Bộ não con người có gì đặc biệt?
Tại sao chúng ta lại thí nghiệm trên các loài động vật
mà không phải thí nghiệm trên chính bản thân mình?
Bộ não con người có gì hay
mà những bộ não khác lại không có?
Khi tôi bị thu hút bởi những câu hỏi như thế này cách đây 10 năm,
các nhà khoa học nghĩ rằng họ biết các bộ não khác nhau có cấu tạo thế nào.
Mặc dù điều đó dựa trên rất ít chứng cứ,
nhiều nhà khoa học nghĩ rằng tất cả bộ não của động vật có vú
bao gồm cả bộ não con người,
được cấu tạo như nhau,
với một số lượng nơ ron mà luôn ở
tỉ lệ cân xứng với kích thước não.
Có nghĩa là hai bộ não với kích thước giống nhau,
như hai bộ não này, với khối lượng tầm 400g,
nên có số lượng nơ ron như nhau.
Bây giờ, nếu nơ ron là những
thông tin chức năng thể hiện các đơn vị của bộ não,
rồi sau đó chủ nhân của hai bộ não này
nên có những khả năng nhận thức như nhau.
Thật sự là, đây là của một con tinh tinh
và cái kia là của một con bò.
Hiện giờ những con bò có thể có
một đời sống tinh thần bên trong phong phú và thông minh đến nỗi
chúng chọn cách không để chúng ta biết về nó,
nhưng chúng ta làm thịt chúng.
Tôi nghĩ đa số mọi người đều đồng ý
rằng tinh tinh có những thái độ phức tạp,
tinh vi và linh hoạt hơn rất nhiều so với bò.
Vậy nên đây là biểu hiện đầu tiên cho
kết luận "mọi bộ não đều có cấu tạo như nhau"
không hẳn là chính xác.
Nhưng hãy cứ coi như là thế.
Nếu mọi bộ não đều có cấu tạo như nhau
và nếu bạn so sánh não động vật với những kích thước khác nhau,
bộ não lớn hơn sẽ luôn luôn có nhiều nơ ron
hơn so với bộ não nhỏ hơn, và bộ não càng lớn,
thì khả năng nhận thức của chủ nhân sẽ càng cao hơn.
Do đó bộ não lớn nhất sẽ có
khả năng nhận thức cao nhất.
Nhưng tin xấu là:
Bộ não của chúng ta, không phải là bộ não lớn nhất.
Có vẻ như điều này sẽ làm phật ý nhiều người.
Bộ não của chúng ta nặng từ 1.2 đến 1.5kg,
nhưng bộ não của voi nặng tầm 4 đến 5kg,
và bộ não của cá voi có thể lên tới 9kg,
đó là lí do vì sao các nhà khoa học từng nói rằng
bộ não chúng ta phải rất đặc biệt
để giải thích cho khả năng nhận thức của chúng ta.
Nó thật sự kì lạ,
mội loại trừ so với qui luật.
Của chúng có thể lớn hơn, nhưng của chúng ta lại tốt hơn,
và nó có thể tốt hơn, ví dụ,
trong trường hợp nó có vẻ lớn hơn bình thường,
với vỏ não lớn hơn bình thường
so với kích thước cơ thể.
Vậy nên, điều đó sẽ cho chúng ta thêm vỏ não
để làm những thứ thú vị hơn là chỉ điều hành cơ thể.
Đó là bởi vì kích thước của bộ não
thường tỉ lệ với kích thước của cơ thể.
Vậy nên lí do chính cho điều đó là
não của chúng ta to hơn so với bình thường
thật ra là từ cách so sánh bản thân chúng ta
với các loài linh trưởng lớn.
Loài gorilla có thể lớn gấp hai hay gấp ba lần so với chúng ta,
đáng nhẽ bộ não của chúng phải to hơn của chúng ta,
nhưng thay vào đó lại là ngược lại.
Bộ não của chúng ta lại lớn hơn gấp ba lần so với bộ não của gorilla.
