Què fa tan especial el cervell humà?

El cervell humà és desconcertant - és curiosament gran tenint en compte la mida del cos, utilitza una enorme quantitat d'energia per al seu pes i té una escorça cerebral estranyament densa. Però per què? La neurocientífica Suzana Herculà-Houzel es posa la tapa de detectiu i ens guia a través d'aquest misteri. Fent "sopa de cervell" arriba a una conclusió sorprenent.

Què és el que fa el cervell humà tan especial?

Com és que estudiem altres animals

i ells no ens estudien a nosaltres?

Què té o fa un cervell humà

que no tingui o faci cap altre?

Quan aquestes preguntes em van
començar a interessar fa 10 anys,

els científics creien que sabien
de què estaven fets els diferents cervells.

Encara que es basaven en poques evidencies,

molts científics creien
que tots els cervells de mamífers,

incloent el cervell humà,

estaven fets de la mateixa manera:

amb un nombre de neurones que sempre

era proporcional a la mida del cervell.

Això vol dir que dos cervells de la mateixa mida,

com aquests dos, amb els seus 400 grams,

haurien de tenir un nombre similar de neurones.

Bé, si les neurones són les unitats

funcionals de processament d'informació
del cervell,

els propietaris d'aquests dos cervells

haurien de tenir habilitats cognitives semblants.

No obstant, un és d'un ximpanzé

i l'altre d'una vaca.

Bé, potser les vaques tenen una vida

interior molt rica i són tan llestes

que prefereixen que no ens en adonem,

però ens les mengem.

Em sembla que molta gent hi estarà d'acord,

els ximpanzés són capaços de comportaments

molt més complexes, elaborats i flexibles
que les vaques.

Així que aquesta és una primera indicació que

el supòsit "tots els cervells estan
fets de la mateixa manera"

no és gaire encertat.

Però seguim la veta.

Si tots els cervells estiguessin fets
de la mateixa manera

i fos possible comparar animals
amb cervells de diferents mides,

els cervells més grans sempre
haurien de tenir més neurones

que els petits,
i com més gran fos el cervell,

més habilitats cognitives tindria el propietari.

Així que el cervell més gran que hi ha

hauria de ser el més capaç cognitivament.

I ara vénen les males noticies:

El nostre cervell no és el més gran.

Sembla una mica empipador.

El nostre cervell pesa entre 1.2 i 1.5 quilos,

però el cervell d'un elefant pesa
entre 4 i 5 quilos,

i el cervell d'una balena
pot arribar a pesar 9 quilos,

aquesta és la raó per la que
els científics acabaven dient

que el nostre cervell havia de ser especial

per explicar les nostres
habilitats cognitives.

Havia de ser realment extraordinari,

una excepció de la regla.

Els seus potser són més grans,
però el nostre és millor,

i podria ser encara millor, per exemple,

sembla que és més gran del que hauria de ser,

que té una escorça cerebral més gran
del que hauria de tenir

per la mida dels nostres cossos.

Això ens donaria escorça cerebral addicional

per fer coses més interessants
a part de fer funcionar el cos.

Això és així perquè la mida del cervell

normalment està relacionada
amb la mida del cos.

La raó principal per dir que

el nostre cervell és més
gran del que hauria de ser

ve en realitat de comparar-nos

amb altres homínids.

Els goril·les poden arribar a ser 2 o 3
cops més grans que nosaltres,

per tant els seus cervells
haurien de ser més grans,

però passa el contrari.

El nostre cervell és 3 cops
més gran que el d'un goril·la.

El cervell humà també sembla especial

per la quantitat d'energia que fa servir.

Encara que només representa el 2%
del pes corporal,

fa servir el 25% de l'energia

que el cos necessita en un dia.

Això vol dir 500 calories d'un total de 2.000,

només per tenir el cervell funcionant.

Així que el cervell humà és més
gran del que hauria de ser,

fa servir molta més energia
de la que hauria de fer servir,

i, per tant, és especial.

I aquí és quan la història em va
començar a molestar.

En la biologia, busquem regles

que s'apliquin a tots els animals i
a la vida en general,

així que per què les regles de
l'evolució

s'haurien d'aplicar a tots menys a nosaltres?

Potser hi havia un problema
amb la assumpció bàsica

que tots els cervells estan fets
de la mateixa manera.

Potser dos cervells d'una mida similar

poden en realitat estar
formats per nombres de neurones molt diferents.

Potser un cervell molt gran

no té necessàriament més neurones

que un cervell d'una mida més modesta.

Potser, de fet, el cervell humà
és el cervell amb més

neurones, malgrat la mida que té,

i especialment en té
moltes a l'escorça cerebral.

Així que per a mi, aquesta

es va convertir en la pregunta que
havia de resoldre:

quantes neurones té el cervell humà,

i quina és la comparació amb altres animals?

Bé, potser heu sentit o llegit
en algun lloc

que tenim 100 mil milions de neurones,

així que fa 10 anys, vaig preguntar
als meus companys

si sabien d'on sortia aquest número.

