Wat is zo bijzonder aan het menselijk brein?
Waarom bestuderen wij andere dieren,
en zij niet ons?
Wat heeft het menselijk brein,
of wat kan het doen,
dat geen enkel ander brein kan?
Toen ik 10 jaar geleden
geïnteresseerd raakte in deze vragen,
dachten wetenschappers dat ze wisten
waar verschillende hersenen van gemaakt zijn.
Al was het gebaseerd
op weinig wetenschappelijk bewijs,
dachten veel wetenschappers
dat alle zoogdierhersenen,
waaronder het menselijk brein,
op dezelfde manier gemaakt waren,
met een aantal neuronen dat altijd
evenredig was aan de grootte van het brein.
Dat zou betekenen
dat twee breinen van dezelfde grootte,
zoals deze twee,
van een respectabele 400 gram,
ongeveer evenveel neuronen
zouden moeten hebben.
Dus als neuronen de praktische
informatieverwerkende delen zijn
van het brein,
dan zouden de eigenaars
van deze twee hersenen
dezelfde cognitieve capaciteiten
moeten hebben.
Maar de éne zijn van een chimpansee,
de andere van een koe.
Nu hebben koeien misschien
een ontzettend veelzijdig
intern mentaal leven
en zijn ze zo intelligent zijn
dat ze er bewust voor kiezen
om ons dat niet te laten zien,
maar wij eten koeien.
De meeste mensen zijn het ermee eens
dat chimpansees in staat zijn
tot veel complexere,
uitgebreidere en flexibler
soorten gedrag dan koeien.
Dus dit is een eerste aanwijzing dat
de theorie van gelijke bouw
van alle hersenen
niet helemaal klopt.
Maar we gaan nog even mee.
Als alle hersenen gelijk
gemaakt waren,
en je zou dieren met
verschillende hersengroottes vergelijken,
dan zouden grotere hersenen altijd
meer neuronen moeten hebben dan kleinere
en de cognitieve capaciteit zou moeten
toenemen met de omvang van het brein.
Dus de grootste hersenen moeten dan
de grootste cognitieve vaardigheden hebben.
En hier is het slechte nieuws:
ons brein is niet het grootste dat er is.
Het lijkt nogal irritant.
Ons brein weegt tussen 1,2 and 1,5 kilo,
maar dat van de olifant
weegt tussen vier en vijf kilo,
en dat van de walvis
kan tot negen kilo wegen.
Wetenschappers beweerden daarom doorgaans
dat ons brein dan wel 'bijzonder' moest zijn,
om onze cognivitieve vaardigheden
te kunnen verklaren.
Het moet dan wel zeer uitzonderlijk zijn,
een uitzondering op de regel.
Hun brein mag dan groter zijn,
maar dat van ons is beter,
en dat zou bijvoorbeeld kunnen zijn
omdat het groter lijkt te zijn dan nodig,
met een veel grotere hersenschors dan nodig
voor de grootte van onze lichamen.
Dat zou ons extra hersenschors geven
om interessantere dingen te doen
dan slechts het lichaam te besturen.
Dat is omdat de grootte van het brein
normaal overeenkomt
met de grootte van het lichaam.
De belangrijkste reden om te zeggen
dat ons brein groter is dan nodig,
komt doordat we onszelf
vergelijken met mensapen.
Gorilla's kunnen 2 tot 3 keer
zo groot zijn als wij,
dus hun hersenen zouden
ook groter moeten zijn,
maar het is andersom.
Ons brein is drie keer zo groot
als dat van een gorilla.
Het menselijk brein lijkt ook bijzonder
wat betreft zijn energieverbruik.
Hoewel het slechts 2%
van het lichaamsgewicht heeft,
gebruikt het 25% van alle energie
dat het lichaam per dag verbruikt.
Dat is 500 calorieën van
een dagelijks totaal van 2.000 calorieën,
enkel om je brein te laten functioneren.
Dus het menselijk brein is groter dan nodig,
het gebruikt veel meer energie dan nodig,
en daarom is het bijzonder.