Bộ não con người cũng có vẻ đặc biệt
nếu xét về lượng năng lượng mà nó sử dụng.
Mặc dù cân nặng của nó chỉ chiếm 2% của cơ thể,
nhưng bản thân nó sử dụng 25% tổng năng lượng
mà cơ thể cần để vận hành mỗi ngày.
Đó là 500 calo trên tổng số 2000 calo,
chỉ để bộ não của bạn vận hành.
Vậy nên bộ não con người to hơn bình thường,
tiêu tốn nhiều năng lượng hơn bình thường,
vậy nên nó đặc biệt.
Và điều đó bắt đầu khiến tôi phân tâm.
Về mặt sinh học, chúng ta nhìn vào các qui luật
áp dụng vào tất cả các động vật và đời sống nói chung,
thế nên tại sao qui luật phát triển nên
áp dụng cho tất cả trừ chúng ta?
Có lẽ vấn đề là do giả thuyết cơ bản
rằng mọi bộ não đều cấu tạo như nhau.
Có lẽ hai bộ não có kích thước như nhau
thật ra có thể được cấu tạo từ số lượng nơ ron khác nhau.
Có lẽ bộ não lớn
không nhất thiết phải có nhiều nơ ron hơn
một bộ não có kích thước bình thường.
Có lẽ bộ não con người thật sự có nhiều nơ ron nhất
so với bất kì bộ não nào, không liên quan tới kích thước của nó,
đặc biệt là ở vỏ não.
Vậy nên, với tôi điều đó trở thành
một câu hỏi quan trọng để trả lời:
Bộ não con người có bao nhiêu nơ ron,
và được so sánh với các động vật khác như thế nào?
Bây giờ, có thể bạn đã nghe hay đọc đâu đó
rằng chúng ta có 100 tỉ nơ ron,
vậy thì 10 năm trước, tôi đã hỏi đồng nghiệp của mình
họ có biết con số đó từ đâu không.
Nhưng không ai biết.
Tôi đã và đang tìm kiếm tài liệu
về bản tham khảo nguyên gốc về con số đó,
nhưng tôi vẫn chưa thể tìm thấy nó.
Có vẻ như chưa một ai thật sự đã đếm
số lượng nơ ron trong bộ não con người,
hay bất kì bộ não nào khác.
Vậy nên tự tôi tìm cách để đếm số tế bào não,
và về bản chất thì là
hòa tan bộ não thành nước súp.
Nó là như thế này:
Bạn lấy một bộ não, hoặc một phần của nó,
và bạn hòa tan nó trong thuốc tẩy,
nó sẽ phá hủy các màng tế bào
nhưng nhân tế bào không bị ảnh hưởng,
rồi bạn sẽ có một chất dịch huyền phù của nhân tự do
mà trông sẽ như thế này,
như nước súp vậy.
Nước súp này gồm tất cả nhân
mà từng là bộ não chuột.
Vẻ đẹp của nước súp này là bởi vì đây là nước súp,
bạn có thể khuấy nó và khiến những nhân này
phân tán đều trong chất lỏng,
để giờ chỉ cần nhìn dưới kính hiển vi
chỉ 4 hoặc 5 mẫu của biện pháp đồng đều này,
bạn có thể đếm số nhân, và từ đó nói được
có bao nhiêu tế bào trong não.
Nó đơn giản và không hề phức tạp,
và còn rất nhanh nữa.
Vậy nên chúng tôi đã sử dụng phương pháp đó để đếm số nơ ron
trong hàng tá những loài khác nhau,
và kết quả là tất cả những bộ não đó
không hề có cấu tạo giống nhau.
Lấy ví dụ về loài gặm nhấm và loài linh trưởng chẳng hạn:
Trong bộ não lớn hơn của loài gặm nhấm, kích cỡ trung bình
của nơ ron tăng lên,
vậy nên bộ não phồng lên rất nhanh
và đạt được kích thước nhanh hơn nhiều so với việc tăng số nơ ron.
