Toinen viikkotehtävä

Viikkotehtävänä annettiin kolme pientä pähkinää purtavaksi blogeihin.

1) Jos kerran aivojen absoluuttinen tai suhteellinen koko ja aivokuoren rypistyneisyys korreloivat älykkyyden kanssa, niin täytyykö delfiinejä sitten pitää yhtä älykkäinä kuin ihmisiä?

Eläinkunnan suurimpien aivojen titteli kuuluu kaskelotille, jonka aivot ovat jopa seitsenkertaiset ihmisen aivoihin verrattuna. Pullonokkadelfiininkin aivot ovat hieman ihmisen aivoja suuremmat. Jos aivojen kokoa pidetään älykkyyden kanssa korreloivana, niin silloin kaskelotit ovat eläinkunnan älykkäimpiä. Jos vertailuun otetaan aivojen suhteellinen koko ruumiinpainoon, ihminen on älykkäämpi sen ns. EQ-arvon ollessa noin 7-8 pullonokkadelfiinin neljää vastaan. Kysymyksessä annetaan olettamus, että aivojen koko ja aivokuoren rypistyneisyys korreloivat älykkyyden kanssa. Tämän perusteella delfiinejä voitaisiin pitää yhtä älykkäinä, kuin ihmisiä. Tosiasiassa tämän perusteella ei voi kuitenkaan sanoa kuin, että eläimillä on erilaisia (ja kokoisia) aivoja.

Aivoilla on paljon muitakin tehtäviä, kuin älykkyyden (tai sen tunteen) saavuttaminen. Jopa paljon tärkeämpiäkin. Ja nämä tehtävät eroavat huomattavasti toisistaan eri lajeilla, kuten eroavat älykkyyttä vaativat tehtävätkin. Kognitiotieteessä älykkyyttä tutkitaankin ennen kaikkea käytöksen eikä fysiologian pohjalta. Meidän silmissämme hyvinkin tyhmät eläimet pystyvät tietyltä kantilta katsottuna hiukeisiin saavutuksiin, eli niiden toiminnassa on “järkeä”. Sen vertaileminen mikä toiminta on kaikkein järkevintä, onkin sitten kovin vaikeaa. Eri lajien älykkyyttä ei voi kovin suoraviivaisesti verrata ja vertailu kertookin enemmän vertailijasta kuin sen kohteesta. Delfiinien älykkyyttä tutkittaessa vakuuttavin näyttö löytyykin niiden käyttäytymistä havainnoivista tutkimuksista.

Delfiinien aivot eroavat niin paljon ihmisen aivoista ja älykkyyden syntymekanismista aivoissa tiedetään niin vähän, että tämänkaltaisista yksinkertaisista vertailuista on hyvin vaikea tehdä johtopäätöksiä.

http://en.wikipedia.org/wiki/Encephalization_quotient

http://en.wikipedia.org/wiki/Cetacean_intelligence
2) Lepotilassa hermosolun sisällä on huomattavasti suurempi konsentraatio K+ -ioneja kuin ulkopuolella. Miksi sisäpuolen potentiaali sitten on negatiivinen ulkopuoleen verrattuna?

Potentiaalieroja tutkittaessa pitää ottaa huomioon myös muut, kuin K+ ionit. Solun kalvojännite perustuu ennen kaikkea natrium-kalium -pumpun toimintaan. Se siirtää yhtä ATP-molekyyliä kohden kolme kappaletta Na+ ioneja solukalvon ulkopuolelle ja kaksi kappaletta K+ ioneja sisäpuolelle. Tämä luonnollisestikin kasvattaa sisäpuolen negatiivista potentiaalia ulkopuoleen nähden.

3)Kaapeliteoria kertoo, että paksummissa aksoneissa (kuten mustekalan jättiläisaksoni) aktiopotentiaalit kulkevat nopeammin. Selkärankaisten aksonit on usein päällystetty sähköisesti eristävällä myeliinitupella, jolloin aksoni voi olla ohuempi nopeuden kärsimättä. Mihin perustuu aksonin myeliinitupen hyöty?

Ääreishermoston hermosolun aksonia ympäröi Schwannin solut, jotka yhdessä muodostavat myeliinitupen. Myeliinituppi on vaalea ja sisältää kalvolipidejä. Myeliinitupen katkaisevat Ranvierin kuroumat, jotka ovat eristämättömiä ja niissä on jänniteherkkiä ionikanavia. Myeliinitupellisessa aksonissa impulssi etenee saltatorisesti, eli hyppien myeliinituppien välisistä Ranvierin kuroumasta toiseen. Ranvierin kuroumissa sijaitsevat Na- K -pumppujen aiheuttamat jännitemuutokset (depolarisaatio/repolarisaatio) aiheuttavat tämän ilmiön.

Myeliinitupellisissa aksoneissa hermopulssi voi edetä yli 100 m/s nopeudella ja etenemisnopudet ovat suurimpia paksuimmissa aksoneissa. Toisaalta myeliinitupettomissa aksoneissa, esimerksiksi hajuhermosyissä joiden halkaisija on n. 0.2 µm, nopeus on vain 0.2 m/s.

Galenos, WSOYpro 2010, p. 205-207