מה מייחד את המוח האנושי?
למה אנחנו חוקרים בעלי חיים אחרים
והם לא חוקרים אותנו?
מה יש למוח האנושי או מה הוא עושה
שאף מוח אחר לא יכול לעשות?
כשהתחלתי להתעניין בשאלות הללו, לפני כ- 10 שנים,
העולם המדעי חשב שהוא יודע ממה בנויים מוחות שונים.
למרות שהיה להם מעט מאד ביסוס מדעי,
מדענים רבים חשבו שמוחם של כל היונקים,
כולל המוח האנושי,
בנויים בצורה דומה,
עם מספר תאי מוח שקשור באופן ישיר
לגודלו של המוח.
המשמעות היא ששני מוחות בעלי גודל זהה,
כמו אלו בתמונה, השוקלים 400 גרם,
מכילים כמות דומה של תאי מוח (נוירונים).
אם תאי המוח מתפקדים
כיחידות עיבוד המידע של המוח,
הרי שבעליהם של שני המוחות הללו
צריכים להיות בעלי יכולות שכליות דומות.
אבל, מוח אחד בתמונה שייך לשימפנזה,
והשני לפרה.
ייתכן שלפרות יש עושר גדול
של חיי מחשבה, והן כה חכמות
שהן בוחרות לא לאפשר לנו לגלות את חכמתן,
ומעדיפות שנאכל אותן.
אבל נראה לי שרוב האנשים יסכימו
שלשימפנזים יש יכולת להתנהג ברמת מורכבות,
הבנת פרטים וגמישות רבה יותר מלפרות.
כך שיש לנו עדות ראשונה שהגישה שטוענת
שכל המוחות בנויים באופן זהה
איננה נכונה מיסודה.
אבל בואו נמשיך לבדוק אותה.
אם כל המוחות בנויים באופן דומה
ונשווה בין בעלי חיים שונים עם מוחות בגודל שונה,
במוחות גדולים יותר נצפה למצוא יותר תאי מוח
בהשוואה למוחות קטנים יותר, וככל שהמוח גדול יותר,
נצפה ליכולות שכליות גבוהות יותר של בעל החיים.
כך שבעל המוח הגדל ביותר בטבע אמור להיות
החכם ביותר.
והנה החדשות הרעות:
המוח שלנו אינו גדול במיוחד.
זה קצת מביך.
המוח האנושי שוקל בין 1.2 ל- 1.5 ק"ג,
לעומתו שוקל מוח של פיל בין 4 ל- 5 ק"ג
ומוח של לווייתן מגיע למשקל של 9 ק"ג,
מה שהוביל את המדענים להכיר בכך
שהמוח האנושי חייב להיות בעל ייחוד
שמסביר את היכולות השכליות הגבוהות שלנו.
הוא חייב להיות יוצא דופן,
חורג מחוקי הטבע.
המוח שלהם גדול יותר, אבל שלנו טוב יותר,
ויתכן שהמוח שלנו יותר טוב, לדוגמה,
בגלל שהוא נראה גדול יותר ממה שהוא אמור להיות,
עם קליפת מוח בשטח גדול יותר מהצפוי
ביחס לגודל הגוף שלנו.
כך שיש לנו קליפת מוח עודפת
שמאפשרת לבצע דברים נוספים ומעניינים, ולא רק להפעיל את הגוף.
משום שגודל המוח
קשור בד"כ באופן ישיר לגודל הגוף.
כך שהסיבה העיקרית לאמירה לפיה
המוח האנושי גדול מהצפוי
נובעת למעשה מהשוואה של בני האדם
לקופי האדם הגדולים.
הגורילות מגיעות לגודל כפול ואפילו משולש בהשוואה לאדם
כך שמוחן צפוי להיות גדול יותר משלנו,
אבל בפועל זה הפוך.
המוח שלנו גדול ממוחן של הגורילות פי 3.
המוח האנושי נראה חריג
גם בכמות האנרגיה שהוא צורך.
למרות שהוא שוקל רק כ- 2% ממשקל הגוף,
הוא מנצל כ- 25% מהאנרגיה
שגופנו צורך במהלך היממה.
בערך 500 קלוריות מתוך צריכה יומית של 2,000 קלוריות,
נצרכים ע"י המוח לבדו.
המוח האנושי גדול מהצפוי,
הוא צורך יותר מדי אנרגיה,
לכן הוא מיוחד.
וכאן הגיע החלק שהטריד אותי.
