7.2 Tietoisuuden evoluutio

Etusivu ／ Luku 7: Sekalaisia huomioita

Tässä osassa laajennetaan edellisen luvun “minimaalista tietoisuus­silmukkaa” – kykyä aistia, säilyttää hetki, valita ja suosia itseä – solukalvon kemiasta kohti yksinkertaisimpia neuroneja ja varhaisimpia hermoverkkoja.

I. Kalvoista, jotka “aistivat ja valitsevat”, kohti “herkistyviä kalvopintoja”

• Lähtökohta: yksisoluiset kirjaavat valo-, kemia- ja mekaniikkaerot kalvon jännitykseen ja kanavien portitukseen ja tekevät valintoja hyvin lyhyen muistin varassa.
• Taso­korotus: kun jännite­riippuvaiset ionikanavat muodostavat sopivan yhdistelmän, pieni paikallinen ärsyke käynnistää peräkkäisen avaus–sulku-ketjun kalvon suuntaisesti ja synnyttää etenevän portitusaallon (toisin sanoen kalvolla juoksevan “jännite–vuovirta”-aallon).
• Merkitys: tämä on herkistyvyys. Se muuttaa hyvin paikallisen aistimuksen viestiksi, joka voi kulkea pidemmälle. Monet yksisoluiset ja hermostottomat monisoluiset (esimerkiksi sienieläimet) pystyvät ajamaan tällaisia “kalvokomentoja” koko epiteelin poikki.

Kaavion huomio Energiafilamenttiteoria (EFT): eksitaatioaalto on kalvon­suuntainen “jännitepoimujen viestikapula”. Mitä ketterämpi jännite (nopea palautuminen, toimiva “kanavaresepti”), sitä nopeammin ja vakaammin aalto kulkee. Jatkossa käytämme nimitystä Energiafilamenttiteoria ilman lyhennettä.

II. “Koko kalvolevyn kuorosta” kohti “solusta soluun -viestikapulaa”

Ongelma: kun eliöstä tulee monisoluinen, miten signaali ylittää solurajat?

Kaksi luontaista reittiä:

• Suora johtuminen: vierekkäiset solut muodostavat aukkoliitoksia (kuin kahden pienen lammen yhdistäminen), jolloin elektro­kemialliset aallot voivat kulkea suoraan ja syntyy johtava epiteeli.
• Kemiallinen viestikapula: ylävirran solu vapauttaa molekyylejä tarkkoihin pisteisiin; alavirran reseptorit kääntävät ne takaisin kanavien portitus­muutoksiksi. Tämä on kemiallisen synapsin varhaismuoto: ei satunnaista “roiskimista” vaan viestin kohdennettu toimitus matalan kynnyksen alueille.

Esimerkkejä luonnosta:

• Sienieläimillä ei ole neuroneja, mutta ne levittävät kalsium-/sähköaaltoja koko elimistöön ja käynnistävät koordinoituja supistuksia.
• Amebat ja limasienet synkronoivat ryhmän liikkeen ja päätökset kemiallisilla aalloilla.

Energiafilamenttiteorian huomio: nämä “liitospisteet” ovat lähes kriittisiä saarekkeita – matalampi kynnys helpottaa viestin läpipääsyä.

III. Ensimmäinen “hermo”: solun polarisaatio ja suunnatut liitospisteet

Kun solutyyppi vakioi vastaanottavan ja lähettävän puolen – vastaanottavat haarat (dendriitit) ja lähtevä johdin (aksoni) – käskyjen välitys siirtyy pinnalta linjalle.

Keskeiset muodonmuutokset:

• Geometrinen polarisaatio: kanavat, sytoskeleton ja rakkulat jakavat tehtävät niin, että sisäinen suunta “vastaanota–laske–lähetä” muodostuu.
• Aksonimaiset kanavavyöt: eksitaatioaalto “paketoidaan” omaan käytävään (jännite organisoituu linjan suuntaisesti tiukemmaksi), mikä kasvattaa luotettavuutta ja kantamaa jyrkästi.
• Erikoistuneet liitokset: päissä muodostuu kemiallisia tai sähköisiä synapseja – uudelleen­käytettäviä “matalan kynnyksen ponnahduslautoja”.

Esimerkkejä luonnosta:

• Kampamaneetit (ctenophora), polttiaiseläimet (esim. meduusat ja merivuokot) sekä hydrat esittävät harvakseltaan neuroneja ja diffuuseja hermoverkkoja, jotka mahdollistavat saalistuksen, pakenemisen ja koko kehon supistukset.
• Osa kehityslinjoista on saattanut kehittää neuronit itsenäisesti, mikä viittaa siihen, että “polarisaatio + liitospiste” on fysiikan kannalta helposti saavutettava reitti.

Energiafilamenttiteorian huomio: aksoni on “kapea, korkea­jännit­teinen tie”, synapsi taas hallittu lähes kriittinen vyöhyke, jossa “säilytä” muuttuu “opittavaksi kynnykseksi”.

IV. Diffuuseista verkoista kohti yksinkertaisia piirejä

Verkot tuovat risteyksiä, silmukoita ja reittejä – ja mahdollistavat vahvistuksen, eston, ajoituksen ja reitityksen.

