Cos'ha di così speciale il cervello umano?
Perché siamo noi a studiare altri animali
e non loro a studiare noi?
Che cosa ha o cosa fa il cervello umano
che non fanno gli altri cervelli?
Quando mi sono interessata a questi argomenti, circa 10 anni fa,
gli scienziati pensavano di sapere di cosa fossero fatti i diversi cervelli.
Nonostante si basassero su poche prove,
molti scienziati pensavano che tutti i cervelli di mammiferi,
incluso il cervello umano,
fossero fatti nello stesso modo,
con un numero di neuroni sempre
proporzionale alle dimensioni del cervello.
Questo significa che due cervelli delle stesse dimensioni,
come questi due, con un peso rispettabile di 400 grammi,
dovrebbero avere un numero simile di neuroni.
Ora, se i neuroni sono le unità funzionali
di trattamento delle informazioni del cervello,
i padroni di questi due cervelli
dovrebbero avere abilità cognitive simili.
Comunque, uno è di uno scimpanzé,
e l'altro è di una mucca.
Ora, forse le mucche hanno una ricca
vita mentale e sono così furbe
che hanno deciso di non farcelo sapere,
ma noi le mangiamo.
Penso che molti saranno d'accordo
che gli scimpanzé siano capaci di comportamenti più complessi,
elaborati e flessibili delle mucche.
Quindi, questo è il primo segno del fatto che
lo scenario "tutti i cervelli vengono fatti nello stesso modo"
non è molto corretto.
Ma andiamo avanti.
Se tutti i cervelli fossero fatti nello stesso modo
e si dovessero confrontare animali con cervelli di dimensioni diverse,
i cervelli più grandi dovrebbero avere sempre più neuroni
di quelli più piccoli, e più il cervello è grande,
più il proprietario dovrebbe essere cognitivamente capace.
Dunque, il cervello più grande dovrebbe essere anche quello
con le maggiori capacità cognitive.
Ed ora arrivano le cattive notizie:
il nostro cervello non è il più grande.
Sembra abbastanza avvilente.
Il nostro cervello pesa tra 1,2 e 1,5 kg,
ma il cervello degli elefanti pesa tra i 4 e i 5 kg,
e il cervello di una balena può pesare circa 9 kg,
e questo è il motivo per cui gli scienziati usavano dire
che il nostro cervello deve essere speciale
per spiegare le nostre abilità cognitive.
Deve essere veramente straordinario,
un'eccezione alla regola.
Il loro può essere più grande, ma il nostro è migliore,
e potrebbe essere ancora meglio, ad esempio,
per il fatto che sembra più grande di quanto dovrebbe,
e con una corteccia cerebrale più grande di quella che dovrebbe
rispetto alle dimensioni dei nostri corpi.
Questo ci darebbe una corteccia extra
per fare cose più interessanti che unicamente far funzionare il nostro corpo.
E questo perché la dimensione del cervello
di solito segue quella del corpo.
La ragione principale per dire
che il nostro cervello è più grande del dovuto
in realtà proviene dalla comparazione tra noi
e le grandi scimmie.
I gorilla possono essere due o tre volte più grandi di noi,
e quindi il loro cervello dovrebbe essere più grande del nostro,
invece è il contrario.
Il nostro cervello è tre volte più grande di quello di un gorilla.
Il cervello umano inoltre sembra speciale
per la quantità di energia che impiega.
Sebbene pesi solo il 2% del corpo,
da solo utilizza il 25% di tutta l'energia
che il nostro corpo impiega giornalmente per funzionare.
Si tratta di 500 calorie su un totale di 2000 calorie
solo per far funzionare il cervello.
Allora, il cervello umano è più grande di quanto dovrebbe,
consuma più energia di quanto dovrebbe,
quindi è speciale.
E qui è dove la storia ha incominciato a preoccuparmi.
In biologia noi cerchiamo regole
da applicare a tutti gli animali ed alla vita in generale,
e quindi perché le regole dell'evoluzione
dovrebbero applicarsi a tutti meno che a noi?
Forse il problema risiede nell'assunzione di base
che tutti i cervelli sono fatti allo stesso modo.
Forse due cervelli di taglia simile
possono davvero essere composti da un numero di neuroni molto diverso.
Forse un cervello molto grande
non ha necessariamente più neuroni
di uno di più modeste dimensioni.
Forse il cervello umano ha proprio più neuroni
di ogni altro cervello, indipendentemente dalla dimensione,
specialmente nella corteccia cerebrale.
E quindi questa è diventata per me
la domanda fondamentale a cui rispondere:
"Quanti neuroni ha il cervello umano,
e come si confronta con gli altri animali?"
Potreste aver sentito o letto da qualche parte
che abbiamo 100 miliardi di neuroni,
così 10 anni fa chiesi ai miei colleghi
se sapevano da dove uscisse questo numero.
Nessuno lo sapeva.
Ho cercato a fondo in letteratura
la fonte originale di quel numero,
e non l'ho mai trovata.
Sembra che nessuno abbia mai contato davvero
il numero di neuroni nel cervello umano,
o in qualsiasi altro cervello, se è per questo.
