Lösung: Neuronen, die Lichtblitze leiten.

Haben Sie schon von Glasfaserkabeln gehört ? NEIN? Kurz gesagt dient das Kabel nicht der Übertragung elektrischer Energie, sondern leitet Photonen in ein reflektierendes Kabel. Diese Technologie ermöglicht es dem Internet, weltweit zu funktionieren. Das ist clever, denn nichts ist schneller als das Licht, wenn es darum geht, große Distanzen schnell zu überwinden. Alles, was Sie brauchen, ist eine Lichtquelle, Mittel, um es in die gewünschte Richtung zu leiten, und einen Empfänger am anderen Ende.

Wie sollen Kaiju davon überhaupt Gebrauch machen?

Seit der Urgeschichte vor etwa 3,5 Milliarden Jahren beherrschen Organismen den Umgang mit Licht. Photorezeptoren haben sich praktisch mit der Intelligenz entwickelt, ohne sie wären wir heute nicht so komplex. Ebenso ist Biolumineszenz ein sehr altes Merkmal, das viele meiner Arten, dh Glühwürmchen, Seeteufel und einige Quallenarten, gemeinsam haben. Nachtaktive Tiere wie Katzen haben reflektierende Zellen, die ihre Netzhaut auskleiden und Tapetum Lucidum genannt werden.

Perfekt. Das Leben hat ein Mittel, um Licht zu erzeugen, zu reflektieren und zu erkennen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie dies funktionieren kann:

Intrakranielle optische Kabel, die als Neuronen dienen , die es einem gigantischen Gehirn im Wesentlichen ermöglichen, mit angemessener Geschwindigkeit zu denken. Das bedeutet nicht, dass die Kaiju klüger sein werden. Nein, der limitierende Faktor ist die Größe der Kabel. Um zu verhindern, dass das Licht aus den Kabeln „austritt“, muss die reflektierende Schicht eine bestimmte Dicke haben. Andernfalls würde ein einzelner Nerv, der ein Lichtsignal abfeuert, einen Welleneffekt verursachen, der dem Kaiju einen Anfall bescheren würde. Dies ist die am wenigsten optimale Anordnung, aber sie ermöglicht komisch große Gehirne .

Peripheres Nervensystem mit optischen Kabeln , das die Verzögerung, die Kaiju normalerweise haben würde, vollständig negiert. Vom Gehirn gesendete Signale werden jetzt sofort durch den Körper an die Extremitäten weitergeleitet. Dies ist weitaus effizienter als ein sekundäres Gehirn zu haben. Zweifellos ist dies der optimale Weg .

Beide Lösungen implizieren, dass die Nerven, die verschiedene Körperteile verbinden, dicke hohle Strukturen mit reflektierenden Innenflächen sein werden. Ein Ende hätte ein biolumineszierendes Organ, während das andere Photorezeptorzellen hätte. Entweder blinkt das Organ, wenn es einen Nervenimpuls erhält, oder ein Ventil öffnet und schließt das Kabel. So oder so ist gut.

Die grundlegendste Anpassung an schnellere neurale Funktionen ist die Fähigkeit, Metalle auszufällen. Sobald eine Lebensform die Fähigkeit besitzt, Metalle auszufällen und Metallstrukturen in ihrem Körper aufzubauen, ist es kein besonders großer evolutionärer Schritt zu Neuronen mit Metallaxonen.

Wenn wir ein Metallaxon mit einem separaten Metallkern haben, wie ein biologisch erzeugtes Koaxialkabel, haben wir die Geschwindigkeit der neuronalen Übertragung von Hunderten von Metern pro Sekunde auf nahezu Lichtgeschwindigkeit erhöht. Die Hauptverzögerung ist dann die Zeit, die ein Neuron benötigt, um zu depolarisieren, und die Depolarisationswelle, um zum Metallaxon zu gelangen. Von dort breitet sich die Spannungsdifferenz mit Lichtgeschwindigkeit zum entfernten Ende des Axons aus, wo die Dendriten mit langsamer Geschwindigkeit depolarisieren und ihr Signal über molekulare Diffusion von Neurotransmittern über die neurale Lücke an das nächste Neuron übertragen.

Es mag den Anschein haben, dass ein Axon aus Metall starr wäre und sich nicht biegen könnte, aber dieses Axon wäre um ein Vielfaches dünner als ein Haar. Wenn Metalle so dünn sind, biegen sie sich sehr leicht. Sie wären nicht zerbrechlicher als gewöhnliche myelinisierte Neuronen.

