Какова оптимальная форма радиально-симметричного мозга?

Я думаю, что идея радиально-симметричных инопланетных организмов действительно интересна теми вопросами, которые она поднимает о функциях и устройстве.

Для тех, кто не знает, люди двусторонне симметричны. Если вы разрежете человека посередине, вы получите 2 симметричные половины. Итак, если у половины человека есть один глаз, одно ухо, одна рука, одна нога и одна доля мозга, то обе половинки вместе имеют по две каждой вещи. Совершенно очевидно, но потерпите меня.

Я создаю «человека», который будет тетрамерно-симметричным. Это животное состоит из 4 симметричных частей. Поэтому у моего радиального человека было бы 4 штуки каждой вещи, потому что есть 4 среза.

Этот дизайн еще не завершен на сто процентов, но каждый фрагмент лица будет иметь большой глаз посередине, так что у него будет обзор на 360 градусов. Возможно, мне придется схитрить и сделать по две ноздри на каждом кусочке, так как наличие одной прямо под глазом может затруднить точное определение запаха.

Пока не совсем уверен в ушах, это будет другой вопрос, наряду с тем, как будет работать рот. Всего будет 4 руки и ноги, вероятно, с шарнирным соединением в запястьях для улучшения манипуляций.

Эта штука причудливая, как все выходят, Но меня поразил вопрос. Есть 4 доли мозга, но этот мозг, очевидно, не будет просто двумя слипшимися человеческими мозгами. Их необходимо разместить таким образом, чтобы оптимизировать связь между всеми четырьмя лепестками.

Как должен быть сформирован/устроен этот тетрамерно-симметричный мозг, чтобы он функционировал должным образом?

"Тетрамерно" симметричный? В отличие от обычных четырехкратно симметричных или, если употребить красивые слова, четырехугольно-симметричных? Вы уверены, что эта симметрия является результатом метамерии ?
@AlexP Я просто использовал это слово, потому что здесь была описана симметрия, похожая на медузу ( en.m.wikipedia.org/wiki/Symmetry_in_biology ). Просто посмотрите в разделе «Особые формы радиальной симметрии».
чтобы ответить на этот вопрос, мы должны посмотреть, как мозг эффективно использует энергию, хитрость заключается в том, что площадь поверхности видит эти морщины. Если вы удвоите конечности и органы чувств, что подразумевает необходимость в большем количестве нервов, я не буду спорить о том, лучше ли склеивать 2 тела спина к спине, но я уверяю вас, что площади поверхности не масштабируются линейно с объемом, что означает увеличение. на самом деле расточительно.
Морские звезды радиально-симметричны. Попытка сделать людей радиально-симметричными приносит больше хлопот, чем пользы. Придерживайтесь морских звезд и других радиально-симметричных организмов, просто увеличьте структуры мозга и дайте им эффекторы для манипулирования вещами.

Ответы (5)

Ладно, может быть, я говорю о своей двусторонней заднице...

Давайте представим, что каждый срез мозга похож на ломтик слоеного пирога. Верхний слой – кора. Внизу находится их аналог теменной доли. Под ним находится аналог височной доли и так далее.

Наш мозг эволюционирует,… раздуваясь и покрывая снаружи новый слой. Ваши тетраги будут добавлять слои по вертикали. Возможно, слой разбивается на два.

Таким образом, когда все клинья соберутся вместе, части выстроятся в линию. Вы можете иметь специальную соединительную ткань (аналог мозолистого тела) вокруг внешней стороны и между слоями (подумайте об «обледенении»).

Хотел бы я посмотреть , как выглядит шизофрения у этих парней... ;D

Боже, я даже не представляю, как бы здесь фигурировал ствол мозга, особенно с расположением глаз и ноздрей. Он будет прикреплен к спинному мозгу, но, возможно, ему также придется вытягиваться дальше к срезам лица, чтобы улучшить сенсорную обработку.
@ Lot-Of-Malarkey, возможно, ствол мозга сливается с нижним слоем торта; из этого слоя выходят нервы, обслуживающие органы чувств. Представьте торт, лежащий на куче спагетти. Следствие этого: чтобы уменьшить длину нерва, чувствительные биты располагаются ближе к основанию черепа. Таким образом, чем более развито ваше существо, тем выше становится его лоб... ;D

Вы можете представить себе расположение долей мозга в виде сегментов апельсина. Спинной мозг мог отходить от центра, при этом доли головного мозга располагались в черепе вертикально. Потребуется перемонтаж глаз и зрительных нервов. Однако вы также можете поместить визуальную обработку близко к центру черепа, чтобы информация от каждого глаза обрабатывалась вместе, чтобы обеспечить полное 360-градусное зрение.

Из любопытства, могли бы ваши люди выглядеть так?Случайное изображение четырехлопастного человека из греческой мифологии.

Ах, симпозиум Платона. Дурацкая, причудливая и очень интересная.
@NofP Они бы выглядели не совсем так, но это было несколько близко к оригинальному дизайну. Новый дизайн (как я представил в недавнем редактировании) будет выглядеть действительно инопланетно.

Очень трудно представить более высокие степени симметрии из-за специализации.