En dit is waar het hele verhaal
me begon te storen.
In de biologie zoeken we altijd naar regels
die gelden voor alle dieren,
en leven in het algemeen,
dus waarom zouden
de regels van de evolutie
van toepassing zijn op alle andere
levende organismen, maar niet op ons?
Misschien lag het probleem
bij de veronderstelling
dat alle hersenen
gelijk gemaakt zijn.
en kunnen twee even grote breinen
gemaakt zijn van verschillende
aantallen neuronen.
Misschien heeft een erg groot brein
niet noodzakelijk meer neuronen
dan een wat kleiner brein.
Misschien heeft het menselijk brein
het grootste aantal neuronen
van alle hersenen,
ongeacht de grootte,
met name in de hersenschors.
Dit werd voor mij
de belangrijkste vraag
die ik wilde beantwoorden:
hoeveel neuronen
heeft het menselijk brein,
en hoe verhoudt zich dat
tot andere diersoorten?
Je hebt misschien gehoord of ergens gelezen
dat we 100 miljard neuronen hebben,
dus tien jaar geleden
vroeg ik mijn collega's
of ze wisten waar dit aantal vandaan kwam.
Niemand wist het antwoord.
Ik heb gezocht in de literatuur
naar de oorsprong van dat getal,
en het nooit gevonden.
Het lijkt dat niemand ooit
daadwerkelijk geteld heeft
hoeveel neuronen
het menselijk brein bevat,
of welk brein dan ook.
Dus bedacht ik mijn eigen manier
om hersencellen te tellen,
en die komt in feite erop neer
dat je soep maakt van hersenen.
Het werkt als volgt.
Men neemt een brein,
of een deel van dat brein,
en laat het ontbinden in wasmiddel,
wat de celmembranen vernietigt
maar de celkernen intact houdt,
zodat je een vocht overhoudt
met vrije celkernen
dat er zo uitziet,
als een heldere soep.
Deze soep bevat alle celkernen
die ooit samen een muizenbrein vormden.
Nu, de schoonheid van een soep
is dat, omdat het soep is,
je het kunt roeren om de celkernen
homogeen te verspreiden in de vloeistof,
zodat je nu onder een microscoop
van slechts vier of vijf monsters
van dit homogene vocht
de celkernen maar hoeft te tellen
om te bepalen
hoeveel cellen dat brein had.
Het is makkelijk, rechtstreeks
en ontzettend snel.
We hebben met deze methoden
neuronen geteld
in, tot nu toe, tientallen diersoorten
en het blijkt dat alle hersenen
níet op dezelfde manier gemaakt zijn.
Neem knaagdieren en primaten, bijvoorbeeld.
In breinen van grotere knaagdieren
neemt de gemiddelde neurongrootte toe,
zodat het brein snel opzwelt
en veel sneller in grootte toeneemt
dan in aantal neuronen.
Maar primatenbreinen
krijgen meer neuronen
zonder dat de grootte
van de neuronen toeneemt,
wat een erg economische manier is
om meer neuronen te krijgen
in het brein.
Het resultaat is dat het brein
van een primaat
altijd meer neuronen heeft dan
dan een even groot knaagdierbrein,
en hoe groter het brein,
hoe groter dit verschil zal zijn.
Dus, hoe zit het met ons brein?
We hebben vastgesteld
dat we, gemiddeld,
86 miljard neuronen hebben,
waarvan 16 miljard zich
in de hersenschors bevinden,
en als je de hersenschors beschouwt
als de zetel van functies zoals
bewustzijn en logisch
en abstract redeneren,
en dat 16 miljard
het grootste aantal neuronen is
van welke cortex dan ook,
dan lijkt dit de simpelste verklaring
voor onze opmerkelijke
cognitieve vaardigheden.
Maar het is net zo belangrijk
wat die 86 miljard neuronen betekenen.
Omdat we zagen dat de relatie
tussen de grootte van het brein
en het aantal neuronen
wiskunding beschreven kan worden,
kunnen we berekenen
hoe het menselijk brein
eruit zou zien als het gemaakt was
als dat van een knaagdier.
