Molecular underpinnings and evolutionary significance of neural noise

• Název práce v češtině: Molekulární podklady a evoluční význam neurálního šumu
• Název v anglickém jazyce: Molecular underpinnings and evolutionary significance of neural noise
• Klíčová slova: šum; error management; molekulární fluktuace; rozhodování; evoluce kognice; bias
• Klíčová slova anglicky: noise; error management; molecular fluctuations; decision-making; cognitive evolution; bias
• Akademický rok vypsání: 2025/2026
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra filosofie a dějin přírodních věd (31-107)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Petr Tureček, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem, čeká na schválení garantem
• Datum přihlášení: 16.11.2025
• Datum zadání: 16.11.2025

Seznam odborné literatury

Faisal, A. A., Selen, L. P. J., & Wolpert, D. M. (2008). Noise in the nervous system. Nature Reviews Neuroscience, 9(4), 292–303. https://doi.org/10.1038/nrn2258
Haselton, M. G., & Buss, D. M. (2000). Error management theory: A new perspective on biases in cross-sex mind reading. Journal of Personality and Social Psychology, 78(1), 81–91. https://doi.org/10.1037/0022-3514.78.1.81
Johnson, D. D. P., Blumstein, D. T., Fowler, J. H., & Haselton, M. G. (2013). The evolution of error: Error management, cognitive constraints, and adaptive decision-making biases. Trends in Ecology & Evolution, 28(8), 474–481. https://doi.org/10.1016/j.tree.2013.05.014
White, J. A., Rubinstein, J. T., & Kay, A. R. (2000). Channel noise in neurons. Trends in Neurosciences, 23(3), 131–137. https://doi.org/10.1016/S0166-2236(99)01521-0

Předběžná náplň práce

Všudypřítomnost šumu představuje zásadní omezení pro evoluci efektivního rozhodování. Kromě externích zdrojů šumu (např. když hlasitá hudba přehlušuje řeč) je i samotné fungování nervové soustavy nevyhnutelně náchylné k stochastickým fluktuacím, jejichž zdrojem je např. kanálový šum (channel noise) (White et al., 2000).
Tato práce si klade za cíl zaprvé popsat molekulární a biofyzikální podklady neurálního šumu a zadruhé prozkoumat jeho význam v evoluci kognice.
Konkrétně se práce zaměří na strategie, které nervové systémy využívají k vypořádávání se s neurálním šumem (Faisal et al., 2008), a prozkoumá variabilitu v těchto strategiích, a to jak napříč druhy, tak napříč různými oblastmi mozku v rámci druhu s důrazem na člověka. Nakonec se zamyslí nad okolnostmi, za nichž by přesná a komputačně důsledná kognice mohla představovat paradoxně méně adaptivní variantu než jednostranně vychýlená (biased) kognice, kterou předpokládá tzv. teorie zvládání chyb (error management theory) (Haselton & Buss, 2000; Johnson et al., 2013).

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The omnipresence of noise poses a fundamental constraint on the evolution of effective decision-making. Apart from external sources of noise (e.g., loud music during speech perception), the nervous system itself is inherently prone to stochastic fluctuations, such as channel noise (White et al., 2000).
This work aims, first, to describe the molecular and biophysical underpinnings of neural noise, and second, to examine its significance in the evolution of cognition.
Specifically, it outlines strategies employed by nervous systems to cope with neural noise (Faisal et al., 2008), explores variability in these strategies both across species and across different brain regions within species with an emphasis on humans, and reflects on circumstances in which a precise and computationally thorough cognition might, in fact, represent a less adaptive alternative to the biased cognition proposed by error management theory (Haselton & Buss, 2000; Johnson et al., 2013).