Was ist die optimale Form für ein radialsymmetrisches Gehirn?

Ich finde die Idee radialsymmetrischer außerirdischer Organismen sehr spannend, da sie Fragen zu Funktion und Design aufwirft.

Für diejenigen, die es nicht wissen, Menschen sind bilateral symmetrisch. Wenn Sie die Mitte eines Menschen aufschneiden, erhalten Sie 2 symmetrische Hälften. Wenn also ein halber Mensch ein Auge, ein Ohr, einen Arm, ein Bein und einen Hirnlappen hat, dann haben beide Hälften zusammen zwei von jedem Ding. Offensichtlich, aber ertrage es mit mir.

Ich entwerfe einen "Menschen", der tetramer symmetrisch ist. Das ist ein Tier, das aus 4 symmetrischen Scheiben besteht. Dafür hätte mein radialer Mensch insgesamt 4 von jedem Ding, weil es 4 Scheiben gibt.

Dieses Design ist noch nicht hundertprozentig fertig, aber jede Scheibe des Gesichts hätte ein großes Auge in der Mitte, sodass es eine 360-Grad-Sicht hätte. Ich muss vielleicht schummeln und zwei Nasenlöcher in jeder Scheibe haben, da nur eines direkt unter dem Auge die Geruchsbestimmung erschweren kann.

Bei den Ohren bin ich mir noch nicht ganz sicher, das wird eine andere Frage sein, zusammen mit der Funktionsweise des Mundes. Es gäbe insgesamt 4 Arme und Beine, wahrscheinlich mit einem Kugelgelenk in den Handgelenken für eine verbesserte Handhabung.

Dieses Ding ist verrückt, wie alle rauskommen, aber ich wurde von einer Frage getroffen. Es gibt 4 Gehirnlappen, aber dieses Gehirn wäre offensichtlich nicht nur zwei menschliche Gehirne, die zusammengeklebt sind. Sie müssen so platziert werden, dass die Kommunikation zwischen allen vier Lappen optimiert wird.

Wie müsste dieses tetramerisch symmetrische Gehirn geformt/ausgelegt sein, um richtig zu funktionieren?

"tetramer" symmetrisch? Im Gegensatz zu gewöhnlicher vierfacher Symmetrie oder, wenn wir schöne Worte verwenden, vierseitiger Symmetrie? Sind Sie sicher, dass diese Symmetrie auf Metamerie zurückzuführen ist ?
@AlexP Ich habe dieses Wort nur verwendet, weil hier ( en.m.wikipedia.org/wiki/Symmetry_in_biology ) quallenähnliche Symmetrie beschrieben wurde. Schauen Sie einfach unter Sonderformen der Radialsymmetrie nach.
Um dies zu beantworten, müssen wir uns ansehen, wie das Gehirn Energie effizient nutzt. Der Trick besteht darin, dass die Oberfläche diese Falten sieht. Wenn Sie die Gliedmaßen und Sinnesorgane verdoppeln, was bedeutet, dass mehr Nerven benötigt werden, werde ich nicht darüber diskutieren, ob das Kleben von 2 Körpern Rücken an Rücken besser ist oder nicht, aber ich versichere Ihnen, dass die Oberflächenbereiche nicht linear mit dem Volumen skalieren, was größer bedeutet ist eigentlich Verschwendung.
Seesterne sind radialsymmetrisch. Der Versuch, Menschen radialsymmetrisch zu machen, ist mehr Kummer als es wert ist. Halten Sie sich an Seesterne und andere radialsymmetrische Organismen, stärken Sie einfach die Gehirnstrukturen und geben Sie ihnen Effektoren, um Dinge zu manipulieren.

Antworten (5)

Okay, vielleicht rede ich hier aus meinem bilateralen Hintern...

Stellen wir uns vor, jeder Hirnschnitt ist wie ein Stück Schichtkuchen. Die oberste Schicht ist Cortex. Darunter ist ihr Analogon des Parietallappens. Darunter ist das Analogon des Schläfenlappens und so weiter.

Unser Gehirn entwickelt sich, indem es ... nach außen bläst und eine weitere Schicht um die Außenseite wickelt. Ihre Tetra-Jungs werden Ebenen vertikal hinzufügen. Vielleicht teilt sich eine Schicht in zwei.

Wenn die Keile alle zusammenkommen, richten sich die Teile auf diese Weise aus. Sie können spezielles Verbindungsgewebe (analog zu Corpus Callosum) um die Außenseite und zwischen den Schichten haben (denken Sie an "Glasur").

