第37章 電流
- 四十億年:我記錄生命演化
- 浪浪山的小豬妖
- 2080字
- 2024-01-08 18:00:00
徐遠(yuǎn)打開回溯儀的頁面查看起來,其實(shí)徐遠(yuǎn)讓回溯儀錄制的是當(dāng)時灼色蝠鲼蟲捕食三葉蟲的畫面。徐遠(yuǎn)主要的目的并不是記錄或者觀看捕食場景,而是想觀察下兩者的在行動時的神經(jīng)信號。
此時不管是節(jié)肢動物也好,脊索動物也罷,神經(jīng)電流的傳播速度雖然不快,但是也有1米/秒,單靠回溯儀提供的視野是很難用肉眼看的真切的,徐遠(yuǎn)才決定讓回溯儀展開記錄,方便自己事后觀察。
打開回溯儀錄制的視頻,首先徐遠(yuǎn)選擇先開捕食者灼色蝠鲼蟲的神經(jīng)信號。回溯儀只能記錄神經(jīng)電流產(chǎn)生的位置和傳播的方向以及根據(jù)神經(jīng)信號的強(qiáng)弱進(jìn)行亮度的梯度展示,無法具體傳輸?shù)膬?nèi)容。
畢竟將神經(jīng)信號轉(zhuǎn)錄成畫面或者信息是神經(jīng)系統(tǒng)的功能,回溯儀沒有接入具體信號自然無法知道具體信息。就像一個電報網(wǎng),回溯儀只能知道哪里開始發(fā)送電報,哪里在接受電報,哪個地區(qū)的電報活動頻繁,但是沒有相關(guān)的密碼本,無法知道具體的電報內(nèi)容。
通過視頻,徐遠(yuǎn)最先看到的是當(dāng)灼色蝠鲼蟲剛進(jìn)入徐遠(yuǎn)所在的海域時,體內(nèi)腹神經(jīng)索處于常亮的工作狀態(tài),不時有神經(jīng)電流從腹神經(jīng)索上的神經(jīng)結(jié)節(jié)處傳遞到附肢的神經(jīng)末梢上,再有神經(jīng)末梢釋放刺激帶動既然運(yùn)動。從而使得附肢根部的葉片扇動,獲得游泳的動力,以及強(qiáng)力的呼吸能力。
出乎徐遠(yuǎn)意料的是,反而看起來比較重要的腦部,除了復(fù)眼下的部分神經(jīng)系統(tǒng)處于工作狀態(tài),其他大多區(qū)域并沒有頻繁的神經(jīng)活動,反而呈現(xiàn)出的是待機(jī)狀態(tài)的黑灰色。
徐遠(yuǎn)明白了節(jié)肢動物的這些日常的神經(jīng)活動,特別是一些活動能力,已經(jīng)不再經(jīng)過大腦,或者說大腦壓根就沒有將這些權(quán)利收回。運(yùn)動能力的神經(jīng)信號一直由腹神經(jīng)索上的神經(jīng)結(jié)節(jié)負(fù)責(zé),每個神經(jīng)結(jié)節(jié)負(fù)責(zé)一段身體。
而大腦的工作更多是讓眾多結(jié)節(jié)配合在一起,同時提供一些頭部感知器官收集到的信息。由于奇蝦最杰出的感知器官就是眼睛,所以眼睛下方的神經(jīng)區(qū)域一直是工作狀態(tài),主要是處理19000個單眼捕獲的信息。
而收集到的信息則由大腦傳遞個神經(jīng)結(jié)節(jié),而具體的行動需要神經(jīng)結(jié)節(jié)相互配合。徐遠(yuǎn)簡單的總結(jié)了一下認(rèn)為,奇蝦這類的節(jié)肢動物大腦無法控制自身的運(yùn)動,對于運(yùn)動大腦只有建議權(quán)沒有決策權(quán)。
徐遠(yuǎn)仔細(xì)一想也是,自己經(jīng)常在視頻上看到蒼蠅搓手手,搓腦袋結(jié)果把腦袋拽了下來,蒼蠅作為昆蟲綱下四大目之一的雙翅目可以說是標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)節(jié)肢動物。回憶起這些的徐遠(yuǎn)才真正的明白節(jié)肢動動物的這個神經(jīng)問題已經(jīng)積重難返,要陪他們走過幾億年乃至十幾億年的時間了。