Però no ho sabien.

He estat investigant la literatura

buscant la referència original d'on ve
aquest número,

i no l'he pogut trobar.

Sembla que ningú ha arribat a comptar

el nombre de neurones que hi ha
en un cervell humà,

o en qualsevol altre cervell.

Així que vaig elaborar una manera
de comptar cèl·lules al cervell,

i essencialment consisteix en

convertir el cervell en una sopa.

Funciona així:

S'agafa el cervell, o parts d'aquest cervell,

i es dissol en detergent,

que destrueix les membranes de les cèl·lules

però conserva els nuclis intactes,

i el resultat és una suspensió de
nuclis lliures

que té aquest aspecte,

com una sopa clara.

Aquesta sopa conté tots els nuclis

que un dia van formar el
cervell d'un ratolí.

Ara bé, la bellesa d'una sopa és que
com que és sopa,

es pot sacsejar i fer que
tots aquests nuclis

es distribueixin homogèniament
dins el líquid.

Així que ara, mirant amb
un microscopi

només 4 o 5 mostres
d'aquesta solució homogènia,

es poden comptar els nuclis,
i, per tant, dir

quantes cèl·lules tenia aquest cervell.

És simple, és directe

i és molt ràpid.

Així que hem fet servir aquests mètode
per comptar neurones

de dotzenes d'espècies diferents fins ara,

i resulta que tots els cervells

no estan fets de la mateixa manera.

Fixem-nos en els rosegadors i els
primats, per exemple:

En els cervells de rosegadors grans,
la mida mitjana

de les neurones augmenta,

així que el cervell creix
veloçment

i guanya grandària més
ràpidament que neurones.

Però els cervells dels
primats augmenten en neurones

sense que aquests es facin
més grans,

una manera molt econòmica

d'afegir neurones al cervell.

El resultat és que un cervell
de primat

tindrà sempre més neurones que un cervell
de rosegador de la mateixa mida,

i com més gran sigui el cervell,

més gran serà la diferència.

Bé, i què n'hi ha del nostre cervell?

Hem descobert que
tenim, de mitjana,

86 mil milions de neurones,

16 mil milions d'elles es troben
a l'escorça cerebral.

i si considereu que
l'escorça cerebral

és la seu de funcions com

la consciència i el raonament lògic i abstracte,

i que 16 mil milions és el nombre
màxim de neurones

que hi ha en una escorça cerebral,

crec que aquesta és
l'explicació més simple

per les nostres habilitats
cognitives tan extraordinàries.

Però això és tan important com
el significat de les 86 mil milions de neurones.

Com que hem descobert que
la relació

entre la mida de cervell
i el nombre de neurones

es pot descriure matemàticament,

podríem calcular com seria
un cervell humà

si estigués fet de la mateixa manera
que el cervell d'un rosegador.

Per tant, un cervell de rosegador
amb 86 mil milions de neurones

pesaria 36 quilos.

Això no és possible.

Un cervell així de gros
s'aixafaria

pel seu propi pes,

i aquest cervell impossible pertanyeria

a un cos de 89 tones.

Em sembla que no s'assembla
a nosaltres.

Això ens porta a una conclusió
ja molt important,

que és que no som rosegadors.

El cervell humà no és
un cervell de rata gran.

Comparant-nos amb una rata
podem semblar especials, sí,

però no és una comparació justa,

ja que sabem que no som rosegadors.

Som primats,

així que la comparació correcta és
amb altres primats.

I aquí, si ho calculeu,

descobriu que un primat genèric

amb 86 mil milions de neurones

tindria un cervell de més o
menys 1.2 quilos,

que encaixa

en un cos d'uns 66 quilos,

en el meu cas això és
completament cert.

Això ens porta a una conclusió

molt poc sorprenent però
increïblement important:

sóc un primat.

I tots vosaltres sou primats.

I també ho era Darwin.

M'agrada pensar que Darwin
apreciaria molt això.

El seu cervell, com el nostre,

estava fet igual que el cervell
d'altres primats.

Així que el cervell humà pot ser
extraordinari, sí,

però no és especial en
el nombre de neurones que té.

Només és un cervell gran de primat.

Crec que aquest és un pensament
humil, que fa reflexionar

i que ens hauria de recordar
el lloc que ocupem dins la naturalesa.

Llavors per què necessita tanta energia?

Bé, altra gent ha descobert

quanta energia gasta el

cervell humà i el d'altres espècies,

i ara que sabem quantes neurones

té cada cervell, podríem calcular-ho.

I resulta que tant el cervell humà

com altres cervells gasten
més o menys el mateix,

una mitjana de sis calories per cada
mil milions de neurones per dia.

Així que el cost energètic total
d'un cervell

és una funció simple i lineal

del nombre de neurones que té,

i resulta que el cervell humà

gasta tanta energia com s'espera.

Així que la raó per la que el cervell humà

gasta tanta energia és simplement que

té un nombre grandiós de neurones,

i com que som primats

amb moltes més neurones per una
mida de cos determinada

que qualsevol altre animal,

el cost relatiu del nostre cervell és gran,

però només perquè som primats,
no perquè siguem especials.