На Земле у нас есть несколько классов ( на ум приходят Coelenterata ), которые имеют более высокую симметрию, но они неизменно находятся на «низком уровне» сложности с очень рудиментарной нервной системой.

Обратите внимание, что у этих животных нет «мозга», они полагаются на распределенные нервные ганглии.

Как только сложность возрастает, мы видим, что происходят две вещи:

  • симметрия падает до двусторонней (даже у осьминога на самом деле нет «восьми частей», но есть двусторонняя симметрия).
  • большая часть нервной системы становится централизованной в каком-то «мозге».

Первый — это адаптация к предпочтительному направлению движения: имеет смысл иметь возможность поворачивать влево или вправо с одинаковой легкостью, но сложность возможности двигаться в любом направлении означает, что вы двигаетесь «менее хорошо» в любом направлении... что-то, чего Эволюция не позволит надолго.

Второй тесно связан с развитием глаз; глаз (в частности, сетчатка) — это буквально часть мозга, выползшая из черепа (как в процессе эволюции, так и в процессе эмбрионального развития). Это вызвало формирование большой массы очень близко к глазам для интерпретации поступающих изображений.

В случае действительно симметричного существа весьма вероятно, что предпочтительным направлением движения будет вдоль оси симметрии (линии, где пересекаются плоскости симметрии). Это довольно сложно представить (снова на ум приходят медузы) в земной среде.

Возможно, Вам следует лучше описать своих Тетрамерных Людей.

Это справедливые моменты. Я добавлю некоторые из основ, с которыми я покончил в дизайне.
За исключением того, что многие иглокожие имеют пятилучевую симметрию и ни в коем случае не являются «низкими» формами. А четырехкратная симметрия распространена у растений.
@AlexP: я не очень понимаю вашу «эволюционную шкалу». Учитывая, что все живое сегодня имеет эволюцию в несколько миллиардов лет, поэтому оно в некотором роде «отшлифовано» (включая вирусы), вы должны помнить, что OP спрашивал о мозге, и Википедия четко заявляет: «Иглокожие имеют простую радиальную нервную систему, которая состоит из модифицированной нервной сети, состоящей из взаимосвязанных нейронов без центрального мозга, ...». Растения страдают от той же проблемы, хотя некоторые предположения о корневом мозге набирают силу.

Я могу привести аргумент в пользу четырех или восьми долей в четырехкратной симметрии, двойные доли человеческого мозга позволяют нам быстро и эффективно обрабатывать двусторонние входные данные, ваш четырехкратный человек может иметь или не иметь двусторонние входные данные в зависимости от настройки стерео. зрение, звук и обоняние, если каждый сегмент имеет стереовходы, вам нужно восемь лепестков для эффективной обработки этих данных, но если, с другой стороны, у вас есть стереозвук и т. д., составленный из входов, исходящих из отдельных сегментов, тогда вы только нужны четыре доли, но они должны очень хорошо общаться, поэтому большая часть мозга будет состоять из соединительной ткани, похожей на мозолистое тело человека .

Я ожидаю от вашего описания, что у вашего человека по-прежнему будет только один желудок, одна толстая кишка и анус, один мочевой пузырь, одна селезенка, один желчный пузырь, один позвоночник, но 2 грудные клетки, один пенис у мужчины и одно влагалище у женщины. Я мог видеть, что у них может быть 2 пениса, если у мужчин, или 2 вагины, если у женщин. У них будет один или два носа? (думаю один). НО 4 соска (и 4 груди у самки)), 4 семенника у самца, 4 яйцеклетки у самки, 4 уха, 4 руки, 4 руки, 4 ноги и 4 ступни. 4 легких. ВОЗМОЖНО 4 почки? Я думаю, что им ОПРЕДЕЛЕННО нужно иметь только одну шейку матки / матку, если женщина. Бедро и таз были бы довольно сложными для дизайна, чтобы они могли быть функциональными.

Я склоняюсь к одному черепу — следовательно, к мозгу, который очень похож на наш существующий мозг с двумя полушариями, — но вместо этого разделен на четверти.

Это склонило бы меня к 2 ртам, 2 носам, 2 пазухам и 1 дыхательному горлу, но 2 пищеводам. У вас будет возможность исправить небольшой недостаток в конструкции человеческого тела, подключив 1 рот только к желудку, что позволит избежать смерти от удушья из-за застревания пищи! 1 рот по-прежнему будет соединен с легкими, но будет использоваться только для разговора.

Но, может быть, вместо этого вы получите человека, чем-то похожего на существо Пушми-пуллю из «Доктора Дулиттла»?

Таким образом, вы можете получить 2 отдельных черепа и мозговые коробки, что означает, что вам вообще не нужно будет переделывать мозг. Однако они будут радикально отличаться от людей, какими мы их знаем...

Show после редактирования, которое вы сделали - я определенно вижу, что этот мозг выглядит как стандартный человеческий мозг - с 4 долями вместо 2 и одним стволом мозга, соединяющим 4 доли в центре.
Я еще не решил, как будут работать внутренние органы. Я как бы думал, что сначала выясню, как тело должно быть структурировано. Но спасибо!