Welnu, een knaagdierbrein
met 86 miljard neuronen
zou 36 kilo wegen.
Dat is onmogelijk.
Zo'n enorm brein
zou verpletterd worden
door zijn eigen gewicht,
en dit onmogelijke brein zou huizen
in een lichaam dat 89 ton weegt.
Ik denk niet dat wij er zo uitzien.
Dit brengt ons nu al
tot een belangrijke conclusie:
wij zijn geen knaagdieren! (Gelach)
Het menselijk brein
is geen enorm rattenbrein!
Vergeleken met een rat
lijken we misschien bijzonder,
maar dat is geen eerlijke vergelijking
aangezien we nu weten
dat we geen knaagdieren zijn.
Wij zijn primaten,
dus de juiste vergelijking
is met andere primaten.
En als je het uitrekent,
zie je dat een gemiddelde primaat
met 86 miljard neuronen
een brein zou hebben
van ongeveer 1.2 kilo,
wat precies goed lijkt
in een lichaam van ongeveer 66 kilo,
wat in mijn geval precies klopt,
en dat brengt ons tot
een totaal niet verrassende
maar toch erg belangrijke conclusie:
ik ben een primaat.
En jullie zijn allemaal primaten.
Net als Darwin.
Volgens mij had Darwin
dit echt gewaardeerd.
Zijn brein was, net als het onze,
gemaakt naar het evenbeeld
van andere primatenhersenen.
Dus het menselijk brein
mag dan opmerkelijk zijn,
maar het is niet bijzonder
in de hoeveelheid neuronen.
Het is gewoon
een groot primatenbrein.
Ik vind dat een ontnuchterende
en bescheiden gedachte
die ons herinnert aan onze plaats in de natuur.
Waarom kost het dan zoveel energie?
Anderen hebben uitgezocht
hoeveel energie
ons brein en dat van andere soorten kost,
en nu we wisten hoeveel neuronen
ieder brein bevatte,
konden we het uitrekenen.
Het blijkt dat menselijke en andere breinen
ongeveer hetzelfde kosten:
gemiddeld zes calorieën
per miljard neuronen per dag.
Dus de totale energiekosten van een brein
staan in evenredige verhouding
tot de hoeveelheid neuronen,
en het blijkt dat het menselijk brein
evenveel energie kost
als men zou verwachten.
Dus de reden waarom het menselijk brein
zoveel energie kost is enkel
dat het enorm veel neuronen bevat,
en omdat we primaten zijn
met veel méér neuronen
in verhouding tot lichaamsgrootte
dan welk ander dier dan ook,
zijn de relatieve kosten
van ons brein groot.
Maar alleen omdat we primaten zijn,
niet omdat we bijzonder zijn.
De laatste vraag dan:
hoe zijn we aan die opmerkelijke
hoeveelheid neuronen gekomen?
En vooral: als mensapen
groter zijn dan wij,
waarom hebben zij dan niet
een groter brein met meer neuronen?
Toen we ons realiseerden
hoe kostbaar het is
om veel neuronen te hebben,
bedacht ik
dat er misschien een eenvoudige reden is.
Zij hebben simpelweg de energie niet
voor een groot lichaam én
een grote hoeveelheid neuronen.
Dus we rekenden het uit.
We berekenden enerzijds
hoeveel energie een primaat
dagelijks binnenkrijgt
door het eten van rauw voedsel
en anderzijds de energiekosten van
een lichaam van een bepaalde grootte
en de energiekosten van een brein
met een bepaald aantal neuronen.
We zochten naar de combinaties
van lichaamsgrootte en
hoeveelheid neuronen
die een primaat zich kon veroorloven
als hij een bepaald aantal uren per dag eet.
En we zagen dat
omdat neuronen zo kostbaar zijn,
er een wisselwerking is tussen lichaamsgrootte
en hoeveelheid neuronen.
Een primaat die dagelijks acht uur eet
kan zich maximaal 53 miljard
neuronen veroorloven,
maar dan kan het lichaam
niet groter zijn dan 25 kilo
Om meer te wegen,
moet het neuronen opgeven.