Nhưng bộ não của loài linh trưởng có số nơ ron
mà không có chuyện nơ ron trung bình trở nên lớn hơn,
mà đó là một cách rất tiết kiệm
để bổ sung nơ ron vào bộ não.
Kết quả là bộ não của loài linh trưởng
sẽ luôn có nhiều nơ ron hơn bộ não của loài gặm nhấm có cùng một kích thước
và bộ não càng lớn,
thì sự khác nhau càng nhiều.
Thế còn bộ não của chúng ta thì sao?
Chúng tôi phát hiện ra trung bình chúng ta có
86 tỉ nơ ron,
16 tỉ trong đó nằm ở tế bào vỏ não,
và nếu bạn cho là vỏ não
là trung tâm của các chức năng như
sự nhận thức và lý thuyết logic và suy luận không thực tế,
và 16 tỉ đó là số nơ ron nhiều nhất
mà bất kì vỏ nào có,
tôi nghĩ đây là cách giải thích đơn giản nhất
về khả năng nhận thức đáng ghi nhận của chúng ta.
Nhưng 86 tỉ nơ ron có ý nghĩa quan trọng như thế nào.
Bởi vì chúng tôi đã tìm ra mối quan hệ
giữa kích thước của não so với số lượng nơ ron
có thể được miêu tả trên phương diện toán học,
chúng ta có thể tính toán được não người
sẽ thế nào nếu nó được cấu tạo như của loài gặm nhấm.
Bởi thế, một bộ não của loài gặm nhấm với 86 tỉ nơ ron
sẽ nặng tầm 36kg.
Điều đó là không thể.
Một bộ não vĩ đại sẽ bị đè bẹp
bởi chính cân nặng của nó,
và bộ não không thể có được này sẽ chỉ hợp
với cơ thể 89 tấn.
Tôi không nghĩ là chúng ta sẽ trông giống như vậy.
Vậy nên điều đó đã đưa chúng tôi đến một kết luận cực kì quan trọng,
đó là chúng ta không phải loài gặm nhấm.
Bộ não con người không phải bộ não chuột to lớn.
So sánh với chuột, chúng ta có vẻ đặc biệt, đúng vậy,
nhưng đó không phải là một phép so sánh cân xứng,
bởi lẽ chúng ta biết mình không phải là loài gặm nhấm.
Chúng ta là động vật linh trưởng,
bởi thế sự so sánh hợp lí là với những loài linh trưởng khác.
Và do đó, nếu bạn làm phép toán,
bạn sẽ thấy một loài linh trưởng
với 86 tỉ nơ ron
sẽ có bộ não vào khoảng 1.2kg,
có vẻ như là hợp lí,
với một cơ thể 66kg,
trong trường hợp của tôi là hoàn toàn chính xác,
mà sẽ đưa chúng ta đến với một kết luận tuy không làm ngạc nhiên
nhưng vẫn rất quan trọng:
Tôi là một loài linh trưởng.
Và tất cả các bạn là loài linh trưởng.
Và Darwin cũng thế.
Tôi rất thích thú khi nghĩ rằng Darwin sẽ thật sự trân trọng điều này.
Bộ não của ông, cũng như chúng ta,
được cấu tạo trong hình ảnh của bộ não những loài linh trưởng khác.
Vậy nên bộ não con người đặc biệt, đúng vậy,
nhưng không đặc biệt về số lượng nơ ron.
Đó chỉ chứng minh về một bộ não loài linh trưởng to lớn thôi.
Tôi nghĩ rằng đó là một suy nghĩ hết sức khiêm tốn và tỉnh táo
khi mà nhắc nhở chúng ta về vị trí của mình trong tự nhiên.
Tại sao nó lại tốn nhiều năng lượng như vậy?
Những người khác đã tìm ra
lượng năng lượng mà bộ não con người
và của các loài khác tiêu tốn,
và bây giờ chúng ta đã biết số lượng nơ ron
có trong cấu tạo mỗi bộ não, chúng ta có thể làm phép tính.