Welches Metall verwendet werden könnte ... Silber würde den niedrigsten elektrischen Widerstand bieten, gefolgt von Gold und Kupfer. Die Knappheit von Silber und Gold könnte jedoch bedeuten, dass Kupfer nur wegen seines relativ geringen Widerstands und seiner relativ hohen Verfügbarkeit verwendet wird.

Also ... mit Metallaxonen könnte ein Organismus hunderte oder tausende Meter lang sein und dennoch die gleiche Geschwindigkeit der neuralen Übertragung haben wie ein viel kleineres Lebewesen.

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Da es einige Missverständnisse darüber gibt, wie dies funktioniert, erkläre ich es weiter:

Die Zellwand eines normalen Neurons trägt eine Ladung. Die Zellwand ist ein schlechter Leiter. Innerhalb der Zellwand befinden sich spannungsempfindliche Ionentore. Wenn die Aktivierung der neuralen Verbindungsstelle eine ausreichende Depolarisation als Feldeffekt um die Verbindungsstelle verursacht, öffnen sich die spannungsempfindlichen Tore kurz und senden eine Depolarisationswelle über die Zellmembran. Da die Tore nicht besonders schnell sind und die Feldwirkung der Ladung begrenzt ist, begrenzt dies die Übertragungsgeschwindigkeit.

Wenn wir nun Metalle innerhalb und außerhalb der Zellmembran ausfällen würden, würden die Metallschichten, da sie leitfähig sind, die Spannung entlang ihrer Masse mit Lichtgeschwindigkeit weiterleiten. Tatsächlich würde sich innerhalb des Axons eine durchgehende Metallfaser befinden, und eine durchgehende Metallhülle würde die periodische Myelinhülle ersetzen.

Anstelle eines langen Axons mit langsamen Toren und vielleicht Myelin, um das Axon etwas schneller zu machen, hätten wir also tatsächlich ein Koaxialkabel im Zellmaßstab, bei dem die Isolierschicht zwischen den Leitern die Zellmembran wäre. Wie ich bereits sagte, überträgt dies die Spannungsdifferenz von einem Ende des Axons zum anderen mit Lichtgeschwindigkeit, von wo aus der übliche Ionen-Gate-Depolarisationseffekt weitergeht.

Sie sollten bedenken, dass das menschliche Gehirn eine begrenzte Synchronisation im großen Maßstab hat und viel kleiner als 100 m im Durchmesser ist. Es ist klar, dass Sie eine dem Menschen gleichwertige Intelligenz in einem tausendmal kleineren Gehirn von Menschengröße erreichen können. Fiktive Kaiju scheinen keinerlei übermenschliche Intelligenz zu zeigen, was darauf hindeutet, dass ihre düstere Wetware nicht offensichtlich leistungsfähiger ist als unsere eigene und als solche eigentlich nicht viel größer sein muss. Sie könnten einen kleinen Blob für das Bewusstsein haben und dann einfach eine Menge Infrastruktur, um all diese Muskelzellen zu kontrollieren, die ein riesiges Tier tatsächlich bewegen lassen würden.

Nun, die bewusste Entscheidung, mit dem Arm zu wackeln, ist offensichtlich mit einer enormen Latenz verbunden, wenn Ihr Gehirn (oder Körper) einen Durchmesser von mehreren zehn oder hundert Metern hat, was ziemlich ärgerlich sein kann, aber es gibt Möglichkeiten, dies zu umgehen. Sie brauchen vielleicht nicht die bewusste Kontrolle über jeden einzelnen Muskel ... vielleicht wird ein Großteil der eigentlichen Details der Koordination der Motoneuronen, die ein Glied antreiben, an lokale halbautonome Gehirnregionen und andere Teile des neuralen Gewebes delegiert, die im ganzen Körper verteilt sind und das betreffende Glied. Es besteht eine vernünftige Chance, dass Oktopusgehirne ein wenig so organisiert sind , mit einzelnen Armen, die ein angemessenes Maß an unabhängiger Aktion haben, mit einem zentralen Gehirn, das koordiniert, aber nicht jedes kleine Detail direkt kontrolliert.

Vielleicht sind Kaiju-Gehirne stärker über ihre Körper verteilt, und vielleicht funktionieren sie viel mehr wie eine engmaschige Gruppe halbunabhängiger (wenn auch nicht unbedingt bewusster) Gehirne.

Welche evolutionäre Anpassung kann das Makroleben haben, um die Beschränkungen der Reaktionsgeschwindigkeit der Neuronen zu umgehen?

