In the copy embedded below you might have to search for "7. Stationary states", "Hester" and "purely visual terms" using the window next to the button "Contents". Episode Masks, Season 7, Episode 17 of Star Trek - The Next Generation presents an artistic rendition.

Mathematical Model in Brain-based Devices
  • Fig. 6 D in A.K. Seth, J.L. McKinstry, G.M. Edelman and J. L. Krichmar, "Visual Binding Through Reentrant Connectivity and Dynamic Synchronization in a Brain-based Device", 2004 (in cache),
  • A. K. Seth, J. L. McKinstry, G. M. Edelman, and J. L. Krichmar , "Active Sensing of Visual and Tactile Stimuli by Brain-based Devices", 2004 (in cache).
    "To represent the relative timing of neuronal activity in the simulation, the activity of each neuronal unit in Darwin VIII is described by both
    • a firing rate variable and
    • a phase variable.
    In line with the proposal that cortical neurons detect temporal coincidences among synaptic inputs, our model includes a mechanism that supports synchrony among coactive and connected neuronal units. We found that this mechanism provides for the emergence of multiple, differentiated, and globally distributed neuronal circuits that correspond to distinct objects in Darwin VIII's visual field."
    The globally distributed neuronal circuits are the structures in area IT shown in the lower part of Fig. 4, Krichmar and Edelman, 2002

    These globally distributed neuronal circuits are stable in time as long as the distinct objects are visible to DARWIN. The above video shows that the shapes and locations of these structures change randomly when the input signal (in VApH) is white noise.

A signal from outside generates a pattern in the modeled network much like wind generates ripples on the surface of a lake or sounds generate Chladni figures on a surface or atomic orbitals. Chladni figures or orbitals being resonance patterns are discrete modes. The surface jumps between modes, i.e. the transition from one mode to the next is abrupt to a degree depending on such parameters as damping through energy dissipation. In Awakenings Oliver Sacks has pointed out the similarity between these physical phenomena and neurological phenomena (see embedded book to the left). Bipolar disorder is a related phenomenon and could be based on the mechanisms reproduced in DARWIN.

In other words: reentrant coupling based self-organization in networks of neurons leads to pattern formation just as molecular interactions in liquids lead to wave patterns. From such patterns we construct our perception of the world.

In selectional systems like this one physical space and time are non-existent (as demonstrated by visual standstills) and are replaced by such spacial and temporal structures (G. Edelman, "The theory of neural Darwinism", Part 3, Web Of Stories, July 2005).


The Global Brain Institute uses similar scientific methods to better understand the global evolution towards ever-stronger connectivity between people, software and machines ("global brain"). Instead of building a DARWIN the Global Brain Institute developed the software package ChallProp (Challenge Propagation).

ChallProp Domain Model
click on figure to enlarge
Source: ChallProp
"Domain model of challprop graph: A graph is a collection of vertexes and edges between them. The Property Graph Model is a graph structure which allows for multiple directed edges between two vertexes and arbitrary number / type properties on both vertexes and edges. Every edge in the graph represents an atomic event of the simulation. Every event is attributed a timestamp (in nano seconds of system time) so events can be ordered in time. Generator of diversity is a vertex which keeps all the parameters of the simulation as its properties, generates new situations and sends them to agents (i.e. creates a link between situation and agent)."

"We see people, machines and software systems as agents that communicate via a complex network of communication links. Problems, observations, or opportunities define challenges that stimulate these agents to act.

Challenges that cannot be fully resolved by a single agent are propagated to other agents, along the links in the network. These agents contribute their own expertise to resolving the challenge. If necessary, they propagate the challenge further, until it is fully resolved. Thus, the skills of the different agents are pooled into a collective intelligence much greater than the intelligence of its individual members.

The propagation of challenges across the global network is a complex process of self-organization. It is similar to the "spreading activation" that characterizes thinking in the human brain. This process will typically change the network by reinforcing useful links, while weakening less useful ones. Thus, the network learns and adapts to new challenges, becoming ever more intelligent."
Source: Global Brain Institute, 2015

Demonstrations (video lectures)


Luis Bettencourt:


Anwendung

Deine Dramaturgie der Bewegungen, der Musik und der Videosequenzen (im analogen Bild: der Wolkenformationen) benutzt (
1) - (5), um uns zu erreichen und zu bewegen. Euern konkreten Inhalt vermittelt Ihr über Suggestion, nicht direkt. Das Faszinierende ist: Jeder von uns Zuschauern durchlebt andere Inhalte, und bei neuen Aufführungen ziehen wieder andere emotionale Bilder durch unser Bewußtsein.