בביולוגיה, אנחנו מחפשים חוקים
שחלים על כל בעלי החיים בלי יוצא מן הכלל,
ולא הבנתי מדוע חוקי האבולוציה
חלים על כל בעלי החיים ולא על בני האדם?
אולי הבעיה נובעת מהנחת הייסוד
שכל המוחות בנויים באופן זהה.
אולי שני מוחות בעלי גודל זהה
עשויים להכיל מספר תאי מוח שונה מאד.
אולי מוח גדול מאד
לא מכיל יותר תאי מוח
ממוח קטן יותר.
אולי המוח האנושי מכיל יותר תאי מוח
מכל מוח אחר, בלי קשר לגודלו,
בעיקר באזור קליפת המוח.
כך שעבורי
השאלה הנכונה עליה צריך לענות הייתה:
כמה תאי מוח יש במוח האנושי,
וכמה יש לבעלי חיים אחרים?
יתכן ששמעתם או קראתם איפשהו
שהמוח שלנו מכיל כ- 100 מיליארד תאי מוח,
אז לפני 10 שנים שאלתי את העמיתים שלי
אם הם יודעים מה מקור המספר הזה?
אף אחד לא ידע.
חיפשתי בספרות הרפואית
אחרי המאמר המקורי שנקב במספר הזה,
ולא מצאתי אותו.
מסתבר שאף אחד לא ספר באמת
את מספר תאי המוח במוח האנושי,
או במוח של בעלי חיים אחרים.
אז המצאתי שיטה משלי על מנת לספור את התאים במוח,
השיטה מתבססת על
המסת המוח למעיין מַרָק.
וכך זה עובד:
לוקחים מוח, או חלק ממוח,
וממיסים אותו בסבון,
שהורס את קרומי התאים
אבל לא פוגע בגרעיני התאים,
כך שמתקבל נוזל עם גרעיני תאים חופשיים
שנראה כך,
כמו מרק צח.
המרק הזה מכיל את כל גרעיני התאים
שבמוחו של עכבר.
היתרון של המרק הוא שבהיותו מרק,
ניתן לנער אותו עד למצב בו גרעיני התאים
מפוזרים באופן שווה בנוזל,
כך שאם נבדוק את המרק במיקרוספקופ
ונביט ב- 4 או 5 דגימות מהנוזל,
נוכל לספור בהם את מספר גרעיני התאים, ולחשב
כמה תאים יש במוח כולו.
זה פשוט, זה ישיר,
וזה מהיר מאד.
השתמשנו בשיטה כדי לספור תאי מוח
בעשרות מיני בעלי חיים עד כה,
ומתברר שכל המוחות
לא בנויים באופן דומה.
קחו מכרסמים וקופים ממשפחת הקופאים (פרימַטים) לדוגמה:
במוחות מכרסמים הגדולים יותר, הגודל הממוצע
של תאי המוח הבודדים גדל,
כך שהמוחות מתנפחים מהר
וגדלים בנפחם מהר יותר מקצב הגידול במספר תא המוח.
אבל מוחות של קופים מוסיפים תאי מוח
בלי עליה בגודלו של תא מוח בודד,
מדובר בשיטה חסכונית מאד,
להוסיף תאי מוח.
כתוצאה מכך מוחות הקופים
תמיד יכילו יותר תאי מוח ממוחות מכרסמים באותו הגודל,
וככל שהמוח גדול יותר,
ההבדל גדול יותר.
ומה לגבי המוח האנושי?
מצאנו שלבני האדם יש, בממוצע,
86 מיליארד תאי מוח,
16 מיליארד מתוכם נמצאים בקליפת המוח,
ואם מביאים בחשבון את העובדה שקליפת מוח
מאכלסת תפקודים חשובים כמו
מודעות, חשיבה לוגית וחשיבה מופשטת,
וש- 16 מיליארד תאי מוח מהווה שיא
לכמות תאי מוח בכל קליפת מוח בכל בעלי החיים,
נראה לי שזהו ההסבר הפשוט והברור ביותר
ליכולות השכליות יוצאות הדופן של בני האדם.
אבל יש גם חשיבות לקיומם של 86 מיליארד תאי מוח.
כי מצאנו שהקשר
בין גודל המוח למספר תאי המוח
יכול להיות מתואר באופן מתמטי,
יכולנו לחשב כיצד יראה מוח אנושי
אם הוא יורכב מתאי מוח של מכרסם.
מוח של מכרסם עם 86 מיליארד תאים
ישקול 36 ק"ג.
וזה לא אפשרי.
מוח בגודל כזה
יימחץ מהמשקל העצמי שלו,
ומוח בלתי אפשרי כזה יצריך גוף
ששוקל 89 טון.