Die faule Antwort wäre zu sagen, dass sie Nerven entwickelt haben, die schnell genug arbeiteten, um es ihnen zu ermöglichen, sich auf eine Weise zu bewegen und zu handeln, die Ihren Plan vorantreibt.

Unsere Nerven haben bereits einige Anpassungen für eine verbesserte Leitungsgeschwindigkeit in Form von salziger Leitung , aber es gibt nichts zu sagen, dass das, was wir haben, notwendigerweise so gut ist, wie Nerven jemals werden könnten. Alternative elektrochemische Signalmechanismen könnten viel schneller sein, oder vielleicht einfach nur elektrische Signalübertragung bei geeigneter Isolierungsformung. Andere exotische Dinge wie interne Wellenleiter , die es Schall- oder Ultraschallsignalen ermöglichen würden, sich mit Schallgeschwindigkeit in einer Flüssigkeit auszubreiten (ein Mehrfaches der Schallgeschwindigkeit in Luft) oder vielleicht hohle Strukturen (vielleicht starr, vielleicht gefüllt mit klarer Flüssigkeit oder anderem). Material wie eine Art Faseroptik), die biolumineszente Signale verwenden usw.

Braucht es eine vollständige Gehirnsynchronisation?

Hier gibt es ein paar Missverständnisse. Ein Gehirn ist kein Computer. Wir brauchen keine so detaillierte Synchronisation. Die verwendete Methode ist flexibler. Bedenken Sie auch, dass Informationen in einer Gehirnstruktur verarbeitet und dann zur weiteren Verarbeitung an die andere Seite des Gehirns gesendet werden können. Höhere Gehirnfunktionen erfordern in den meisten Fällen auch keine Geschwindigkeit, wie dies bei Bewegungen der Fall ist. Sie müssen nicht in einer Nanosekunde eine Antwort parat haben.

Betrachten Sie nun höhere Gehirnfunktionen. Wenn höhere Gehirnfunktionen negativ beeinflusst würden, warum sollten sie dann überhaupt weit auseinander liegen? Menschen haben mit unseren derzeitigen Gehirnen höhere Gehirnfunktionen. Warum nicht einfach wichtige Gehirnareale nah beieinander platzieren, wie es beim Menschen der Fall ist? Es sollte keinen Grund dafür geben, dass Hirnareale so weit voneinander entfernt miteinander sprechen.

Das wirft eine andere Frage auf. Warum braucht man ein 100m großes Gehirn? Wenn Sie einen Wal einfach überdimensionieren, brauchen Sie kein zusätzliches Gehirn, um das Ding zu steuern. Sie können mit dem gleichen Gehirn wie zuvor auskommen. Zusätzliches Gehirn bietet Unterstützung bei der Kontrolle für Examole, ist aber nicht erforderlich. Eine Fliege kann mit ihren Flügeln fliegen, da sie viele Routine-„Programme“ in sich hat. Es ist keine bewusste Anstrengung, einen Flügel zu schlagen. Gleiches gilt für Herzfrequenz, Blutgefäßverengung und vieles mehr. Diese Prozesse werden entweder indirekt abgewickelt oder benötigen, wenn sie direkt sind, nicht zwingend komplexe Gehirnstrukturen, um sie steuern zu können.

Zusammenfassung

Sie können mit weniger Verstand auskommen, um immer größere Kreaturen zu steuern. Höhere Gehirnfunktionen sind in großen Gehirnen durchaus möglich, man muss nur die richtigen Gehirnteile zusammensetzen. Die Synchronisierung ist nicht dasselbe wie bei Computern, was eine größere Flexibilität bei der Kommunikation des Gehirns ermöglicht.

Das Gehirn hat ein kleineres Gehirn.

Viele der körperlichen Bewegungen erfordern kein Gehirn. Sie führen nur durch die Wirbelsäule. Menschen tun dies bereits. Die meisten Geh- und Laufbewegungen erfordern kein Gehirn. Das Gehirn kann sich darauf konzentrieren, schneller zu werden, langsamer zu werden, Hindernissen auszuweichen und so weiter. Das Schritthalten und die Gewichtsverlagerung auf unebenem Untergrund beansprucht nur die Wirbelsäule.

Der Teil des Gehirns des Riesenmonsters, der die Intelligenz verwaltet, ist nicht viel größer als ein menschliches Gehirn. Asynchronisation ist für dieses Unterhirn kein Problem.