E quindi ho inventato un mio metodo per contare le cellule nel cervello,
che essenzialmente consiste
nel dissolvere quel cervello in un brodo.
Funziona così:
si prende un cervello, o una parte di esso,
lo si dissolve in un detergente,
che distrugge le membrane cellulari
ma lascia i nuclei intatti,
ed alla fine si ha una sospensione di nuclei liberi
che ha questo aspetto,
come un brodo chiaro.
Questo brodo contiene tutti i nuclei
che prima erano in un cervello di topo.
La bellezza di un brodo è che in quanto tale
lo si può agitare e far si che quei nuclei
siano distribuiti in modo omogeneo nel liquido,
in modo che poi guardando al microscopio
solo 4 o 5 campioni di questa soluzione omogenea
si possano contare i nuclei e di conseguenza dire
quante cellule c'erano nel cervello.
È semplice, è preciso,
ed è davvero veloce.
Abbiamo usato questo metodo per contare i neuroni
in decine di specie differenti finora,
e ne risulta che tutti quei cervelli
non sono fatti allo stesso modo.
Prendete i roditori ed i primati, per esempio:
nei cervelli dei grandi roditori, la taglia media
dei neuroni aumenta,
in modo che il cervello si gonfi rapidamente
ed aumenti di dimensione molto più velocemente di quanto aumentano i neuroni.
Ma i cervelli dei primati acquisiscono neuroni
senza che il neurone medio diventi più grande,
che è un modo molto economico
di aggiungere neuroni al proprio cervello.
Il risultato è che un cervello di primate
avrà sempre più neuroni di un cervello di roditore della stessa taglia.
E più grande è il cervello
maggiore sarà questa differenza.
E quindi, cosa possiamo dire del nostro cervello?
Abbiamo scoperto che abbiamo, in media,
86 miliardi di neuroni,
di cui 16 miliardi sono nella corteccia cerebrale.
E se considerate che la corteccia cerebrale
è il luogo di funzioni
come la coscienza e il ragionamento logico ed astratto,
e che 16 miliardi è il numero massimo di neuroni
di qualunque corteccia,
credo che questa sia la spiegazione più semplice
per le nostre considerevoli capacità cognitive.
Ma altrettanto importante è cosa significano quegli 86 miliardi di neuroni.
Poiché abbiamo trovato che la relazione
tra la dimensione del cervello ed il suo numero di neuroni
può essere descritta matematicamente,
noi possiamo calcolare a cosa assomiglierebbe
un cervello umano se fosse fatto come quello di un roditore.
Un cervello di roditore con 86 miliardi di neuroni
peserebbe 36 Kg.
Questo non è possibile.
Un cervello così grosso sarebbe schiacciato
dal proprio peso,
e questo cervello impossibile andrebbe
in un corpo di 89 tonnellate.
Non credo che assomigli a noi.
Questo ci porta già ad una conclusione molto importante,
cioè che non siamo roditori.
Il cervello umano non è quello di un grosso topo.
In confronto ad un topo possiamo sembrare speciali, certo,
ma non è un confronto appropriato da fare,
posto che sappiamo di non essere roditori.
Siamo primati,
e quindi il confronto corretto è con altri primati.
E quindi, facendo i conti,
troverete che un primate generico
con 86 miliardi di neuroni
avrebbe un cervello di circa 1,2 Kg,
che sembra corretto
in un corpo di circa 66 Kg,
che nel mio caso è esatto,
il che ci porta ad una conclusione
poco sorprendente ma incredibilmente importante:
io sono un primate.
E tutti voi siete primati.
E così era Darwin.
Mi piace pensare che Darwin avrebbe davvero apprezzato questo.
Il suo cervello, come il nostro,
è stato fatto ad immagine di quello di altri primati.
quindi il cervello umano può essere particolare, certo,
ma non è speciale per il suo numero di neuroni.
È solo un grosso cervello di primate.
Credo che questa sia una considerazione umile e semplice
che dovrebbe ricordarci il nostro posto in natura.
E quindi, perché ci costa così tanta energia?
Altre persone hanno immaginato
quanta energia consuma il cervello umano
e quello di altre specie,
ed ora che sappiamo di quanti neuroni
ogni cervello è composto, possiamo fare i conti.
Viene fuori che sia il cervello umano
che gli altri cervelli consumano allo stesso modo,
una media di 6 calorie al giorno per miliardo di neuroni.
Quindi il costo energetico totale di un cervello
è una semplice funzione lineare
del suo numero di neuroni.
Ne esce che il cervello umano
consuma tanta energia quanta ce ne aspettiamo.
Quindi la ragione per cui il cervello umano
consuma tanta energia è semplicemente perché
ha un numero enorme di neuroni,
e perché siamo primati
con molti più neuroni per una data dimensione fisica
di ogni altro animale,
il consumo relativo del nostro cervello è grande
ma solo perché siamo primati, non perché siamo speciali.
Un'ultima domanda, allora:
com'è che abbiamo un così grande numero di neuroni,
ed in particolare, se le grandi scimmie
sono più grandi di noi,
perché non hanno un cervello più grande del nostro, con più neuroni?
