حتى نفهم مدى تعقيد أو تقدم الأشكال المختلفة للإدراك ومقارنتها بين الأنواع في علم النفس المقارن، نحتاج إلى فهم تنوع الآليات الحسابية العصبية التي قد تكون متضمنة، كذلك تحديد التغيرات الجينية الضرورية للتوسط في التغييرات في الوظائف المعرفية، قد يتم التوسط في نفس القدرة المعرفية العلنية من خلال دوائر عصبية مختلفة في أنواع مختلفة، يحتاج البحث السلوكي المقارن إلى أن يُستكمل بنهج تصاعدي حيث تسمح التحليلات العصبية الحيوية والجزيئية الجينية بتحديد القواعد العصبية والجينية الكامنة التي تقيد التباين المعرفي.
ما هو قابل للمقارنة في الإدراك المقارن:
غالباً قد تكون هناك حاجة فقط إلى اختلافات طفيفة جداً في الدوائر؛ ذلك لتوليد تحولات كبيرة في الوظائف المعرفية وإمكانية ظهور السمات المعرفية عن طريق التقارب أو التطور الموازي يجب أن يؤخذ على محمل الجد، كما قد يكون التباين الوراثي في الصفات المعرفية بين الأفراد من نوع ما واسع وقد تكون تجارب الاختيار على السمات المعرفية وسيلة مفيدة لاستكشاف مدى سرعة حدوث التغييرات في القدرات المعرفية في مواجهة ضغوط الاختيار ذات الصلة.
الهدف الأساسي للإدراك المقارن هو معرفة كيفية تطور الإدراك، تحقيقاً لهذه الغاية يتم استخدام أدوات تطورية معيارية ؛ حيث يقوم أحدهم بتعيين السمات على أشجار النشوء والتطور الراسخة، بهذه الطريقة يستنبط التماثل أو السلالة التطورية للسمات المعرفية أو التقارب التطوري، إنّ العديد من هذه الدراسات في الماضي قد طبقت نهج مقيد نسبي من أعلى إلى أسفل، حيث شرع الباحثون في اكتشاف السلوكيات الشبيهة بالإنسان في الحيوانات.
هذا النهج عرضة للالتباس في المصطلحات؛ لأن المصطلحات المأخوذة من مجال الخبرة البشرية غالباً ما تستدعي دلالات أكثر تعقيد مما تسمح به المعايير المقيدة المستخدمة لاختبار الظواهر في بيئة تجريبية مع الحيوانات، كما أنه ينطوي على مخاطر التعميمات نتيجة لاختيار وتشكيل التعاريف ومعايير الاختبار، أخيراً قد يكون النهج الضيق التنازلي عرضة للتحيزات؛ مثل الإبلاغ عن النتائج الإيجابية في الغالب أو التحقيق بشكل أساسي في الحيوانات الذكية.
هناك حاجة إلى نهج ميكانيكي من القاعدة إلى القمة مع التركيز على استكشاف الأسس العصبية للسمات المعرفية والجينات التي تتحكم فيها، سيكون هذا مفيد ليس فقط لتحديد ومقارنة التعقيد المعرفي ولكن لاستكشاف الخلفية التطورية للسمات المعرفية، على عكس النهج الشائع لتشريح أسئلة “لماذا” في علم الأحياء إلى منظورات تقريبية ونهائية، فإننا نعتقد أن الأسئلة المتعلقة بتطور السلوك والإدراك يصعب الإجابة عليها دون شرح للآليات التي تشكل أساس التباين وليس فقط الوظائف التي هي قيد التحديد.
في استكشاف ما إذا كانت الحيوانات غير البشرية لديها وعي وثقافة ونظرية ذهنية على سبيل المثال، كذلك لاستكشاف الجذور التطورية لهذه الظواهر ؛ تركز العديد من الدراسات على ما إذا كانت المآثر السلوكية تتوافق مع تعريفات معينة، بدلاً من استكشاف ما إذا كانت هذه تستند إلى ميزات تطورية قابلة للمقارنة، غالباً ما يتم استعارة المفاهيم والمصطلحات من دراسات في علم النفس، ثم يتم تطبيقها على الحيوانات الأخرى.
في هذه العملية يتم تعديل التعريفات في بعض الأحيان بحيث يمكن تطبيقها على الحيوانات بطرق ذات مغزى؛ هذا جيد من حيث المبدأ ولكن كلما كان التعريف أكثر تساهل، زاد عدد الأنواع المؤهلة والمزيد من الأمثلة على التقارب الوظيفي سوف نجد، بعبارة أخرى؛ سيتوقف تحديد الأنماط التطورية في الإدراك إلى حد ما على الدلالات بدلاً من السمات البيولوجية الفعلية، نظراً للعديد من الخلافات حول كيفية تشخيص وتعريف الأداء المعرفي، فإن هذا بالتأكيد سيناريو غير مرغوب فيه.