Wenn das Tier sich vorwärts bewegen möchte, sendet das Mikrohirn Signale an die Beine, die sagen: "bewege dich vorwärts". Die Beine näher am Kopf bekommen das Signal zuerst und bewegen sich zuerst. Die Beine am Ende beginnen sich zuletzt zu bewegen. Die Beine wissen, wie lange sie warten müssen, nachdem sie das Signal erhalten haben, um sie im Gleichschritt zu halten. Diese Berechnung wird in dem Teil der Wirbelsäule durchgeführt, wo sich jedes Bein verbindet.

Jedes einzelne Bein bewältigt dann seine eigenen Greif- und Gleichgewichtsprobleme, ohne Signale an die Wirbelsäule zurückzusenden.

Wenn die Kreatur plötzlich anhalten muss, sendet das Gehirn den „STOP“-Befehl über die Wirbelsäule. Es kann einige Minuten dauern, bis alle Zweige die Nachricht erhalten. Aber diese Verzögerung ist für einen Beobachter selten wahrnehmbar, wenn man bedenkt, wie die Physik verlangt, dass jedes Bein zehn Minuten braucht, um überhaupt einen einzigen Schritt zu machen.

In seiner natürlichen Umgebung

Genauso wie wir, durch die schiere Größe.

Wenn Sie versuchen, eine Schmeißfliege oder eine ähnliche Fliege zu erschlagen, kann sie Ihre Bewegung schneller sehen und darauf reagieren, als Sie sehen können, dass sie dies getan hat. Allerdings ist die Schmeißfliege keine Bedrohung für uns, ähnlich wie nichts unserer Größe in seiner natürlichen Umgebung eine Bedrohung für einen Kaiju darstellen würde. Sie müssen so groß sein, um eine Bedrohung darzustellen, und als solche unter der gleichen neuronalen Verzögerung leiden.

Es gibt keinen evolutionären Grund, dieses Problem zu lösen.

oder es sogar als Problem zu sehen.

Ihre Mega-Kreaturen können das Problem umgehen, dass sie große Gehirne benötigen, indem sie mehrere kleinere Gehirne haben, um mehrere Aufgabenebenen zu bewältigen.

Wenn jedes einzelne Gehirn nur an seiner eigenen spezifischen Funktion interessiert ist, dh das Verdauungssystem am Laufen halten oder beschädigtes Gewebe oder Bewegung reparieren, dann müsste die individuelle Größe nicht so groß sein, wie Sie erwarten.

Sie würden eine zentrale Verarbeitungseinheit benötigen, aber diese könnte wiederum relativ klein sein, da sie nur erforderlich wäre, um die unteren Gehirne zu koordinieren und sie sich mit den Grundlagen selbst befassen zu lassen, wodurch mehr Energie für die höheren Funktionen übrig bleibt, es sei denn, das ist eine andere Ebene des Gehirns wieder..

Es würde immer noch eine Signalverzögerung geben, insbesondere zwischen den einzelnen Gehirnen, aber dieses System könnte zumindest den Bedarf an Signalen über größere Entfernungen begrenzen und die Möglichkeit einer höheren Funktion in mindestens einem der Gehirne, wenn nicht in mehr, bewahren.

Aus evolutionärer Sicht sehe ich dies als möglichen zukünftigen Weg, da die meisten tierischen Gehirne bereits zu einem hohen Grad kompartimentiert sind. Warum es nicht bis zum (un)logischen Extrem treiben?

Wegen [handwave] sind Makrokreaturen leicht vorausschauend und beginnen auf Reize zu reagieren, bevor sie passieren

Anstatt Nachrichten schneller zu senden, warum lassen Sie Ihre riesigen Kreaturen nicht früher reagieren? Wie früher, als das, worauf sie reagieren, passiert ist. Sicher, das ist aufgrund unseres Verständnisses von Kausalität und Physik unmöglich. Aber so sind (die meisten) extrem großen Kreaturen, also winkst du schon ziemlich hart mit der Hand.

Der Vorteil gegenüber einer biologischen Besonderheit, die lediglich eine schnellere Übertragung von Nachrichten ermöglicht, besteht darin, dass es mit einem eingebauten Story-Hook ausgestattet ist. Wenn wir erst einmal herausgefunden haben, dass riesige Kreaturen die Gesetze der Physik brechen (auf eine potenziell ausnutzbare Weise!), haben Sie eine Motivation, das Ding besiegen, aber nicht töten zu wollen – zur gleichen Zeit, in der Sie es gerade erst geschafft haben sehr, sehr schwer für die Charaktere, dies tatsächlich zu erreichen. (Wie schlägt man etwas, ohne überwältigende Kraft anzuwenden, wenn es Sekunden oder länger weiß, bevor man handelt, was man tun wird?)