Varhaisimmat piirit:

• Tahdistinrenkaat: meduusojen reunoilla sijaitsevat rytmikeskukset purkavat tahdissa; laajat lihassolulevyt supistuvat samaan rytmiin ja syntyy uintiliike.
• Refleksikaaret: hydran ärsyke kulkee sisääntulosta → lyhyen välipisteen kautta → efektoriin ja tuottaa lähes “yhden hypyn” vasteen.
• Oppimisen alku: kun sisään- ja ulostulo osuvat usein samaan rytmiin, synaptinen kynnys laskee (kanavien tiheys kasvaa, reseptorit avautuvat helpommin); seuraavalla kerralla signaali kulkee vaivattomammin. Tämä on “säilytä → valitse”-ketjun rakenteistumista, eli varhaisinta plastisuutta.

Energiafilamenttiteorian huomio: toistuva resonanssi “kudoo lisää filamentteja” liitoksiin ja laskee kynnystä; pitkä käyttämättömyys “purkaa filamentteja” ja nostaa kynnystä. Muisti näkyy kynnyksien maisemana.

V. Miksi hermosto “pidentää linjoja”, “lisää vaipan” ja “kerrostaa”

Kun koko kasvaa ja käyttäytyminen monimutkaistuu:

• Pitkät linjat (pitkät aksonit): tuovat kaukaisen aistimuksen lähemmäs valintapisteitä ja vähentävät satunnaisia häviöitä matkalla.
• Vaippa (myeliini): kuin takki, joka nostaa aksonin ympärillä vaikuttavaa jännitettä, nopeuttaa viestikapulaa ja pienentää vuotoa.
• Kerrostus (keskushermosto/ääreishermosto): kokoaa lukuisat liitokset solmukoiksi (gangliot, varhainen “aivo”), joissa äänet kootaan ja reitit jaetaan – johdotusta säästyy.

Energiafilamenttiteorian huomio: kaikki tämä on jännite­reliefin ja johtimen geometrian hienosäätöä – teiden oikaisua, rinteiden silottamista ja “asemien” kynnysten asettamista kohdalleen: matalaksi, kun pitää olla matala, korkeaksi, kun pitää olla korkea.

VI. “Elämän kohtauksia”: näkyvät portaat luonnossa

• Sienieläimet: ilman neuroneja, mutta koko kehon laajuiset eksitaatioaallot ja koordinoidut supistukset – todiste siitä, että “pinta­kuljetus + viestikapula” riittävät eliötason käyttäytymiseen.
• Placozoa (Trichoplax): ilman kanonisia neuroneja, mutta peptidiä erittävät solut organisoivat ryhmäkäyttäytymistä – kemiallisen synapsin esiaste.
• Polttiaiseläimet (hydrat, meduusat): diffuusit verkot ja rytmikeskukset tukevat yksinkertaisia piirejä sekä plastisuuden merkkejä, kuten habituaatiota.
• Kampamaneetit: hermoverkko, jolla on omat välittäjäaine­joukkonsa; sopusoinnussa sen kanssa, että reitti “polarisaatio + liitospiste” on voinut syntyä itsenäisesti.
• Limasienet/Chlamydomonas ja muut ilman hermostoa: koordinoitu käyttäytyminen osoittaa, että “minimi­silmukka” toimii solu- ja ryhmätasolla; erikoistunut hermoverkko lähinnä moninkertaistaa tehokkuuden.

VII. Yhden lauseen sovitus Energiafilamenttiteorian ja tavanomaisen kielen välillä

• Tavanomaisessa kuvauksessa neuronit yhdistyvät aktiopotentiaalien ja synapsien kautta.
• Energiafilamenttiteoriassa “jännite–vuovirta”-aaltopaketit kulkevat korkea­jännit­teistä linjaa kohti matalan kynnyksen liitospistettä, jossa “säilytä” muuttuu “opittavaksi valinnaksi”.

Molemmat kuvaavat samaa ilmiötä; Energiafilamenttiteoria vain piirtää näkyviin “materiaalin ja maaston”: mikä tie on sileämpi, mikä liitos löysempi ja miten toisto laskee paikallisia kynnysarvoja.

VIII. Yhteenvetona: viisi porrasta minimisilmukasta hermoverkkoihin

• Herkistyvät kalvot suurentavat ultra­paikallisen aistimuksen eteneväksi viestiksi.
• Solusta soluun -viestikapulat muuttavat soolon kuoroksi.
• Polarisaatio ja vakiot liitospisteet pakkaavat “pinnansuuntaisen kuljetuksen” “lineaarisiksi moottoriteiksi”.
• Diffuuseista verkoista alkukantaisiin piireihin syntyy plastinen kynnys­maisema ketjulle “säilytä → valitse”.
• Pitkät linjat, vaipat ja kerrostetut solmut nostavat samanaikaisesti nopeutta, vakautta ja mittakaavaa.

Tästä eteenpäin tietoisuus ei ole vain minimisilmukka “aisti–valitse”, vaan verkko, joka kokoaa monia lähteitä, muistaa menneen ja ennakoi seuraavan iskun. Lähtö on vaatimaton: uudelleen kirjoitettava kalvo. Lopputuloskin on vaatimaton: ajan veistämä kynnyskartta.