Và kết quả là cả bộ não con người
và các loài khác đều tiêu tốn như nhau,
trung bình 6 calo mỗi tỉ nơ ron mỗi ngày.
Vậy tổng năng lượng của một bộ não
là một hàm tuyến tính đơn giản
của số lượng nơ ron,
và kết quả là bộ não con người
chỉ tốn lượng năng lượng như bạn mong đợi.
Vậy nên lí do vì sao bộ não con người
tiêu tốn nhiều năng lượng như thế thật đơn giản bởi vì
nó chứa một số lượng lớn nơ ron,
và bởi vì chúng ta là loài linh trưởng,
với rất nhiều nơ ron so với một kích thước cơ thể cho sẵn
hơn so với bất kì loài động vật nào,
cái giá cân xứng của bộ não chúng ta thì lớn,
nhưng chỉ bởi vì chúng ta là loài linh trưởng, chứ không phải vì chúng ta đặc biệt.
Câu hỏi cuối cùng, là:
làm sao chúng ta tìm ra được số lượng nơ ron đặc biệt này,
và đặc biệt, nếu loài khỉ lớn
to hơn chúng ta,
tại sao chúng không có bộ não lớn hơn chúng ta, với nhiều nơ ron hơn?
Khi mà chúng ta hiểu được có nhiều nơ ron trong não
có cái giá đắt thế nào, tôi đoán vậy,
có thể có một lí do đơn giản.
Chúng chỉ không thể chịu được năng lượng
cho cả một cơ thể to lớn và số lượng nơ ron lớn như thế.
Vậy nên chúng tôi đã làm phép tính.
Một mặt, chúng tôi tính
lượng năng lượng mà một con linh trưởng hấp thụ mỗi ngày
từ việc ăn thịt sống,
và mặc khác, lượng năng lượng
mà một cơ thể với một kích thước nhất định phải tiêu hao
và lượng năng lượng mà một bộ não với số lượng nơ ron nhất định tiêu hao,
và chúng tôi tìm ra sự kết hợp
giữa kích thước cơ thể và số lượng nơ ron trong não
mà một con linh trưởng có thể chịu được
nếu nó ăn một lượng giờ nhất định mỗi ngày.
Và những gì chúng tôi đã tìm ra là
bởi vì nơ ron đắt như thế,
có một sự đánh đổi giữa kích thước cơ thể và số lượng nơ ron.
Vậy nên một con loài linh trưởng ăn 8h mỗi ngày
có thể đạt được nhiều nhất 53 tỉ nơ ron,
nhưng sau đó cơ thể không thể nặng hơn
25kg.
Để cân nặng lớn hơn,
nó phải bỏ đi các nơ ron.
Vậy nên đó là một cơ thể lớn
hoặc là một số lượng nơ ron lớn.
Khi bạn ăn giống như loài linh trưởng,
bạn sẽ không thể đảm đương cả hai.
Một cách để vượt ra khỏi giới hạn trao đổi chất
là dành nhiều thời gian mỗi ngày để ăn hơn,
nhưng điều đó sẽ gây nguy hiểm,
và vượt qua một điểm nhất định, đ iều đó là không thể nào.
Gorilla và đười ươi, ví dụ,
có thể có khoảng 30 tỉ nơ ron
bằng cách dành 8.5h giờ để ăn mỗi ngày,
và có vẻ như chúng chỉ có làm như thế.
9h để để mỗi ngày
có vẻ như là giới hạn thực tế cho một loài linh trưởng.
Thế còn chúng ta?
Với 86 tỉ nơ ron
và khối lượng cơ thể từ 60 đến 70kg,
chúng ta nên dành hơn 9h
mỗi ngày hằng ngày để ăn,
việc mà không hề khả thi.
Nếu chúng ta ăn như loài linh trưởng,
chúng ta nhẽ ra không nên ở đây.