Die Geschwindigkeit der Gedanken

Betrachten wir die Faktoren, die die Geschwindigkeit der Gedanken beeinflussen

Neuronengröße : Signale breiten sich in Neuronen mit größerem Durchmesser schneller aus als in solchen mit schmalerem Durchmesser.

Komplexität : Wenn mehr Neuronen an einem Denkprozess beteiligt sind, dann ist die vom Signal zurückgelegte absolute Distanz größer, was mehr Zeit in Anspruch nimmt.

Myelin : Die Geschwindigkeit der Signalübertragung wird durch eine Isolierschicht namens Myelin beeinflusst. Myelin ist eine Fettschicht, die im Zentralnervensystem von Wirbeltieren durch konzentrische Umhüllung von Oligodendrozyten-Zellfortsätzen um Axone gebildet wird. Myelin beschleunigt die Leitfähigkeit und die Übertragung elektrischer Impulse und die Leitungsgeschwindigkeit in Axonen.

So kann die Denkgeschwindigkeit erhöht werden

• zunehmende Neuronengröße.
• Weniger komplexer Denkprozess.
• Myelinisierung

Frame-Herausforderung: Die wahre Gehirngeschwindigkeit wird in Synapsen, Frequenzen, Temperatur und Rauschen gemessen: Die Entfernung im Laufe der Zeit ist nur eine Schätzung, die auf Neuronen in menschlicher Größe/Form basiert.

Da wir die durchschnittliche Länge, den Durchmesser und die Temperatur eines menschlichen Neurons kennen, können wir die Signalgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde schätzen, aber das ist eine grobe Vereinfachung für das Problem, das Sie betrachten. Angenommen, Ihre Megafauna ist nicht auch mega intelligent, dann hat ihr 100 m breites Gehirn möglicherweise nicht mehr individuelle Synapsen als andere Tiere. Das Gehirn überträgt Daten durch elektrochemische Prozesse. Der elektrische Teil, bei dem sich die Signale von einer Seite eines Neurons zur anderen bewegen, geschieht mit relativistischer Geschwindigkeit. Da Ihre Zelle hauptsächlich aus Wasser und Fetten besteht, liegt Ihre relative Permittivität irgendwo zwischen 40-90, was Ihnen eine Signalgeschwindigkeit von ~47.000-32.000 km/s gibt

Der langsame Teil des Prozesses ist der chemische Teil, bei dem ein Axonterminal wartet, bis genügend Stromimpulse empfangen werden, um einen Neurotransmitter freizusetzen, der eine Chemikalie ist, die dann mit dem Dendriten der angrenzenden Zelle reagieren muss, um das Signal in die nächste Zelle weiterzuleiten. Ein größeres Gehirn mit der gleichen Anzahl von Synapsen wird also nicht merklich langsamer sein als ein kleineres Gehirn. Im menschlichen Gehirn sind Neuronen typischerweise etwa 6-100 mm lang ... also könnten dieselben Neuronen in Ihrem Megafaunna-Gehirn etwa 14-230 Meter lang sein. Eine solche Zelle würde nur weniger als 0,000008 Sekunden länger brauchen, um ein elektrisches Signal von einem Ende zum anderen zu übertragen, als das kürzere menschliche Neuron.

Ihre Mega-Fauna könnte tatsächlich schneller denken und reagieren, nicht langsamer

Die andere große Einschränkung bei der Bedenkzeit ist die Signalsicherheit. Die winzigen Zellen in Ihrem Gehirn, die alle miteinander vermischt sind, müssen gegen Signalverlust und Interferenzen antreten. In der Schule haben die meisten von uns gelernt, dass eine Myelinscheide wie ein Draht ist, um das Signal schneller zu machen, aber das ist falsch. Eine Myelinscheide ist eigentlich eher eine Reihe von Kondensatoren, die dafür ausgelegt sind, ein kontinuierliches Signal in diskrete Impulse mit exakter Spannung und eingeschränkter Frequenz aufzuteilen. Dies erhöht die Klarheit des Signals. Mit einem deutlicheren Signal muss das Gehirn nicht so lange warten, bis eine Musteränderung offensichtlich wird; Dadurch kann die Synapse früher reagieren. Indem Sie Ihre Neuronen vergrößern, haben Sie mehr Platz, um Ihr Axion von äußeren Störungen zu isolieren und die tatsächliche Signalstärke zu erhöhen.