Dus het is óf een groot lichaam,
óf een grote hoeveelheid neuronen.
Als je eet als een primaat
kun je ze niet allebei bekostigen.
Eén oplossing
voor deze stofwisselingsbeperking
is om nóg meer uren per dag te eten,
maar dat is gevaarlijk
en het is slechts mogelijk
tot een bepaald punt.
Gorilla's en orang-oetan's kunnen zich
ongeveer 30 miljard neuronen veroorloven
door 8,5 uur per dag te eten,
en dat lijkt hun maximum te zijn.
Negen uur eten per dag
lijkt de praktische limiet
voor een primaat.
Hoe zit het dan met ons?
Met onze 86 miljard neuronen
en 60 tot 70 kilo aan lichaamsgewicht,
zouden we meer dan negen uur per dag
etend moeten doorbrengen,
wat simpelweg niet haalbaar is.
Als wij zouden eten als een primaat,
konden we hier niet zijn.
Dus hoe zijn we dan
hier terecht gekomen?
Als ons brein zo veel energie kost
als het zou moeten kosten,
en we kunnen niet de hele dag
bezig zijn met eten,
dan is het enige realistische alternatief
om meer energie te verwerven
uit dezelfde voedselbronnen.
En merkwaardig genoeg klopt dat precies
met wat we denken dat onze voorouders
anderhalf miljoen jaar geleden uitvonden
toen zij het koken van voedsel uitvonden.
Koken maakt gebruik van vuur
om voedsel voor te verteren
buiten ons lichaam.
Gekookt voedsel is zachter,
dus makkelijker om te kauwen
en compleet tot pap
te maken in je mond.
Hierdoor wordt het voedsel compleet verteerd
en geabsorbeerd in je darmen,
waardoor het veel meer energie
oplevert in veel minder tijd
Dus koken geeft ons de tijd om
veel interessantere dingen
te doen in onze dag
en met onze neuronen
dan denken aan voedsel,
zoeken naar voedsel
en het de hele dag naar binnen werken.
Dus dankzij koken kon
wat ooit een enorm nadeel was,
dit grote, gevaarlijk kostbare brein
met zo veel neuronen,
nu een grote aanwist worden,
nu we ons zowel de energie
voor veel neuronen kunnen veroorloven
als de tijd om er
interessante dingen mee te doen.
Dit verklaart waarom het menselijk brein
zo snel zo groot groeide in de evolutie,
terwijl het nog steeds
een primatenbrein is.
Nu dit grote brein
betaalbaar is dankzij koken,
gingen we snel
van rauw voedsel naar cultuur,
landbouw, beschaving, winkels,
electriciteit, ijskasten...
alle dingen waarmee we tegenwoordig
de energie die we nodig hebben
voor een hele dag
in één keer kunnen binnenkrijgen
bij onze favoriete fast-foodketen.
Dus wat ooit een oplossing was,
werd nu het probleem,
en ironisch genoeg zoeken we nu
de oplossing in rauw voedsel.
Dus wat is het voordeel voor mensen?
Wat hebben wij
dat geen enkel ander dier heeft?
Mijn antwoord is dat wij de meeste
neuronen hebben in de hersenschors,
en dat is de simpelste verklaring
voor onze opmerkelijke cognitieve vaardigheden.
En wat doen wij
dat geen enkel ander dier doet,
en dat volgens mij fundamenteel was
om ons dat grootste aantal neuronen
in de hersenschors te laten ontwikkelen?
In twee woorden: wij koken.
Geen enkel ander dier kookt.
Enkel mensen.
En ik denk dat dat is
hoe we mensen geworden zijn.
Door het bestuderen van het menselijk brein
denk ik nu anders over eten.
Wanneer ik nu naar mijn keuken kijk,
maak ik een buiging
en bedank ik mijn voorouders
voor de uitvinding die ons waarschijnlijk
tot mens heeft gemaakt.
Ontzettend bedankt.
(Applaus)