Zur Frage 2

Wiederholung mit Abwandlung und Weiterentwicklung

Durch die unter (1) - (5) beschriebene Entwicklung von degeneracy öffnen sich Türen, die aus der ursprünglichen Interpretation des Ereignisses hinausführen und unser Bewußtsein erweitern.

Das Entscheidende ist dementsprechend, daß wir durch Kunst angesprochen werden, wenn der äußere Reiz nicht scharf ein Thema anspricht (wie das beispielsweise Bertold Brecht tut), sondern eine breite Palette von ähnlichen Themen (wie es beispielsweise Lyrik tut oder Ihr im Tanz). Das ist degeneracy in Aktion: Im letzteren Fall gerät bei unserer darwinistischen Selektion ein viel größerer Bewußtseinsbereich in Resonanz als bei Brecht, und damit ist die persönliche Ergriffenheit auch stärker.


On Sep 17, 2009, at 6:50 AM, Peter C. von Salis wrote:

Weiter würde mich interessieren, was es in deinem Kontext bedeutet,
  1. dass wir Bewegungen nach einem quasi-metaphysischen Muster loopen, also vorgegeben durch Marks Komposition, eine den Performern äußere Struktur, die aber in der Beleuchtung und im Video sowie natürlich in der Musik (von der her die Inspiration für die Loopstruktur kam, zusammen mit dem 5-Minuten Videomaterial) widerholt wird.
  2. Dann verschiebt sich das Loopen auf Johanna, die mit ihrem Text die Loopstruktur vorgeben wird, live, im Detail jeden Abend ganz leicht verschieden.
Neuronal gedacht könnte das was heißen?

Zum Loop

Wesentliches treibendes Moment des Loop ist in der Neurobiologie das re-entrant signaling (die fortwährende Unterhaltung) zwischen den Einträgen in unserer Bewußtseinsdatenbank.

Unsere Cluster haben kulturspezifische Gemeinsamkeiten, und unsere in der Datenbank abgebildeten Erfahrungen werden zuweilen offen, meist versteckt, in Mythologien projiziert (das wird z.B. vewendet in Star Trek, The Next Generation: Darmok).

Bei Eurer Aufführung stellen die Tänzer, analog den von Oliver Sacks angeführten Orchestermitgliedern, Menschen einer Gruppe dar. Ebenso könnten sie Bewußtseins-Komponenten in einem Menschen darstellen. In beiden Fällen begeben sie sich durch gegenseitigen Austausch (re-entry) nach (1) - (5) in neue Bewußtseins-Ebenen hinein.

In Euerm Loop erkenne ich faszinierende, kaum oder nur sehr unvollkommen zu verbalisierende Aussagen, ein Teil derer auch Star Trek behandelt.

Interessant:

  • Loops sind ein Hinweis darauf, daß Raum und Zeit unserem Bewußtsein fremd sind und künstlich abgebildet werden müssen. Raum und Zeit sind also nicht -wie in unseren wissenschaftlich-technischen Modellen- die unabhängigen Variablen (x, y, z und t), die einen 4-D Raum aufspannen, in dem die Realität abläuft. Gerald Edelmans Automata "Darwin" kennen keinen Raum und keine Zeit.

  • Johanna spielt die Rolle eines Menschen, eines Gefährten, z.B. Pferdes, eines Musikstücks, eines Rhythmusses, z.B. im Sport, eines Musters, einer Erinnerung. Nach Oliver Sacks "Awakenings" können all diese wesentlich zur Beendigung des Loops, des Standstills beitragen. In der folgenden Star Trek Episode hat Data die Rolle Johannas.