Ein typisches menschliches Neuron arbeitet bei etwa 340 ± 10 Hz. Das bedeutet, dass wir nur ein Signal durch etwa 34 neuronale Verbindungen pro Sekunde senden können, je nachdem, wie schnell unsere Natrium-Kalium-Pumpen sindarbeiten. Durch die etwa 6500-fache Vergrößerung der Querschnitte der Axionen haben wir jetzt bis zu 42 Millionen Mal so viel Bandbreite wie ein menschliches Neuron. Wir können diesen zusätzlichen Durchmesser nicht nur verwenden, um Interferenzen zu reduzieren, sondern mit parallelen Axionen, wie wir sie im Hörnerv sehen, können Sie Frequenzen im Megahertz- oder vielleicht sogar Gigahertz-Bereich erreichen, was VIEL schnellere Reaktionszeiten bei der Signalerkennung ermöglicht. Der chemische Teil der neuronalen Verbindung wird möglicherweise überhaupt nicht beschleunigt, aber die Beschleunigung des Erkennungssystems sollte dazu führen, dass der Erkennungsteil des Systems etwa 0,03 Sekunden weniger Zeit pro Synapse benötigt, was die zusätzliche Zeit, die das elektrische Signal benötigt, mehr als ausgleichen würde Reisen.

Warum also messen so viele Quellen die neuronale elektrische Geschwindigkeit in m/s?

Kurz gesagt, weil es einfacher zu verstehen ist. Die meisten Autoren verstehen/unterscheiden nicht zwischen der Geschwindigkeit der tatsächlichen Elektrizitäts- und Aktionspotentialausbreitung. Wie Austin in Kommentaren betonte, kann ein menschliches Neuron ein Signal mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 100 m/s senden. Dieser sehr weite Bereich von Geschwindigkeiten ist nicht proportional zu ~50% Unterschieden in der elektrischen Ausbreitungsgeschwindigkeit zwischen gewöhnlichen organischen Verbindungen, die Sie im Körper finden.

Stattdessen wird es davon beeinflusst, wie lang und breit die Neuronen sind, wie gut sie darauf ausgelegt sind, Rauschen herauszufiltern, und wie hoch die Frequenz ist, die sie erzeugen können. Bei Neuronen von menschlicher Größe kann sogar eine Myelinscheide nur so viel tun, um Rauschen von benachbarten Zellen herauszufiltern, was bedeutet, dass selbst eine längere Zelle mehr Impulse benötigt, um ein klares Signal zu erhalten, was effektiv eine Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Entfernung schafft (es ist nicht 1: 1, aber es ist eine Korrelation) Wenn Sie sich zum Beispiel Tintenfisch-Axionen ansehen, können sie "schnellere" Signale mit dickeren, stärker verteilten Nerven für die Art von Neuronen erreichen, die sie haben. Sie sehen auch, dass sich Signale bei kälteren Temperaturen „verlangsamen“. Elektronen haben jedoch in kalten Medien weniger Widerstand, nicht mehr. Dieses "langsamer" Signal ist, weil die chemischen Reaktionen der Natrium-Kalium-Pumpen langsamer werden und die Frequenz des Signals reduzieren. Wenn der Strom nur mit 0,1-100 m/s fließen würde, dann würde ein im Durchmesser größerer, wärmerer Neuron die Geschwindigkeit des Signals nicht erhöhen.

Neuronale Fiberoptik

Um die Geschwindigkeit von Neuronen wirklich zu erhöhen, können wir ihre Funktionsweise ändern. Wir können Glasfasern in den Neuronen anstelle von Elektrizität verwenden.

Faseroptik ist eine Möglichkeit, Licht entlang transparenter Kabel zu übertragen. Solange die Biegung in einem Kabel nicht zu groß ist, springt es bis zum Ende. Das heißt, wir können dies als Baustein für faseroptische Neuronen verwenden.

Das Neuron wird eine bioluminöse Eigenschaft haben. Es kann ausgeschaltet sein oder die Helligkeit ändern. Auf der Empfängerseite haben Sie einen Fotorezeptor wie im Auge, aber nur eine primitive hochempfindliche Version. Dies übersetzt das Signal und stimuliert sein eigenes bioluminöses Organ.

Dies kann im Gegensatz zum elektrischen Potential als analoges Signal angesehen werden. Obwohl die Stimulation eines Neurons analog ist, ist das elektrische Potential ein Ein- oder Ausschaltmechanismus und somit digital. Es kann Informationen nur über Muster übertragen. Ein faseroptisches Neuron kann also mehr Informationen in ein Signal packen.

Dies kann durch Hinzufügen verschiedener Signale weiter verbessert werden. Genau wie in unseren Augen können wir bestimmte Wellenlängen auswählen, die das Neuron wahrnehmen kann. Wenn Sie zwei oder sogar mehr verschiedene Rezeptoren haben, können Sie einem einzelnen Neuron mehrere Wellenlängen hinzufügen. Als kurzes Beispiel kann ein einzelner Neuronenweg rot, gelb und blau feuern, was 3 Signale zulässt. Mehr Infos gleich!

