211service.com
Smadzeņu izmēra termodinamiskais ierobežojums
Pēdējos gados mikroshēmu ražotāji ir secinājuši, ka sacensība par arvien ātrāku shēmu ražošanu ir muļķīga spēle. Palielinoties pulksteņa ātrumam, siltuma rezultātā zaudētās enerģijas daudzums kļūst pārāk liels, lai to efektīvi izkliedētu, un jebkurā gadījumā izšķiešana ir neattaisnojama.
Tas rada dažus interesantus jautājumus par cilvēka smadzenēm, saka Jans Karbovskis no Sloan-Swartz Teorētiskās neirobioloģijas centra Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā. Karbovskis norāda, ka siltuma pārneses problēma varētu būt nopietns faktors, kas ietekmē smadzeņu evolūciju, un tāpēc viņš ir sācis programmu, lai noteiktu saistību starp smadzeņu temperatūru, tās lielumu, radīto smadzeņu jaudu un nervu darbību.
Karbovska prātā rodas jautājums, vai smadzeņu izmēram ir kādi termodinamiski ierobežojumi. Un, ja tā, vai 5 kg, kas, pēc Karbovska teiktā, ir lielāko zīdītāju smadzeņu masa, tuvojas šai robežai?
Karbovskis norāda, ka smadzeņu dzesēšana nav klasiska virsmas laukuma un tilpuma problēma. Tā vietā smadzeņu dzesēšana ir vairāk salīdzināma ar iekšdedzes siltuma dzinēju, kur šķidrais dzesēšanas šķidrums noņem siltumu.
Smadzenēs dzesēšanas šķidruma lomu spēlē smadzeņu asinis, bet tikai dziļajā reģionā, jo tur asinīm ir nedaudz zemāka temperatūra nekā smadzeņu audiem, saka Karbovskis.
Bet reģionos, kas atrodas tuvāk virsmai, tas ir otrādi: smadzeņu audi ir aukstāki nekā smadzeņu asinis, kas sasilda smadzenes.
Tas nozīmē, ka siltuma līdzsvara termodinamika neierobežo smadzeņu izmēru. Un tas savukārt liek domāt, ka smadzenes varētu būt smagākas par 5 kg, saka Karbovskis.
(Un, protams, tie kļūst lielāki par šo. Kašalota smadzenes var būt 9 kilogrami).
Tas atstāj daudz vietas augšanai cilvēkiem, kuru smadzenes vidēji sver tikai 1,5 kilogramus.
Atsauce: http:// arxiv.org/abs/0905.3690 : termodinamiskie ierobežojumi attiecībā uz neironu izmēriem, šaušanas ātrumu, smadzeņu temperatūru un izmēru