    Star Trek - The Next Generation (TNG): Cause and Effect
    Part 1, 2, 3, 4, 5

Zu den quasi-metaphysischen Mustern: Darf ich in diesem Zusammenhang Metaphysik als eine Untergruppierung von Mythologien auffassen? Dann könnte ich die emotionale Kraft Eurer metaphysischen Muster auf die im Zusammenhang mit Darmok dargelegten neurobiologischen Strukturen zurückführen. Die Kunst spricht diese Cluster durch resonanzähnliche Prozesse an. Nach Edelman selektieren Eure quasi-metaphysischen Muster auf darwinistische Weise aus unserem Bewußtsein Archetypen unserer Landschaften der Realität. Dabei benutzt Ihr, daß trotz aller Verschiedenheiten zwischen uns Menschen diese Archetypen uns allen gemeinsam sind, eine Basis unserer Kultur darstellen. Daraus resultiert nach meiner Ansicht die emotionale Wucht Eurer Dramaturgie.

Eure quasi-metaphysischen Muster bilde ich auf die oben aufgeführten Grundbausteine der Theory of Neuronal Group Selection ab. (die Ziffern beziehen sich auf die Numerierung in "Zur Frage 1"):

  • (1,2) selectional Darwinian system: Aus unseren (der Zuschauer) Datenbanken selektiert Ihr Muster. Eure Botschaft ist so breit, daß alles, was uns an diesem Tag, in dieser Performance geläufig ist, bei der Auswahl hilft (Darwinismus).
  • (3) re-entrant signaling: Die Muster sprechen fortwährend untereinander.
  • (4) degeneracy: Ein Begriff wird auf vielfältige Weise dargestellt.
  • (5) values (Werte): Werte erzeugen in uns Bewegung, Aktivität. Dawn kann auf sie durch die Persönlichkeiten der Tänzer anspielen.

Im Detail:

  • (1, 2) Johanna identifiziere ich im Sinne von Edelman
    (a) mit mir, einem aus der Gruppe herausgegriffenen Individuum oder
    (b) einer individuellen Bewußtseinsstruktur, einer Momentaufnahme meiner dynamischen Datenbank von neuronalen Vernetzungen. Aus Deiner Dramaturgie ist direkt ablesbar, daß Ihr beides darstellt.

    Johanna stellt den Ausgangspunkt eines Austauschs oder einer Gefühlsreise dar, von dem aus wir unsere Datenbank mit neuen Inhalten füllen. Was sie zu Anfang sagt, was wir dabei empfinden, selektiert aus unserer Datenbank erste passende Strukturen.

  • (3) In Euern Loops erscheint das re-entrant signaling: Die Einträge in unserer Datenbank (z.B. die Tänzer) "sprechen" untereinander, zunächst sehr zaghaft, ansatzweise. Dadurch verändert sich das Spektrum der anfänglichen Aussage Johannas, d.h. ihre degeneracy wird verändert, eingeengt.

  • (4) Die Aussagen des Tanzes sind ausreichend offen, charakterisiert durch einen hohes Maß an Vieldeutigkeit, so daß sie uns über die degeneracy unserer Datenbankeinträge erreichen.

  • (5) Die treibenden Kräfte (Werte) spiegeln sich in den faszinierenden Persönlichkeiten der Tänzer wider, in der Musik, in dem Video. Die Werte liefern uns Zuschauern die Energie für unsere Bewußtseinsprozesse, setzen sie in Gang. Diese Eure Darstellung meiner Werte macht aus Euerm Tanz schließlich einen Prozeß, der in mir abläuft, von meiner eigenen Energie gespeist.

    Anwendungen

    Indem Künste uns neurobiologische Vorgänge verständlich machen, befreien sie uns. Umgekehrt kann der Künstler Form und Inhalt seiner Aussagen auf Verträglichkeit mit Edelmans TNGS überprüfen und dadurch seine Arbeit systematisieren und genauer auf uns ausrichten.

    Beispiele für solche Verwendung der TNGS:

    1. Oliver Sacks, "Awakenings", Oliver Sacks's Buch und Penny Marshall's Film.
      (Auszüge aus dem Buch in acamedia cache, Bedeutung für A.R.G. Solmssens Roman "Alexander's Feast")

      Sein Verständnis der TNGS legt Oliver Sacks u.a. in zwei Essays dar:

      • "Bright Air, Brilliant Fire - On the Matter of the Mind", 1993 (in acamedia cache)
      • "In the River of Consciousness", 2004 (in acamedia cache)