Die wahre Verbesserung hier ist die Geschwindigkeit. Der synaptische Spalt wird entfernt, was der langsamste Teil der Übertragung war. Seine Funktion wird durch den Gradienten des Lichts und die Empfindlichkeit des Rezeptors ersetzt. Darüber hinaus wird das Signal so schnell wie Lichtgeschwindigkeit, wenn auch etwas langsamer, da es immer noch abprallt, also keine gerade Linie.

Ein faseroptisches Neuron erhöht die Geschwindigkeit um wahnsinnige Mengen, ist flexibel, kann mehr Informationen pro Signal verarbeiten, kann mehrere Signale pro Strang haben, kann keine elektrischen Störungen von sich selbst haben, kann je nach Empfindlichkeit die Energiekosten senken und die Anzahl der Neuronen reduzieren erforderlich.

Mehr Gehirne .

Beim Menschen sendet unser Gehirn ständig Signale an die Beine mit den Worten „links, rechts, links“ und jede andere Muskelbewegung, die erforderlich ist.

Aber wenn Sie ein Gehirn näher an den Beinen hätten, das sagt: „Links, rechts, links“, dann muss Ihr Kerngehirn nur sagen: „Hey Beine, starte die Links/Rechts/Links-Subroutine!“ und dann kann es alle erforderlichen Änderungen senden, z. B. Richtungsänderungen, wenn die Augen etwas bemerken, und einfach anhalten oder anfangen zu gehen. Dies wäre ein sehr einfaches Satellitengehirn.

Gleiches gilt für andere Bereiche des Körpers, die normalerweise auf Signale von regelmäßigen Signalen des Gehirns angewiesen sind.

Nun, wenn Ihre Kreatur so massiv ist, dass das Warten auf ein Signal von den Augen, um das primäre Gehirn zu erreichen, das Senden eines Signals an das Gehirn der Beine katastrophal langsam wäre, dann wäre es vielleicht evolutionär vorteilhaft, sekundäre Augen in der Nähe der Beine zu haben sogar Ohren. Dann könnten die Beine in Sachen Kollisionsvermeidung und Wegfindung viel selbstständiger arbeiten. Das primäre Gehirn würde eher ein Ziel an das Beinhirn weitergeben, wie "Wir wollen zu diesem Ort gehen, an dem wir schon einmal waren", und das Gehirn, das näher an den Beinen liegt, würde sich darum kümmern.

Ein Beispiel hierfür wären Tintenfische, die ein Kerngehirn und acht Ganglien (ein Bündel von Nervenzellkörpern, die durch Synapsen verbunden sind, wie eine Mini-Kleie) haben, die Informationen untereinander übertragen können, ohne das Zentralhirn einzubeziehen, wodurch die Ganglien effizienter werden .

Radiowellen

Aufbauend auf Monty Wilds Idee von Metallaxonen, wenn die Gehirne groß genug werden, beginnen die Axone vielleicht, sich von stromführenden Drähten zu Radiooszillatoren zu verwandeln. Anstatt ein langes Axon von der Länge des Gehirns zu haben, fangen Sie an, Axone zu haben, die als Dipole wirken. Das Gehirn würde Axone mit unterschiedlichen Längen wachsen lassen (daher würde sich jedes Axonsignal mit einer anderen Wellenlänge ausbreiten, um Interferenzen zu reduzieren), dann würden Sie ein passendes Axon auf der anderen Seite des Gehirns und etwas Handwaverium benötigen, um das Funksignal wieder in ein nützliches Neural umzuwandeln Impuls.

Verteilen Sie den Job an sekundäre Gehirne

Es gab einige Erwähnungen von Tintenfischen, deren Arme sekundäre Gehirne haben, die ein gewisses Maß an unabhängiger Entscheidungsfindung haben.

Aber Menschen tun dies auch!

Wir haben das Konzept des Muskelgedächtnisses und der Reflexe, weil unser Nervensystem ausgedehnte lokale Cluster von Neuronen hat, die viel näher an den Gliedmaßen liegen. Diese Cluster können darauf trainiert werden, basierend auf einfachen Eingaben des Hauptgehirns komplexe Aktionen auszuführen.