אני לא חושבת שהוא יראה כמונו.
אז אנו מסיקים מסקנה חשובה כבר עכשיו,
אנחנו לא מכרסמים.
המוח האנושי אינו מוח של עכבר שגדל.
בהשוואה לעכבר, אנו נראים מיוחדים, אין ספק,
אבל זו השוואה לא הוגנת,
בהנחה שאנחנו יודעים שאנחנו לא מכרסמים.
אנחנו שייכים למשפחת הקופאים,
כך שנכון יותר להשוות אותנו לקופאים אחרים.
ואם בודקים שוב את המשוואה,
מגלים שלקוף כלשהו
בעל 86 מיליארד תאי מוח
יהיה מוח במשקל 1.2 ק"ג,
גודל שנראה מתאים,
לגוף במשקל 66 ק"ג,
שמתאים למשקל שלי בדיוק,
מה שמוביל אותנו לממצא לא מפתיע
אבל עדיין חשוב מאד:
אני שייכת למשפחת הקופאים.
וגם אתם כולכם שייכים למשפחת הקופאים.
וגם צ'ארלס דארוין.
אני אוהבת לחשוב שדארוין היה מעריך את התגלית הזו.
המוח שלו, כמו שלנו,
נבנה בדמותם של מוחות קופאים אחרים.
כך שהמוח האנוש אולי מדהים,
אבל ייחודו לא נובע ממספר תאי המוח.
הוא פשוט מוח של קוֹפָאי גדול.
אני חושבת שמדובר במחשבה שמעוררת ענווה והתפכחות
שצריכה להזכיר לנו את מקומנו בטבע.
אבל למה המוח צורך כל כך הרבה אנרגיה?
ובכן, מדענים אחרים חישבו
כמה אנרגיה צורך המוח האנושי
וכמה צורכים מוחות של מינים אחרים,
ועכשיו כשידוע לנו מספר תאי המוח
שמרכיבים כל מוח, ניתן לחשב את הצריכה.
מסתבר שהמוח האנושי
ומוחות של בעלי חיים אחרים צורכים כמות אנרגיה דומה,
בערך 6 קלוריות ליממה לכל מיליארד תאי מוח.
כך שהצריכה האנרגטית של המוח
היא פשוט, פונקציה ליניארית
של מספר תאי המוח,
ומסתבר שהמוח האנושי
צורך כמות אנרגיה התואמת בדיוק את המשוואה.
כך שהסיבה שהמוח האנושי
צורך כל כך הרבה אנרגיה היא פשוט בגלל
שיש בו המון תאי מוח,
ובגלל שאנחנו שייכים למשפחת הקופאים
עם כמות גדולה של תאי מוח ביחס לגודל הגוף
בהשוואה למיני בעלי חיים אחרים,
המחיר היחסי של המוח שלנו גדול,
אבל רק בגלל שאנחנו שייכים למשפחת הקופאים, לא בגלל שאנחנו מיוחדים.
ולשאלה האחרונה:
איך הגענו למספר תאי מוח גדול כל כך,
ובעיקר, אם הקופים הגדולים
גדולים מאתנו,
מדוע אין להם מוחות גדולים משלנו, עם יותר תאי מוח?
כשאנחנו מחשבים כמה אנרגיה צורך
מוח בעל הרבה תאי מוח, אני חושבת,
שיתכן והסיבה פשוטה.
פשוט אין להם מספיק אנרגיה לבזבז
על גוף גדול ומוח גדול.
אז חישבנו שוב את הנתונים.
חישבנו מצד אחד
כמה אנרגיה צורכים קופאים ביממה
מאכילת מזון נא,
ומצד שני, כמה אנרגיה
צורך גוף במידה מסויימת
וכמה אנרגיה צורך מוח בעל מספר מסוים של תאי מוח,
והבטנו בשילובים השונים
של גודל גוף ומספר תאי מוח
שמתאימים לצריכת האנרגיה של קופאים
שאוכלים במשך מספר שעות נתון ביממה.
ומה שגילינו הוא
שבגלל שתאי המוח צורכים כל כך הרבה אנרגיה,
יש יחס הפוך בין גודל הגוף ומספר תאי המוח.
כך שקוף שאוכל במשך 8 שעות ביממה
יכול להרשות לעצמו מוח עם 53 מיליארד תאי מוח,
אבל המצב כזה גופו לא יכול להיות כבד
מ- 25 ק"ג.
על מנת לשקול יותר מכך,
הוא חייב לוותר על תאי מוח.
