Tetaceer är de marina djur som vi vanligen känner till och älskar som valar och delfiner. Dessa djur uppvisar komplexa sociala beteenden som vanligtvis bara ses hos högre stående däggdjur som primater (vilket inkluderar oss människor). De leker, tar hand om sina ungar och kommunicerar med varandra.
De är smarta djur. Och deras brians, som vi kommer att se, är också otroligt avancerade. (Detta faktum spelar in i de pågående kontroverserna kring valfångstmetoderna. Se det här inlägget av Scitable-medbloggaren Kate Whittington om de pågående debatterna.)
Ett enkelt mått för att bedöma den relativa ”intelligensen” är encephalization quotient (EQ), som är (ungefär) ett djurs förhållande mellan hjärnmassa och kroppsmassa. Logiken bakom detta är enkel: när ett djurs totala storlek blir större, ökar också den del av hjärnans totala yta som ägnas åt att hantera den ökade kroppsstorleken. Tänk på hur mycket större en elefant är än vi, och hur mycket mer hud de har att känna med, och hur mycket mer muskelmassa deras hjärnor behöver kontrollera. Med tanke på en viss kroppsstorlek vet vi alltså att det behövs en viss mängd hjärna bara för grundläggande rörelser och känsel. Om hjärnan är större än vad vi kan förvänta oss med tanke på kroppsstorleken kan det vara en indikation på högre intelligens.
Vid jämförelse kan nämnas att människor har en EQ på omkring 7,5, andra primater har en EQ på omkring 2-3 och hundar och katter har en EQ på omkring 1,0.
Hvalar och delfiner har en EQ på omkring 3-6, och deras hjärnor är mycket komplexa (se den här utmärkta artikeln på Scientific American).
Men en av de mest intressanta sakerna för mig när det gäller hjärnorna hos valar är hur stora vissa av deras neuroner måste vara för att kunna flytta information från kroppen till hjärnan och tillbaka.
För ett tag sedan frågade någon mig på Quora vad den längsta axonen är. För er som inte vet är axoner de ”kablar” som förbinder neuroner med varandra och transporterar information mellan dem (tekniskt sett är de flesta neuroner faktiskt inte fysiskt anslutna eftersom de är åtskilda av små klyftor som kallas synapser, men i det här sammanhanget kan ni tänka er att de är anslutna).
Efter att ha tänkt lite på saken gissar jag först att blåvalens motsvarighet till den motoriska axon som transporterar information längs ischiasnerven skulle vara den längsta eftersom ischiasnerven är den längsta hos människor. Men sedan kom jag på att den inte har de längsta axonerna.
Kolla på figuren till vänster där. Ser du den andra neuronen, den ”unipolära neuronen”? Den långa kabeln som rör sig vertikalt i bilden är en lång axon.
Dessa kan bli riktigt långa.
Däggdjur har en cell som kallas dorsalrotsganglion (DRG). DRG överför sensorisk information från kroppen till hjärnan. Den är unipolär, så den har ett väldigt långt axon, där den ena änden har receptorer i huden och den andra änden går in i ryggmärgen, stiger upp i fasciculus gracilis och synapserar i nucleus gracilis ända upp i hjärnstammen.
Detta innebär att för för känselspröten i tårna går DRG-axonet hela vägen från tån till hjärnstammen, som ligger ungefär i samma höjd som munnen. Detta kan vara mer än 2 meter långt hos långa människor!
Tänk nu på vad detta innebär för en blåval. Blåvalar är nästan säkert det största däggdjuret som någonsin har existerat, vilket innebär att de är det största djur som vi nu har ett mycket långt axon som ett DRG (vi vet inte så många detaljer om dinosauriernas nervsystem).
Det längsta axonet i blåvalen, som i sig själv är det största däggdjuret, är därför troligen DRG.
När jag försökte bekräfta min gissning om det längsta axonet lärde jag mig dock en hel del knasiga saker.
De största blåvalarna är till exempel cirka 30 meter långa. Detta skulle tyda på ett DRG-axon som är minst 25 m, eller 75 fot, långt.
Här blir det riktigt galet och saker och ting slutar att vara vettiga för mig…
Axonerna leder typiskt sett signaler mellan ett brett spektrum av hastigheter: 0,5 till 100 m/s. Detta innebär att om jag skulle fippla med en valstjärt (vilket man skulle kunna göra) kan det ta allt från en tredjedels sekund (en lång tid i hjärnans tid!) till mer än sex sekunder att nå fram till valens ”medvetna” uppfattning (om man antar att den har ett medvetande).
En ännu vildare, enligt denna artikel av Douglas H. Smith som publicerades 2009 i Progress in Neurobiology:
…blåvalens ryggradsaxon som växer med 3 cm/dag representerar en volymökning som troligen är mer än dubbelt så stor som volymen av hela neuroncellkroppen – varje dag. Denna snabba volymökning för neuroner liknar den högsta celltillväxthastighet som observerats för snabbt delande cancerceller.
(fetstilt betoning av mig)
Basically, these axons are growing faster than cancerous cells and the speed at which they stretch should cause them to tear or rupture.
Vadå?
Man, valhjärnor är coola.
(Det här inlägget är anpassat från min personliga blogg, Oscillatory Thoughts.)