同時還暴漏出了一個問題,節(jié)肢動物的任何神經(jīng)信號都需要這樣一級一級的傳遞,無法扁平化的傳遞神經(jīng)信號也就意味著,傳遞速度必然要受到限制。想要優(yōu)化也是極為困難,畢竟它們搭建的神經(jīng)系統(tǒng)底層邏輯就是這樣一級一級傳遞,再優(yōu)化也不能推翻這個原則。
而且這樣需要中層神經(jīng)結(jié)節(jié)相互配合,一旦體型增長神經(jīng)結(jié)節(jié)每多一個配合的難度更是幾何般的倍增。
這時灼色蝠鲼蟲突然找到了自己打的目標(biāo),那些在海底爬行的三葉蟲,徐遠(yuǎn)也明細(xì)的看到灼色蝠鲼蟲的神經(jīng)網(wǎng)出現(xiàn)了變化,首先就是原先一直處于待機(jī)狀態(tài)的其他腦部區(qū)域高亮了起來。徐遠(yuǎn)推測到應(yīng)該是復(fù)眼捕捉的到信息,先一步在腦中處理,確認(rèn)目標(biāo)形態(tài),明確了捕食對象后,大腦發(fā)出信號傳遞給腹神經(jīng)索。
緊接著就是原本正常工作的腹神經(jīng)索亮度變的更大,肌肉運(yùn)動加劇,同時不再是像之前游泳的那樣進(jìn)行機(jī)械的扇動工作,通過具體神經(jīng)信號的差異,不同肌肉間爆發(fā)出的力量存在變化,使得奇蝦調(diào)整了姿態(tài),進(jìn)入俯沖追獵狀態(tài)。
同時徐遠(yuǎn)還注意到每個神經(jīng)結(jié)節(jié)開始相應(yīng)腦部下發(fā)的信號反應(yīng)時間是不同的。通過慢放徐遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)居然不是離大腦近的最先開始工作,似乎是有意識的知道神經(jīng)信號傳遞需要時間,反而是先接受到信號的神經(jīng)結(jié)節(jié)在刻意的等待尾部的神經(jīng)結(jié)節(jié)。
徐遠(yuǎn)明白了這就是為了解決ping值問題,灼色蝠鲼蟲無奈之下演化的能力,畢竟不算尾巴,灼色蝠鲼蟲從頭到尾也要30cm神經(jīng)信號從大腦發(fā)出,到最尾部的神經(jīng)結(jié)節(jié)接受信號進(jìn)行處理,再反饋一個神經(jīng)信號給大腦,這一來一會起碼要0.5秒到1秒的時間。
如果不這樣的進(jìn)行刻意等待,怕是整個身體都要亂套了。同時徐遠(yuǎn)還對比了一下三葉蟲的神經(jīng)信號,也存在這樣的問題。先是頭部的眼睛獲得了奇蝦的信息,大腦處理后傳遞下去,再是腹神經(jīng)索上的神經(jīng)結(jié)節(jié)處理信號并進(jìn)行反饋。
只不過三葉蟲的身體明顯要小不少,ping值也就相對較小,等待的時間就沒有那么明顯。
再到灼色蝠鲼蟲開始捕食的時候,此時其身體的整個神經(jīng)網(wǎng)徹底被激活,尤其是之前待機(jī)的大腦最為明細(xì),幾乎每個區(qū)域都開始全力運(yùn)作,之前在追逐過程中,原本控制前端附肢的大腦區(qū)域還沒有明細(xì)激活。
不過在即將咬住三葉蟲之時也是開始了運(yùn)轉(zhuǎn),特別是捕捉成功之后,需要附肢配合口部對三葉蟲進(jìn)行破防,不光代表了兩個部分的神經(jīng)細(xì)胞運(yùn)轉(zhuǎn),還意味著兩個部分之間要進(jìn)行配合,索性這個時期運(yùn)動由腹神經(jīng)索進(jìn)行控制,不然徐遠(yuǎn)都擔(dān)心它們的大腦能不能處理這么復(fù)雜的工作。
隨著三葉蟲外骨骼被破開,神經(jīng)系統(tǒng)徹底變?yōu)榛疑硭鼈儚氐讍适Я松鼫S為了灼色蝠鲼蟲的盤中餐。
如此具體的觀看了節(jié)肢動物的神經(jīng)工作,徐遠(yuǎn)也算真正了解了對方的神經(jīng)系統(tǒng),此時脊索動物也面臨這個傳遞速率的問題。雖然體型較小、且脊索到身體各主要部分的距離基本一直,可以說ping值不怎么明顯。但是底層的困境并沒有消失。