من المضاعفات أن النتائج السلبية للإدراك المقارن يصعب تفسيرها أحياناً؛ هل فشل الحيوان في الاختبار لأنه يفتقر إلى القدرة أو بسبب استخدام طرق غير مناسبة؟ هناك العديد من الأمثلة حيث تم تفسير النتائج السلبية على أنها تعني على سبيل المثال؛ أن القردة لا تعرض التقليد أو نظرية العقل أو تفهم الجاذبية، حيث أظهر العمل اللاحق أنه مع الإجراءات المعدلة، فإن الحيوانات الحية تنجح في الدرجة بعد كل شيء، أحد الحلول الممكنة هو زيادة تعقيد المهام تدريجياً حتى يتعطل الأداء، لكن كما هو الحال مع التعريفات، هناك بعض الخطر من أننا قد نعدل الإجراءات أو المعايير السلوكية حتى نجد الظاهرة المطلوبة.
مقارنات التشريح العصبي الإجمالي:
إن المضاعفات المتعلقة باستخدام إما حجم المخ أو التشريح الإجمالي كعلاقة للقدرة المعرفية واضحة، بدون استكشاف أنماط الأسلاك العصبية الداخلية؛ فإن مثل هذه التحليلات غير مفيدة للدراسات المقارنة، يوجد الآن عدد من الدراسات المفيدة للغاية حيث يتم استكمال مقارنات القدرات المعرفية في الأنواع المختلفة باستقصاءات الدوائر العصبية الأساسية، حيث ساعد العمل البيولوجي العصبي بالفعل في حل الخلافات حول ما إذا كان يمكن القول أن بعض القدرات موجودة لدى غير البشر.
على سبيل المثال في الدراسات التي أجريت على التعرف على الوجوه والتقليد والسلوك الاجتماعي الإيجابي والتعاطف، يبدو أن الهياكل القشرية المتماثلة يتم تجنيدها في البشر والرئيسيات المختلفة عند الانخراط في المهام المتعلقة بهذه السمات، توحي مثل هذه النتائج ببعض الثقة في حقيقة أن هذه الظواهر السلوكية وإن تم اختبارها بشكل مختلف إلى حد ما في البشر وغير البشر قابلة للمقارنة ومتجانسة.
يمكن رسم ملامح تشريح الدماغ الإجمالي بشكل جيد على سلالات مختلفة من الأصناف، مما يشير إلى بعض القيود المتعلقة بتطور الدماغ، من ناحية أخرى ليس من الواضح إلى أي مدى يقيد هذا تطور القدرة المعرفية في مواجهة الضغوط الانتقائية ذات الصلة أو فقط بقدر ما يميل التطور إلى المضي قدماً على طول مسارات مماثلة مع نقاط بداية مماثلة عندما تكون ضغوط الاختيار متشابهة؛ إن التطور يسير بشكل متكرر على طول مسارات مماثلة، ربما حيث تكون الدوائر المكوّنة مسبقاً جيدة التكوين لإنتاج سلوكيات جديدة عندما يفضلها الاختيار.
هناك العديد من القدرات السلوكية أو المعرفية المثيرة للإعجاب، في حين أنه من الواضح أنه يجب أن تحتوي على ركيزة عصبية إلا أنها لا يمكن اكتشافها بسهولة من حيث التشريح العصبي الإجمالي؛على سبيل المثال كان أحد أكثر الاكتشافات إثارة للإعجاب في الإدراك الاجتماعي للحشرات في الآونة الأخيرة هو اكتشاف التعرف على الوجوه الفردية في دبابير بوليستين ودورها في التسلسل الهرمي الاجتماعي، مع ذلك لم يتم العثور على اختلافات ملحوظة في الخلايا العصبية للأنظمة البصرية لهذه الدبابير الرائعة مقارنة مع الأنواع ذات الصلة التي لا يحدث فيها التعرف على الوجوه.
بالمثل في محاولة لتحديد إلى المترابطة العصبي لنحل العسل، تم العثور على التوقعات الحسية في أدمغة نحل العسل بالمقارنة مع الأنواع الأخرى، يبدو الدماغ البشري على الرغم من اختلافاته الواضحة في المخرجات المعرفية مقارنة مع الرئيسيات الأخرى، على الأقل من حيث التنظيم الخشن في كثير من النواحي نسخة موسعة من دماغ الرئيسيات، في حين أن هناك بالتأكيد اختلافات على مستوى الدوائر؛ فإن الوحدات القشرية التي كان يُعتقد في السابق أنها تعمل في وظائف بشرية فريدة ولها متماثلات واضحة في الرئيسيات الأخرى.