צריך לבחור בין גוף גדול
או מספר גדול של תאי מוח.
כשאתה אוכל כמו קוף קופאי,
אתה לא יכול לקבל את שניהם.
דרך אחת לעקוף את המגבלה המטבולית
היא לאכול במשך יותר שעות ביום,
אבל מדובר בצעד מסוכן,
ומעבר לנקודה מסוימת, זה פשוט בלתי אפשרי.
גורילות ואורנגוטנים, לדוגמה,
משתמשים ב- 30 מיליארד תאי מוח
כשהם מבלים 8.5 שעות ביום באכילה,
ונראה שהם לא מסוגלים לבלות יותר זמן בחיפוש מזון.
9 שעות אכילה ביממה
מהווים את המגבלה המעשית של הקופאים.
ומה איתנו?
עם 86 מיליארד תאי מוח
וגוף במשקל 60 עד 70 ק"ג
אנחנו היינו צריכים לבלות יותר מ- 9 שעות
בכל יום באכילה,
וזה פשוט לא אפשרי.
אם היינו אוכלים כמו קופאים,
לא היינו מתקיימים.
אז איך הגענו לכאן?
ובכן, המוח שלנו צורך את כל האנרגיה
שהוא צריך, ומכיוון שלא ניתן
לבזבז את כל שעות הערות באכילה,
החלופה היחידה, האמתית,
היא להשיג בדרך כלשהי יותר אנרגיה
מאותה כמות של מזון.
ובאופן מפליא, זה תואם באופן מדויק
להמצאה שהמציאו ככל הנראה אבותינו
לפני מיליון וחצי שנים,
כשהם המציאו את הבישול.
הבישול משתמש באש
על מנת לבצע פרוק ראשוני של המזון מחוץ לגוף.
מזון מבושל הוא רך יותר, וקל יותר ללעוס אותו
ולהפוך אותו בפה לעיסה,
וכך ניתן לעכל את המזון במלואו
ולספוג אותו במעיים,
וכך לנצל הרבה יותר אנרגיה בהרבה פחות זמן.
כך שהבישול פינה עבורנו זמן על מנת
שנוכל לעשות דברים מעניינים יותר במהלך היום
ועם כמות תאי המוח שלנו
מאשר רק לחשוב על אוכל,
לחפש אוכל, ולזלול אוכל
במשך כל היום.
כך שבזכות הבישול, מה שפעם היה
מטלה עיקרית, המוח הגדול
והיקר להחריד שלנו, בעל תאי המוח הרבים,
הפך להיות לנכס עיקרי,
עכשיו כשהייתה לנו מספיק אנרגיה גם עבור תאי המוח
וגם עבור זמן פנוי על מנת להשתמש בהם לדברים מעניינים.
נראה לי שזה מסביר למה המוח האנושי
גדל לממדים כה גדולים כל כך מהר באבולוציה,
בזמן שבבסיסו הוא רק מוח של קופאי.
בשלב בו הבישול איפשר לקיים מוח גדול
התקדמנו במהירות מתרבות שצורכת מזון נא,
לחקלאות, ציביליזציה, חנויות מכולת,
חשמל, מקררים,
וכל הדברים שכיום
מאפשרים לנו להשיג את כל האנרגיה הדרושה לנו
ליום שלם בארוחה אחת
במסעדת המזון המהיר החביבה עלינו.
כך שמה שהיה פעם פתרון
הופך כיום לבעיה,
ובאופן אירוני, אנחנו מחפשים את הפתרון במזון הנא.
אז מהו היתרון האנושי?
מה יש לנו
שאין לבעלי החיים האחרים?
התשובה שלי היא שיש לנו את המספר הגדול ביותר
של תאי מוח בקליפת המוח,
ואני חושבת שזהו ההסבר הפשוט ביותר
ליכולות השכליות המופלאות שלנו.
ומה אנחנו עושים שמבדל אותנו מבעלי החיים,
ושלדעתי הוא הבסיס
ליכולתנו להגיע
למספר העצום של תאי מוח בקליפת המוח?
בשתי מלים, אנחנו מבשלים.
אף חיה אחרת לא מבשלת את מזונה. רק בני האדם.
ואני חושבת שזה מה שהפך אותנו לבני אדם.
לימוד המוח האנושי שינה את הדרך בה אני חושבת על מזון.
כיום אני מסתכלת על המטבח שלי,
ואני משתחווה לו,
ואני מודה לאבותיי הקדמונים שהמציאו
את ההמצאה שהפכה אותנו לאנושים.
תודה רבה לכם.
(מחיאות כפיים)