Ich würde gerne sehen, wie Schizophrenie bei diesen Typen aussieht... ;D

Gott, ich kann mir nicht einmal vorstellen, wie der Hirnstamm hier aussehen würde, besonders mit der Anordnung der Augen und Nasenlöcher. Es würde am Rückenmark anhaften, müsste sich aber möglicherweise auch weiter nach vorne in Richtung der Gesichtsscheiben erstrecken, um die sensorische Verarbeitung zu verbessern.
@Lot-Of-Malarkey vielleicht verschmilzt der Hirnstamm mit der unteren Schicht des Kuchens; Nerven, die den Sinnesorganen dienen, kommen aus dieser Schicht heraus. Stellen Sie sich einen Kuchen vor, der auf einem Haufen Spaghetti sitzt. Folge davon: Um die Nervenlänge zu reduzieren, befinden sich sensorische Teile näher an der Unterseite des Schädels. Je weiter sich deine Kreatur entwickelt, desto größer wird ihre Stirn... ;D

Man könnte sich vorstellen, die Hirnlappen wie die Segmente einer Orange anzuordnen. Das Rückenmark könnte von der Mitte abweichen, wobei die Hirnlappen vertikal im Schädel angeordnet sind. Es müsste eine Neuverkabelung der Augen und der Sehnerven geben. Sie könnten die visuelle Verarbeitung jedoch auch in der Nähe der Mitte des Schädels platzieren, sodass die Informationen von jedem Auge zusammen verarbeitet werden, um eine vollständige 360-Grad-Sicht bereitzustellen.

Aus Neugier, würden Ihre Menschen so aussehen?Eine zufällige Darstellung von vierlappigen Menschen aus der griechischen Mythologie

Ah, das Symposium von Plato. Abgefahren, skurril und durchaus unterhaltsam.
@NofP Sie würden nicht genau so aussehen, aber das kam dem ursprünglichen Design etwas nahe. Das neue Design (wie ich es in der letzten Bearbeitung bereitgestellt habe) wird wirklich fremdartig aussehen.

Höhere Symmetriegrade sind aufgrund der Spezialisierung nur schwer vorstellbar.

Auf der Erde haben wir mehrere Klassen ( Coelenterata kommen mir in den Sinn), die höhere Symmetrien haben, aber sie sind ausnahmslos am "unteren Ende" der Komplexität mit einem sehr rudimentären Nervensystem.

Beachten Sie, dass diese Tiere kein "Gehirn" haben, sondern auf verteilte Nervenganglien angewiesen sind.

Sobald die Komplexität steigt, sehen wir zwei Dinge passieren:

  • Die Symmetrie sinkt auf bilateral (selbst Tintenfisch hat nicht wirklich "acht Teile", sondern hat bilaterale Symmetrie).
  • Ein großer Teil des Nervensystems wird in einer Art "Gehirn" zentralisiert.

Die erste ist eine Anpassung an eine bevorzugte Bewegungsrichtung: Es macht Sinn, sich gleich leicht nach links oder rechts drehen zu können, aber die Komplexität, sich in jede Richtung bewegen zu können, bedeutet, dass Sie sich in jede Richtung "weniger gut" bewegen ... etwas, das die Evolution nicht lange zulassen wird.

Die zweite ist eng mit der Augenentwicklung verbunden; Auge (insbesondere Netzhaut) ist buchstäblich ein Stück Gehirn, das aus dem Schädel gekrochen ist (sowohl als Evolution als auch als Embryonalentwicklung). Es löste die Bildung einer großen Masse in unmittelbarer Nähe der Augen aus, um eingehende Bilder zu interpretieren.

Im Fall eines wirklich symmetrischen Wesens wäre die bevorzugte Bewegungsrichtung sehr wahrscheinlich entlang der Symmetrieachse (der Linie, auf der sich Symmetrieebenen schneiden). Dies ist in einer terrestrischen Umgebung ziemlich schwer vorstellbar (wieder kommen mir Medusen in den Sinn).

Vielleicht sollten Sie Ihre tetramerischen Menschen besser beschreiben.

