No soy biólogo, así que no sé cómo sería esta respuesta para otros sistemas (cardiovasculares, digestivos, etc.), pero desde un ángulo estrictamente neurológico es bastante cierto que la reducción de un organismo, al menos en un grado tan extremo como el uno en su pregunta, probablemente no sería posible si su objetivo era preservar la función normal del organismo.
La forma en que leo tu pregunta, en realidad hay dos posibilidades para las consecuencias de tal procedimiento en el sistema nervioso *. En una, puedes preservar cada neurona presente en el organismo de tamaño completo, pero reducir cada una proporcionalmente para que todo el sistema nervioso encaje dentro de la criatura recién encogida. Una segunda posibilidad, probablemente no la que tenía en mente, pero una posibilidad, sería reducir el tamaño total del sistema nervioso mediante la eliminación sistemática de cualquier elemento neuronal redundante, produciendo un sistema nervioso reducido con menos neuronas en general, pero exhibiendo habilidades conductuales y cognitivas similares. (Obviamente, esta segunda posibilidad supone un conocimiento completo de la neurobiología celular y de sistemas, pero de todos modos estamos lidiando con una situación hipotética, así que la consideraremos de todos modos).
La primera opción es probablemente imposible, incluso si por razones de argumentación suponemos una relación de contracción relativamente modesta de 5: 1 (en lugar del tamaño de hormiga humana propuesto en su pregunta). Esto se debe a que las neuronas ya son muy pequeñas y, como tales, ya son funcionalmente dependientes de mecanismos moleculares que no permanecerían funcionales si se redujeran su tamaño. Por ejemplo, definitivamente NO se pueden reducir las estructuras neuronales, como los receptores o los canales iónicos en cualquier medida. Los receptores que residen en la superficie de las neuronas tienen un tamaño tal que solo pueden acoplarse (interactuar) con moléculas individuales de su tipo preferido; asimismo, los canales iónicos transmembranarios (responsables de generar las corrientes eléctricas que permiten a las neuronas intercambiar información) ya son tan pequeños que muchos de ellos solo permiten que los iones individuales los atraviesen físicamente en cualquier momento. Por lo tanto, si reduce alguno de estos, hasta cierto punto, perderá inmediatamente toda su funcionalidad.
Su otra opción sería reducir de forma selectiva todo lo demás, EXCEPTO las estructuras dependientes del tamaño explícito como estas, pero allí se encuentran con otros problemas. Los sistemas nerviosos de tamaño completo están finamente calibrados para aprovechar los gradientes de difusión molecular a distancias extremadamente pequeñas. Por ejemplo, las sinapsis individuales, donde los neurotransmisores liberados de una neurona flotan a través de un pequeño espacio para activar los receptores y abrir los canales de iones en una neurona vecina, forman la base principal de la señalización interneuronal en el sistema nervioso. Sin embargo, las neuronas liberan “nubes” enteras de NT porque no todas las moléculas NT individuales pasarán a donde está la otra neurona; algunos terminarán dando vueltas en la brecha sináptica, sin hacer nada, y algunos incluso podrían desviarse por completo y flotar a otra parte del cerebro. De modo que, durante el desarrollo, las neuronas ajustan con precisión la cantidad exacta de NT que liberan, de modo que es más probable que produzcan la respuesta deseada en el otro extremo, lo que en parte depende del tamaño de la brecha entre ellas. Sin embargo, la reducción de cada sinapsis en el cerebro por un factor de 5 alteraría tan radicalmente la dinámica de señalización básica entre las neuronas que el resultado sería una desregulación masiva e inmediata de todas las sinapsis químicas en el sistema nervioso.
Hay otros ejemplos de mecanismos neuronales dependientes de la escala física de los que no trataré extensamente, como la difusión de calcio intraneuronal, los efectos del ancho axonal en las velocidades de conducción, la capacitancia de la membrana, pero el mensaje general es que una alteración masiva repentina en la escala de todos estos mecanismos alteraría las propiedades funcionales básicas del sistema nervioso de tal forma que el resultado final sería fatal.
Su otra opción general sería reducir de forma selectiva el sistema nervioso a una escala minimalista que aún respalde las mismas funciones homeostáticas, conductuales y cognitivas básicas. Esta opción hace dos grandes suposiciones: en primer lugar, asume que esto es incluso posible, y dos, asume que tienes una comprensión lo suficientemente profunda del sistema nervioso para poder lograr esto.
¿Por qué los hombres tienen narices más grandes que las mujeres?
¿Cómo construye una nueva célula organelos nuevos después de la división celular?
¿Existen nanobacterias de manera concluyente?
Nuevamente, el ejemplo humano del tamaño de una hormiga es probablemente demasiado extremo para ser remotamente posible. Sin embargo, ALGUNAS reducciones de escala de este tipo podrían ser una posibilidad. Hay bastante evidencia de que el cerebro humano posee un grado de redundancia. En parte, esta es una protección contra daños, ya que la redundancia significa que puede perder una gran parte del sistema sin afectar significativamente la función general. Por ejemplo, los pacientes parkinsonianos no comienzan a mostrar síntomas de deterioro motor hasta que ya hayan perdido aproximadamente el 80% de sus neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo. La redundancia también puede venir simplemente como resultado de un desarrollo filogenético subóptimo en el curso de la evolución; es decir, la inteligencia a nivel humano podría, en principio, ser posible en sistemas nerviosos más pequeños y “más simples”, porque podría haber sucedido que nuestros cerebros no están completamente optimizados. En otras palabras, nuestros cerebros podrían tener más neuronas, en general, de lo que realmente necesitamos, porque la evolución solo puede funcionar con lo que vino antes, en lugar de diseñar un sistema perfecto desde cero **. Sin embargo, la extensión exacta de tal redundancia permanece hasta ahora completamente desconocida, y es extremadamente improbable que incluso los 4 / 5s que necesitaríamos para los propósitos de nuestro argumento aquí puedan ser dispensados con seguridad sin dejar de resultar en un ser humano completamente funcional.
Por lo tanto, la respuesta a su pregunta es, en definitiva, un SÍ de cualquier manera; de hecho, hay un tamaño mínimo para un mamífero (dado), determinado por el nivel de complejidad conductual y cognitiva que requiere para sobrevivir. El problema desconocido es si los organismos de tamaño completo ya están en su tamaño mínimo, o si hay tal vez un poco de margen de maniobra para diseñar una versión reducida, pero idéntica a la del comportamiento. Pero incluso si este último es hipotéticamente posible, no es ni remotamente práctico, y casi definitivamente NO en la escala que usted propone en su pregunta.
————-
* Mi sospecha es que estas dos estrategias cada vez más reducidas probablemente se generalicen a / tengan analogías con otros sistemas (cardiovasculares / disgestivos / inmunes / etc.). Simplemente no sé lo suficiente acerca de estos para poder explicar exactamente cómo.
** por otro lado, la evolución impone exigencias estrictas a la eficiencia energética del sistema nervioso, por lo que la sala de maniobra aquí probablemente sea mínima en el mejor de los casos. En otras palabras, nuestros cerebros probablemente ya estén cerca de ser tan óptimos como puedan ser.