Quando abbiamo capito quanto fosse costoso
avere tanti neuroni nel cervello, ho immaginato
che ci fosse un motivo semplice.
Loro non possono permettersi l'energia necessaria
per un corpo così grande e per un gran numero di neuroni.
Così abbiamo fatto i conti.
Abbiamo calcolato
da una parte quanta energia ottiene un primate
ogni giorno mangiando cibo crudo,
e dall'altra quanta energia
consuma un corpo di un certa dimensione
e quanta ne consuma un cervello con un certo numero di neuroni.
Ed abbiamo cercato le combinazioni
di dimensione fisica e numero di neuroni
che potrebbe permettersi un primate
se mangiasse per un certo numero di ore al giorno.
Quello che abbiamo scoperto è che
poiché i neuroni consumano così tanto,
c'è un equilibrio tra le dimensioni fisiche ed il numero di neuroni.
Quindi un primate che mangia per otto ore al giorno
può permettersi al massimo 53 miliardi di neuroni,
ma di conseguenza il suo corpo non può pesare
più di 25 Kg.
Per pesare più di così
deve cedere neuroni.
E così o si ha un grande corpo
o un grande numero di neuroni.
Se si mangia come un primate,
non ci si può permettere entrambi.
Un modo per ovviare a questa limitazione
sarebbe di passare sempre più ore al giorno a mangiare,
ma sarebbe pericoloso,
ed oltre un certo punto, non sarebbe proprio possibile.
Gorilla ed oranghi, per esempio,
possono permettersi 30 miliardi di neuroni
passando otto ore e mezzo al giorno a mangiare,
e pare che sia proprio quello che facciano.
Nove ore al giorno di nutrizione
sembra che sia il limite pratico per un primate.
E noi?
Con i nostri 86 miliardi di neuroni
ed una massa corporea di tra i 60 e i 70 Kg,
dovremmo nutrirci per più di nove ore al giorno,
ogni singolo giorno,
il che non è possibile.
Se mangiassimo come un primate,
non potremmo essere qui.
E quindi come siamo arrivati qui?
Se il nostro cervello consuma tanta energia
quanta ne dovrebbe, e se noi non possiamo passare
ogni ora da svegli a mangiare,
allora davvero l'unica alternativa
è ottenere più energia, in qualche modo,
dallo stesso cibo.
E, sorprendentemente, è esattamente quello
che pensiamo abbiano inventato i nostri progenitori
1,5 milioni di anni fa,
quando hanno inventato la cottura.
Cuocere significa usare il fuoco
per pre-digerire il cibo al di fuori del nostro corpo.
I cibi cotti sono più morbidi e quindi più facili da masticare
e da trasformare in una massa morbida nella bocca,
in modo che possano essere completamente digeriti
ed assorbiti nello stomaco,
rendendoli più nutrienti in molto meno tempo.
Quindi cuocere ci lascia del tempo per fare
cose molto più interessanti nella nostra giornata
e con i nostri neuroni
piuttosto che solo pensare al cibo,
cercare cibo e ingozzarci
per tutto il giorno.
Quindi, grazie alla cottura, quello che una volta
era un problema notevole, questo cervello
grosso e difficile da mantenere con tanti neuroni,
adesso può diventare un notevole vantaggio,
ora che possiamo avere sia l'energia per tanti neuroni
che trovare il tempo per farci cose interessanti.
Credo che questo spieghi perché il cervello umano
sia cresciuto fino a diventare così grande in modo così veloce nell'evoluzione,
restando comunque un cervello da primate.
Con questo grosso cervello reso possibile dalla cottura,
siamo passati rapidamente dai cibi crudi alla cultura,
all'agricoltura, alla civiltà, ai negozi di alimentari,
all'elettricità, ai frigoriferi,
tutte quelle cose che oggigiorno
ci permettono di avere tutta l'energia che ci serve
per un giorno intero in una sola seduta
al vostro fast food preferito.
Ora, quella che una volta era la soluzione
adesso è diventato il problema,
e, ironicamente, cerchiamo la soluzione nei cibi crudi.
E quindi qual è il vantaggio umano?
Cos'è che noi abbiamo
che nessun altro animale ha?
La mia risposta è che abbiamo il maggior numero
di neuroni nella corteccia cerebrale,
e penso che sia la spiegazione più semplice
per le nostre notevoli abilità cognitive.
E cos'è che facciamo che nessun altro animale fa,
e che io credo sia stato fondamentale
per permetterci di raggiungere quel grande,
il più grande, numero di neuroni nella corteccia?
In due parole: noi cuciniamo.
Nessun altro animale cuoce il proprio cibo. Solo gli umani lo fanno.
Credo che sia così che siamo diventati umani.
Studiare il cervello umano ha cambiato il mio modo di pensare al cibo.
Adesso guardo la mia cucina
e la ossequio,
e ringrazio i miei antenati per essere giunti
a quell'invenzione che probabilmente ci ha resi umani.
Grazie mille.
(Applausi)