Das sind faire Punkte. Ich werde einige der Grundlagen, mit denen ich fertig geworden bin, in das Design einfließen lassen.
Abgesehen davon, dass viele Stachelhäuter pentaradialsymmetrisch sind und in keiner Weise "niedrige" Formen sind. Und vierfache Symmetrie ist bei Pflanzen üblich.
@AlexP: Ich verstehe deine "evolutionäre Skala" nicht wirklich. Angesichts der Tatsache, dass alles, was heute lebt, eine Evolution von mehreren Milliarden Jahren hinter sich hat, so dass es in gewisser Weise "hochglanzpoliert" ist (einschließlich Viren), sollten Sie sich daran erinnern, dass OP nach dem Gehirn gefragt hat und Wikipedia klar sagt: "Stachelhäuter haben ein einfaches radiales Nervensystem, das aus einem modifizierten Nervennetz besteht bestehend von miteinander verbundenen Neuronen ohne zentrales Gehirn, ...". Pflanzen leiden unter dem gleichen Problem, obwohl einige Spekulationen über das Wurzelgehirn an Dynamik gewinnen.

Ich kann ein Argument für vier oder acht Lappen in vierfacher Symmetrie vorbringen, die Zwillingslappen des menschlichen Gehirns ermöglichen es uns, bilaterale Eingaben schnell und effektiv zu verarbeiten, Ihr vierfacher Mensch kann je nach Stereoanlage bilaterale Eingaben haben oder nicht Bild, Ton und Geruch, wenn die Segmente jeweils Stereoeingänge haben, benötigen Sie acht Keulen, um diese Daten effektiv zu verarbeiten, aber wenn Sie andererseits Stereoton usw. haben, der aus Eingängen besteht, die aus separaten Segmenten stammen, dann nur Sie brauchen vier Lappen, aber sie müssen sehr gut kommunizieren, also wird der Großteil des Gehirns aus Bindegewebe bestehen, ähnlich dem menschlichen Corpus Callosum .

Ich würde nach Ihrer Beschreibung erwarten, dass Ihre Person immer noch nur einen Magen, einen Dickdarm und einen Anus, eine Blase, eine Milz, eine Gallenblase, eine Wirbelsäule, aber 2 Brustkörbe, einen Penis bei Männern, eine Vagina bei Frauen hätte. Ich könnte sehen, dass sie möglicherweise 2 Penisse haben, wenn sie männlich sind, oder 2 Vaginas, wenn sie weiblich sind. Hätten sie eine oder zwei Nasen? (Ich denke an einen). ABER 4 Brustwarzen (und 4 Brüste bei Frauen)), 4 Hoden bei Männern, 4 Eizellen bei Frauen, 4 Ohren, 4 Hände, 4 Arme, 4 Beine und 4 Füße. 4 Lungen. VIELLEICHT 4 Nieren? Ich denke, sie müssten DEFINITIV nur einen Gebärmutterhals / Gebärmutter haben, wenn sie weiblich sind. Das Design von Hüfte und Becken wäre ziemlich komplex, damit es funktionsfähig sein kann.

Ich neige zu einem Schädel - also einem Gehirn, das unseren bestehenden Gehirnen mit zwei Hemisphären ziemlich ähnlich sieht - aber stattdessen in Viertel unterteilt ist.

Dies würde mich zu 2 Mündern, 2 Nasen, 2 Nebenhöhlen und 1 Luftröhre, aber 2 Speiseröhre neigen. Sie hätten die Möglichkeit, einen kleinen Fehler im Design des menschlichen Körpers zu korrigieren, indem Sie einen Mund nur mit dem Magen verbinden – was das Risiko eines Erstickungstods durch eingeklemmte Nahrung vermeiden würde! 1 Mund wäre immer noch mit der Lunge verbunden - würde aber nur zum Sprechen verwendet werden.

Aber vielleicht haben Sie stattdessen einen Menschen, der der Pushmi-Pullyu- Kreatur von Doctor Dolittle ähnelt?

Sie könnten auf diese Weise 2 separate Schädel und Gehirngehäuse haben - was bedeutet, dass Sie das Gehirn überhaupt nicht umgestalten müssen. Sie würden jedoch ziemlich radikal anders aussehen als Menschen, wie wir sie kennen ...

SHow nach der Bearbeitung, die Sie vorgenommen haben - ich kann definitiv sehen, dass dieses Gehirn wie ein normales menschliches Gehirn aussieht - mit 4 Lappen anstelle von 2 und einem einzelnen Hirnstamm, der die 4 Lappen in der Mitte verbindet.
Ich hatte noch nicht entschieden, wie die Eingeweideorgane funktionieren würden. Ich dachte irgendwie, ich würde zuerst herausfinden, wie der Körper strukturiert sein müsste. Aber danke!