Почему у пингвинов не мерзнут лапы? И еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого

Мосгил, Новая Зеландия

В гелии звук распространяется быстрее, чем в воздухе, потому что атомы гелия (молекулярная масса 4) легче молекул азота и кислорода (молекулярные массы 14 и 16 соответственно). Звук голоса, как и любого духового инструмента, создает стоячую волну в столбе газа, обычно – воздуха. Частота звуковой волны, умноженная на ее длину, равна скорости звука. Длина волны зависит от формы рта, носа и гортани, так что, если скорость звука возрастает, частота должна остаться неизменной. После того как звук покидает ротовую полость, его частота не меняется, поэтому до слушателя звук долетает с такой же частотой, как на выходе. Представьте себе «американские горки». Вагончики скользят по рельсам, набирая скорость при движении вверх и замедляя ход при движении вниз, но все вагончики проходят по одному и тому же пути. Каждые 30 секунд отправляется новый, в конечную точку они приходят за одно и то же время, что бы ни происходило в промежутке между отправкой и прибытием.

У струнных инструментов высота звука зависит от длины, толщины и натяжения струны, поэтому состав воздуха на звучание инструмента не влияет. Следовательно, если поместить оркестр в гелиевую среду, получится какофония. Высота звучания деревянных и медных духовых инструментов увеличится, а высота звучания струнных и ударных останется практически неизменной. При исполнении «Песни о белой лошади» Дэвида Брэдфорда солирующему сопрано требуется вдохнуть гелия, чтобы взять самую верхнюю ноту.

Йоун Маколи

Дублин, Ирландия

Напряги извилины

«Зачем нужны борозды и складки на поверхности головного мозга?»

Брайан Лассен

Канберра, Австралия

Извилины мозга увеличивают площадь поверхности его коры. У относительно неразвитых животных, таких как крысы, поверхность мозга гладкая. Значительную часть работы мозга выполняют несколько верхних слоев клеток, в сущности, они обеспечивают связь всех клеток головного мозга.

Когда требуется обрабатывать много информации, наращивать извилины гораздо полезнее и эффективнее, чем увеличивать площадь поверхности мозга, а вместе с ней и диаметр черепа.

Энтони Стейнс

По электронной почте, без обратного адреса

Скорее всего, извилины увеличивают площадь поверхности коры головного мозга. Вопрос в другом: зачем это нужно? Вероятно, все дело в сравнительном количестве ближних и дальних связей.

Когда требуется много ближних связей, разумнее будет расположить блоки обработки на двух тонких, почти двумерных пластинах, а третье измерение оставить для дальних связей.

Если бы распределение нейронов было однородным во всем головном мозге, длинные связи были бы короче, но они занимали бы место между вычислительными блоками мозга и таким образом удлиняли короткие связи, в итоге увеличивая общий объем мозга.

Янне Синкконен

Финляндия

Еще одна возможная причина – количество тепла, вырабатываемого мозгом. – Ред.

Ткани мозга потребляют много энергии, выработанное в результате тепло требуется куда-то направить. Приложите ладонь к голове, и вы убедитесь, что она более горячая по сравнению с бедром.

У низших позвоночных нет развитых мозговых извилин, поэтому они вырабатывают сравнительно мало тепла.

Большой человеческий мозг выполняет огромную работу. Дополнительные извилины нашего мозга увеличивают площадь поверхности для кровеносных сосудов, с помощью которых отводится лишнее тепло, выработанное при напряженном мыслительном процессе. Поскольку наш мозг со временем развивался, увеличивался в размерах и становился все более сложным органом, росло и количество извилин, необходимых для выведения лишнего тепла, выработанного мозгом.

Джералд Легг

Брайтон, Западный Суссекс, Великобритания

У многих разумных позвоночных мозг большой, а в коре полушарий много извилин. Дельфин и акула могут иметь примерно одинаковые размеры, но у дельфина мозг крупнее, а извилин в нем больше, чем у акулы.

Кошка и кролик тоже имеют почти одинаковые размеры и вес, но плотоядная кошка, ведущая более сложный образ жизни, нуждается в более развитом интеллекте, поэтому у нее есть мозговые извилины, а у кролика – нет.

Размер животного также является важным фактором. Мыши и крысы демонстрируют разумное поведение, однако извилин у них почти нет, между тем у слонов и китов извилин даже больше, чем у человека.

Интересно, что развитая кора головного мозга не обязательно свидетельствует о наличии большого числа нервных клеток коры. Оказывается, что в мозге крупных животных эти клетки больше и расположены дальше одна от другой.

Одна из причин заключается в том, что соотношение глии и нейронов у крупных позвоночных значительно выше. Поэтому коре головного мозга, которая представляет собой слоистый орган, необходимы складки и бороздки, чтобы вместить то же количество нейронов, которое содержится у мелких животных на гладкой коре.

Э. Реймон Молинер

Норт-Хэтли, Квебек, Канада