L'última pregunta, llavors:

com vam aconseguir aquest
nombre extraordinari de neurones

i en particular, si altres homínids

són més grans que nosaltres,

per què no tenen un cervell
més gran i amb més neurones?

Quan ens va adonar com
de costós és

tenir un munt de neurones al cervell,
vaig pensar que

potser hi ha una raó ben simple.

Simplement no es poden
permetre l'energia

per un cos gran i
un nombre elevat de neurones.

Així que vam calcular-ho.

Per una banda, vam calcular

quanta energia aconsegueix
cada dia un primar

ingerint menjar cru,

i per altra banda, quanta energia

necessita un cos
d'una certa mida

i quanta energia necessita un cervell
amb un cert nombre de neurones,

i vam buscar les combinacions

de mida corporal i nombre de neurones

que un primat es pogués
permetre

si mengés durant un cert nombre
d'hores cada dia.

I el que vam descobrir és que

com que les neurones necessiten
tanta energia,

hi ha una compensació entre
mida corporal i nombre de neurones.

Així que un primat que menja 8
hores cada dia

es pot permetre com a màxim
53 mil milions de neurones,

però llavors el seu cos no pot

superar els 25 quilos.

Per pesar més,

ha de perdre neurones.

Així que és o tenir un
cos gran

o tenir un nombre
elevat de neurones.

Si t'alimentes com un primat,

no pots permetre't ambdues coses.

Una manera de sortir
d'aquesta limitació metabòlica

seria passar-se més hores del dia menjant,

però això és perillós,

i arribats a un cert punt, no és possible.

Els goril·les i els orangutans, per exemple,

poden tenir al voltant de
30 mil milions de neurones

menjant 8 hores i mitja cada dia,

i sembla que això és el
màxim que poden fer.

Sembla que 9 hores alimentant-se

és el límit pràctic d'un primat.

I què n'hi ha de nosaltres?

Amb les nostres
86 mil milions de neurones

i de 60 a 70 quilos de massa corporal,

hauríem de passar-nos unes 9 hores

cada dia menjant,

cosa que no és viable.

Si mengéssim com un primat,

no seriem aquí.

Com hem arribat aquí, doncs?

Bé, si el nostre cervell gasta
tanta energia

com hauria de gastar, i si no
podem passar

totes les hores del dia menjant,

realment l'única alternativa

és, d'alguna manera, aconseguir
més energia

del mateix menjar.

I extraordinàriament,
això coincideix

amb el que suposadament van inventar
els nostres avantpassats

fa un milió i mig d'anys,

quan van començar a cuinar.

Cuinar és fer servir foc

per pre-digerir aliments fora del nostre cos.

Els aliments cuinats són més tous,
així que són més fàcils de mastegar

i de convertir en
una pasta dins la boca,

això ens permet digerir-los

i absorbir-los completament a l'intestí

i així ens donen molta més energia en
molt menys temps.

Cuinar ens dóna temps lliure

per fer coses molt més interessants
amb el nostre dia

i amb les nostres neurones

que pensar en menjar,

buscar menjar i endrapar

tot el dia.

Gràcies a cuinar, el que
un cop va ser

una càrrega, aquest cervell

gran i perillosament costós amb
un munt de neurones,

es podia convertir ara en un avantatge,

ara que ens podíem permetre
tant l'energia per un munt de neurones

com el temps per fer coses interessants amb elles.

Així que em sembla que això explica
per què el cervell humà

va evolucionar tant i tan ràpid,

mentre seguia sent només un cervell de primat.

Amb aquest cervell tan gran que ens podíem
permetre gràcies a cuinar,

vam passar ràpidament d'aliments
crus a la cultura,

agricultura, civilització, botigues,

electricitat, neveres,

i totes les coses que avui

ens permeten aconseguir
tota l'energia que necessitem

per tot el dia només amb
un àpat

al teu restaurant de menjar ràpid preferit.

Així que el que un dia va ser
una solució

ara es converteix en el problema,

i irònicament, busquem la solució
en els aliments crus.

Així que quin és l'avantatge humà?

Què és el que tenim

que no tenen altres animals?

La meva resposta és que tenim
el nombre més gran

de neurones a l'escorça cerebral,

i em sembla que aquesta és
l'explicació més simple

per les nostres habilitats
cognitives extraordinàries.

I què fem que altres animals no facin

i que penso que va ser fonamental

per aconseguir aquest nombre

tan gran de neurones a l'escorça cerebral?

En una paraula, cuinem.

No hi ha cap altre animal que cuini.
Només ho fan els humans.

I em sembla que això és
el que ens va fer humans.

Estudiar el cervell humà m'ha canviat
la manera de veure el menjar.

Ara miro la meva cuina

i li faig una reverència,

i dono gràcies als meus
avantpassats per empescar-se

l'invent que probablement
ens va fer humans.

Moltes gràcies.

(Aplaudiment)