Làm thế nào mà chúng ta có thể trở thành như ngày hôm nay vậy?
Nếu bộ não của chúng ta chỉ tiêu tốn lượng năng lượng
như vốn có, và nếu chúng ta không thể dành
thời gian mỗi ngày để ăn,
và cách thay thế duy nhất, thật đấy,
là làm thế nào để lấy nhiều năng lượng hơn
từ những đồ ăn giống nhau.
Và đáng ghi nhận là, điều đó phù hợp hoàn toàn
với những gì tổ tiên chúng ta được tin là đã phát minh ra
từ 1,5 triệu năm trước,
khi họ phát minh ra nấu ăn.
Để nấu ăn phải sử dụng lửa
và nếu thức ăn làm sao cho dễ tiêu hóa.
Những thức ăn đã nấu mềm hơn, nên chúng dễ nhai hơn
và biến hoàn toàn thành chất bột trong miệng các bạn,
để chúng hoàn toàn được tiêu hóa
và hấp thụ trong ruột chúng ta,
mà điều đó sẽ khiến chúng sản xuất ra nhiều năng lượng hơn trong thời gian ít hơn.
Vậy nên nấu ăn cho chúng ta thời gian làm
những thứ thú vị hơn rất nhiều trong ngày
và với nơ ron của mình
hơn là chỉ nghĩ về thức ăn,
tìm kiếm thức ăn và nhai ngấu nghiến
cả ngày.
Vậy nên nhờ nấu ăn, cái mà đã từng là
trách nhiệm chính, bộ não lớn,
đắt đỏ một cách nguy hiểm này với rất nhiều nơ ron,
có thể trở thành một tài sản chủ yếu,
bây giờ chúng ta có thể đảm đương được cả nguồn năng lượng cho rất nhiều nơ ron
và thời gian để làm những việc thú vị với chúng.
Vậy tôi nghĩ điều đó giải thích cho việc tại sao bộ não con người
lại phát triển lớn đến thế trong quá trình tiến hóa,
tất cả những cái còn lại hiện giờ chỉ là bộ não của loài linh trưởng.
Với bộ não lớn như thế giờ có thể đảm đương việc nấu ăn,
chúng ta tiến rất nhanh từ thịt sống đến văn hóa,
nông nghiệp, xã hội, những cửa hàng tạp phẩm,
điện, tủ lạnh,
tất cả những thứ đó ngày nay
cho phép chúng ta có được tất cả năng lượng mà mình cần
cho một ngày dài để ngồi
tại một quán ăn nhanh ưa thích.
Vậy nên cái đã từng là biện pháp
nay trở thành một vấn đề,
và mỉa mai là, chúng ta tìm giải pháp ở đồ ăn sống.
Vậy thì lợi ích của con người là gì?
Những cái chúng ta có ngày hôm nay
mà không động vật nào có là gì?
Câu trả lời của tôi là chúng ta có số lượng nơ ron
lớn nhất ở vỏ não,
và tôi nghĩ đó là cách giải thích đơn giản nhất
cho khả năng nhận thức đáng ghi nhận của chúng ta.
Và cái mà chúng ta làm mà không động vật nào có thể,
và cái mà tôi tin tưởng chủ yếu
là cho phép chúng ta đạt được
số lượng nơ rơn lớn, lớn nhất ở vỏ não?
Trong hai từ, nấu ăn.
Không loài động vật nào nấu ăn được. Chỉ có con người.
Và tôi nghĩ đó là lí do vì sao chúng ta là con người.
Nghiên cứu về bộ não con người đã thay đổi cách suy nghĩ của tôi về thức ăn.
Giờ đây tôi nhìn vào nhà bếp ở nhà mình,
và tôi cúi đầu trước nó,
và tôi cảm ơn tổ tiên của chúng ta khi đã
phát minh được cái mà khiến chúng ta trở thành con người.
Cảm ơn rất nhiều.
(Vỗ tay)