    2. Star Strek - The Next Generation Als Links gebe ich immer nur die Teile 1 an. Links zu den folgenden Teile (2 - 5) gibt youtube rechts neben dem Filmvideo.
      Meine Deutung beschränkt sich auf einen Satz und ignoriert dabei viele Nebenfacetten, in welchen aber die Überzeugungskraft liegt.
      • Masks
        Unser Wertesystem ist zeitlich und abhängig vom Zusammenhang, in dem wir stehen, veränderlich. Damit verändert sich unser gesamtes Verhalten.
      • Frame of Mind
        Re-entrant signaling verändert unsere Datenbank und damit unser Bewußtsein.
      • Darmok
        Unser Bestreben, uns durch re-entrant signaling zu entwickeln, ist stärker als unser Bestreben nach einem sicheren Leben. Yann Arthus-Bertrand im Film "Home" stellt analog fest: "Linkage is the energy of life"
      • Remember Me
        Unsere Bewußtseins-Datenbank bildet unsere Welt ab. Die Vielfalt der Welt zerfällt zusammen mit dieser unserer Datenbank.

    3. Kulturimmanente Verbrechen:
      • Marcel Ophüls: The Sorrow and the Pity: Deutscher Genozid in der Nazizeit.
        Bei den Tätern handelt es sich nicht um prinzipiell schlechtere Menschen. Ich kann keine wesentliche zeitliche Entwicklung der grundlegenden menschlichen Eigenschaften sehen (wie Herzlichkeit und Liebenswürdigkeit, Begabung und Weitsicht, Einfühlsamkeit und Attraktivität) und auch keine wesentlich unterschiedliche Verteilung solcher Eigenschaften von Land zu Land (z.B. zwischen Deutschland und den USA).

        Die geringen Unterschiede, die ich feststelle, reichen nicht aus, den aktiven oder tolerierten Genozid zu erklären. Es ist die Kultur der fehlenden Menschenrechte, die zu unseren Verbrechen geführt hat. Daher haben praktisch alle Täter in Nürnberg guten Gewissens auf "not guilty" plädiert. Ähnlich haben wir Nuklearwissenschaftler im Fall der Katastrophe des nuklearen Endlagers Asse plädiert, und ebenso werden wir auf "not guilty" plädieren, wenn uns die nächste Generation der Zerstörung der Welt anklagen wird.

        Degeneracy in diesem Fall bedeutet also:
        Ein Genozid wird begangen. Je nach eigenem Wertesystem wird er als solcher erkannt und eigene Verantwortung dafür übernommen und interveniert oder nicht (bewegend dargestellt von Rolf Hochhut in "Der Stellvertreter", auch in Constatin Costa-Gavras' filmischer Interpretation).

      • HardTalk, Tim Sebastian: Hugh Thompson (part 1, part 2)
        Wolfgang Staudte: Die Mörder sind unter uns

        Vergleichbar wäre auch ein Verbrechen der deutschen Wehrmacht dargestellt im Staudte-Film "Die Mörder sind unter uns" (end clip) mit dem My-Lai-Massaker der US Streitkräfte. Aber, anders als im deutschen Fall, hat der US-Soldat Hugh Thompson interveniert. Interessant: Er ist lange Jahre von militärischer wie ziviler Administration (z.B. Jimmy Carter) stigmatisiert worden.
    4. Verwendung von Immunsystemmodellen bei der Interpretation von Vorgängen im Bewußtsein:

    Schlußbemerkung

    Du erkennst es vielleicht jetzt schon: Letztlich ist es meine Absicht, einen Check, ein Selektionsverfahren für Eure Kreationen vorzuschlagen:
    • Paßt ein neuer Gedanke, ein geplanter Prozeß des Tanzes in die Edelman'sche Neurobiologie?
    • Wenn ja, sollte man ihm den Vorzug geben gegenüber einem anderen, der nicht paßt.

    Literatur

    Günter Schiepek
    Die Grundlagen der Systemischen Therapie: Theorie, Praxis, Forschung,

    Vandenhoeck und Ruprecht, 1999


    Christian Schubert (Hrsg.)
    Psychoneuroimmunologie und Psychotherapie

    Schattauer, 2011


    Oliver Sacks
    Awakenings

    search here for "too-muchness", "not-enoughness", "avidity"


    S. Desmon
    'Mini-brains' developed at Johns Hopkins could reshape brain research, drug testing (in cache), Feb. 12, 2016 (see also in The Guardian - in cache)

    Structures derived from human neurons and other cells could allow for better research, reduce animal testing,

    Version: 25 April 2017
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    Joachim Gruber