يؤكد هذا أنه حتى الابتكارات التطورية الرئيسية ذات الصلة بالسلوك والإدراك قد تنشأ عن تعديلات صغيرة نسبياً في الدوائر العصبية، التي قد يكون من الصعب اكتشافها من خلال دراسات التصوير الخشن أو التشريح العصبي الإجمالي.
مقارنات على مستوى الدوائر:
في حين أننا لا نعرف الدوائر العصبية المفصلة بين الخلايا العصبية لأي وظيفة معرفية متقدمة، فمن الواضح أن هذا يجب أن يكون رغبة لإجراء مقارنات ذات مغزى بين الأنواع، هناك العديد من الأدلة التي تشير إلى أنه يمكن إجراء العمليات المعرفية داخل دوائر صغيرة إلى حد ما، بالتالي فإن التحولات التطورية في القدرة المعرفية يمكن أن تتم بوساطة التغييرات على مستوى الدائرة الدقيقة، إحداها أن العديد من القدرات المعرفية المتقدمة قد تم اكتشافها في حيوانات ذات أدمغة صغيرة مثل الحشرات.
تظهر نماذج الدوائر الكهربائية الدنيا أن العديد من هذه القدرات يمكن التوسط فيها من خلال أرقام ووصلات عصبية صغيرة جداً، بالإضافة إلى ذلك تشير الطبيعة الواسعة الانتشار لبنات البناء الأساسية للإدراك في جميع أنحاء المملكة الحيوانية إلى أن الأشكال المختلفة من اللدونة السلوكية كانت على الأقل قابلة للتطور من حيث المبدأ في بعض الحيوانات الأقدم، من المحتمل أن تكون جميع المكونات الجزيئية للخلايا العصبية تقريباً؛ أي القنوات الأيونية والمضخات والمبادلات والناقلات العصبية والمستقبلات المقترنة ببروتين G ، موجودة في السلف المشترك للفقاريات واللافقاريات.
من المفترض أنه نتيجة للتطور المتقارب القائم على لبنات البناء هذه، فإن الوصلات بين الخلايا العصبية تُظهر مرونة مماثلة في الفقاريات واللافقاريات، بما في ذلك اللدونة قصيرة المدى والتي تعتمد على توقيت الارتفاع وطويلة المدى، تتشابه بنية الدوائر الأساسية في الحشرات والفقاريات؛ على سبيل المثال التثبيط الجانبي والتغذية إلى الأمام وإثارة ردود الفعل والتثبيط وتثبيط ما قبل المشبكي.
توضح الحالات العديدة للتطور الموازي في الأنظمة الحسية والحركية مدى الاستعداد الذي يمكن أن تستجيب به ميزات الجهاز العصبي غالباً للضغط الانتقائي ذي الصلة بناءً على الاستثناءات؛ على سبيل المثال تطورت حساسية اللون الأحمر عدة مرات في رؤية لون الحشرات وقد حدث هذا مراراً وتكراراً عن طريق الازدواج الجيني وتحول الحساسية الطيفية اللاحقة إلى أطوال موجية أطول بواسطة نفس بدائل الأحماض الأمينية.
تظهر الأنساب الفقاريات عديدة أيضا الازدواجية التكيف أو خسائر جينات الصباغ البصرية، كذلك ضبط الطيفي على أنه أكثر دهاء من منتجات البروتين عن طريق الأمينية بدائل حامض، في الثدييات على الأقل يبدو الجهاز العصبي مهيأ جيداً ليضيف بُعد حسي جديد إلى إدراكه دون تأخير تطوري لضبط الدوائر العصبية اللاحقة للمستقبلات، ربما عن طريق آليات ارتباط الزخرفة ذات الأغراض العامة، لا تبدو اللافقاريات أقل مرونة في الاستجابة بشكل تكيفي لحالات الطوارئ الحسية الحركية الجديدة تماماً خلال فترة زمنية قصيرة.
ربما لا يكون الاستحواذ المتوازي أو المتقارب للدوائر العصبية لأداء مهام معرفية مختلفة أمر مفاجئ؛ لأن مثل هذه التغييرات يمكن أن تحدث من خلال العديد من التباديل للأجهزة الجزيئية الموجودة، بالمقارنة فإن الأمثلة المعروفة للتطور المتقارب على مستوى تسلسل الحمض النووي الأساسي نادرة، على الرغم من أن هذا الوضع قد يتغير مع زيادة معدل تسلسل الجينومات الجديدة، حالة مفيدة هي التطور الموازي للسمع بالموجات فوق الصوتية في الحيتانيات والخفافيش؛ خضع الجين المشفر للبروتين الحركي للعديد من بدائل الأحماض الأمينية المماثلة.
