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Un limite termodinamico sulle dimensioni del cervello
Negli ultimi anni, i produttori di chip hanno concluso che la corsa per produrre circuiti sempre più veloci è un gioco da ragazzi. All'aumentare della velocità di clock, la quantità di energia persa a causa del calore diventa troppo grande per essere dissipata in modo efficiente e, in ogni caso, lo spreco è ingiustificabile.
Ciò solleva alcune domande interessanti sul cervello umano, afferma Jan Karbowski dello Sloan-Swartz Center for Theoretical Neurobiology presso il California Institute of Technology. Karbowski sottolinea che il problema del trasferimento di calore potrebbe essere un serio fattore che modella l'evoluzione del cervello e così ha avviato un programma per determinare la relazione tra la temperatura del cervello, le sue dimensioni, la potenza cerebrale generata e l'attività neurale.
La domanda nella mente di Karbowski è se esiste un limite termodinamico alla dimensione del cervello. E se è così, 5 kg, che secondo Karbowski è la massa del più grande cervello di mammifero, si avvicina a quel limite?
Karbowski sottolinea che il raffreddamento del cervello non è un classico problema tra superficie e volume. Invece, il raffreddamento del cervello è più strettamente paragonabile a quello di un motore termico a combustione in cui un liquido di raffreddamento rimuove il calore.
Nel cervello, il ruolo del refrigerante è svolto dal sangue cerebrale, ma solo nella regione profonda perché il sangue ha una temperatura leggermente inferiore rispetto al tessuto cerebrale, afferma Karbowski.
Ma nelle regioni più vicine alla superficie, è il contrario: il tessuto cerebrale è più freddo del sangue cerebrale che riscalda il cervello.
Ciò implica che la termodinamica del bilancio termico non limita le dimensioni del cervello. E questo a sua volta suggerisce che il cervello potrebbe essere più pesante di 5 kg, dice Karbowski.
(E ovviamente diventano più grandi di così. Il cervello del capodoglio può essere di 9 chilogrammi).
Ciò lascia molto spazio di crescita per gli esseri umani che hanno in media un cervello di soli 1,5 chilogrammi.
Rif: http:// arxiv.org/abs/0905.3690 : Vincoli termodinamici su dimensioni neurali, velocità di fuoco, temperatura e dimensioni del cervello