Einige dieser Aktionen benötigen nicht einmal Signale vom Gehirn, um ausgeführt zu werden. Zum Beispiel etwas extrem Heißes wegschieben. Das Schmerzsignal von der Hand reicht bis zum lokalen Knoten und wird sofort in situ beantwortet, anstatt den ganzen Weg bis zum bewussten Gehirn und zurück zu gehen.

In ähnlicher Weise bin ich mir, während ich dies tippe, des Schreibvorgangs nicht bewusst. meine Hände "wissen", wo alle passenden Tasten für einen bestimmten Buchstaben sind. Ich denke nicht einmal an einzelne Buchstaben, ich denke an Wörter und meine Hände können sich bewegen, um die Buchstaben und Buchstabengruppen viel schneller zu schreiben, als mein Auge folgen und sogar verarbeiten kann, was ich tue.

Es gibt ganze Verhaltensweisen, die an meine sekundären Nervencluster weitergegeben werden, die es meinem Gehirn ermöglichen, trotz einer neuronalen Verzögerung von bis zu einer halben Sekunde schnelle und präzise Aktionen rechtzeitig auszuführen.

Zurück zu dem, was das für Kaiju bedeutet

Ich würde erwarten, mehr von dieser Funktionalität zu sehen, und wahrscheinlich wäre ein Großteil davon unbewusst.

Ein Kaiju wäre zwangsläufig ein Instinkt- und Reflexwesen.

Wenn Godzilla seinen Zeh stößt, wird er es für ein paar Sekunden nicht spüren, aber sein Bein muss immer noch reagieren, damit er nicht stolpert und fällt.

Ich würde mir vorstellen, dass ein Kaiju unbedingt lokale Kreiselsinne im "Innenohr" -Stil näher an seinen Beinen benötigen würde, damit sich seine sekundären Gehirncluster nicht auf die in seinem Kopf verlassen.

Und dann ist da noch die Herausforderung, die Beinbewegungen über Hunderte von Metern Körper zu koordinieren.

Godzilla muss ein ziemlich umfangreiches neurales Cluster in seinem Becken haben, das 90% der Kopfarbeit für seine Beine bewältigen kann.

Er muss ziemlich umfangreiches neurales Gewebe in seinen Händen/Armen haben, damit er, wenn er etwas berührt, was er nicht berühren sollte, sofort loslässt, anstatt fünf oder zehn Sekunden lang Schaden zu nehmen.

Es kann sein, dass ein Teil der übernatürlichen Belastbarkeit von Kaiju darauf zurückzuführen ist, dass sie eine so träge Schmerzreaktion haben, dass sie einfach nicht darauf reagieren, wenn Brocken aus ihnen herausgeblasen werden.

Ein Oktopus hat viele Nerven in seinen Armen/Tentakeln. So viele, dass sie im Grunde ein eigenes Gehirn haben. Haben Sie schon einmal vom Alien-Arm-Syndrom gehört? Das ist so, aber gewollt. Eine gigantische Kreatur hätte wahrscheinlich eine Reihe kleinerer Gehirne, die reagieren können, bevor sie mit dem zentralen Gehirn kommunizieren.

Jede nicht augenblickliche Kommunikation wird immer noch eine neuronale Verzögerung haben, und es wird ein Problem bei einer ausreichend großen Größe sein. Vielleicht gibt es einen Punkt, an dem Sie mit der Größe Ihrer Kreaturen zufrieden sind und die neurale Verzögerung keine großen Auswirkungen hat (wie bei uns Menschen der Fall), aber wenn Sie das Problem für JEDE Größe lösen möchten, müssen Sie sofort sein Kommunikation.

Geben Sie Quantenverschränkung ein.

Quantenverschränkte Neuronen könnten unabhängig von der Entfernung sofort miteinander kommunizieren (zumindest im selben Universum). Dies ermöglicht galaxiengroße Gehirne, ohne die Gesetze der Physik, wie wir sie kennen, zu brechen (außer natürlich der Quantenverschränkung), und es hat den lustigen Nebeneffekt, dass keine physisch verbundenen Neuronen erforderlich sind, um ein Gehirn zu bilden. Ein Neuron in der Größe eines menschlichen Neurons in jeder Galaxie, alle quantenverschränkt, könnte tatsächlich ein Gehirn bilden (oder einen Geist, denke ich). Wie dieser Geist mit seinem Körper kommunizieren würde, ist eine ganz andere Frage, aber vielleicht hat jedes Neuron einen Körper mit einem Nervensystem wie unseres, oder alle Zellen sind quantenverschränkt und Sie haben kein galaxienweites Wesen, sondern eine Galaxie ist eigentlich ein einzelnes Wesen. Es können viele seltsame Dinge passieren!