Što je tako posebno oko ljudskog mozga?

Ljudski mozak je zagonetan – zanimljivo je velik naspram naših tijela, koristi ogromnu količinu energije za svoju težinu i ima bizarno gustu moždanu koru. Ali zašto? Neuroznanstvenik Suzana Herculano-Houzel stavlja svoju detektivsku kapu i vodi nas kroz ovu misteriju. Praveći “juhu od mozga” dolazi do zastrašujućeg zaključka.

Što je tako posebno oko ljudskog mozga?

Zašto smo mi ti koji proučavamo druge životinje,

a ne one nas?

Što to ljudski mozak ima ili radi

što nijedan drugi mozak ne radi?

Kada sam se počela zanimati za ova pitanja prije 10 godina,

znanstvenici su mislili da znaju od čega su sačinjeni različiti mozgovi.

Iako je postojalo vrlo malo dokaza,

mnogi znanstvenici su mislili da je mozak sisavaca,

uključujući i ljudski mozak,

sačinjen na isti način,

s brojem neurona koji su uvijek

proporcionalni veličini mozga.

To znači da dva mozga jednake veličine,

poput ova dva, s dobranih 400 grama,

bi trebali imati sličan broj neurona.

Sad, ako su neuroni funkcionalna

jedinica mozga koja procesuira informacije,

tada bi vlasnici ovih mozgova

trebali imati slične kognitivne sposobnosti.

A ipak, jedna je čimpanza,

a druga je krava.

Sad, moguće je da krave imaju vrlo bogat

unutarnji mentalni život i da su toliko pametne

da nam ne dopuštaju da to vidimo,

ali mi ih jedemo.

Mislim da će se većina ljudi složiti

da su čimpanze sposobne za mnogo složenije,

planirano i fleksibilno ponašanje nego krave.

To je prvi pokazatelj da

„svi su mozgovi sačinjeni na isti način“ scenarij

nije sasvim točan.

Ali hajdemo se zabaviti.

Ako su svi mozgovi sačinjeni na isti način

i ako ćemo uspoređivati životinje
s mozgovima različitih veličina,

veći mozgovi bi uvijek trebali imati više neurona

no mali mozgovi, i što je veći mozak,

veće su kognitivne sposobnosti njegovog vlasnika.

Znači najveći mozak koji postoji bi trebao

biti kognitivno najsposobniji.

I ovdje dolaze loše vijesti:

Naš mozak nije najveći.

To je poprilično zbunjujuće.

Naš mozak teži između 1.2 i 1.5 kila,

ali mozak slona teži između četiri i pet kila,

a mozak kitova može težiti i devet kila

zbog čega znanstvenici sa sigurnošću tvrde

da je naš mozak poseban

kako bi objasnili naše kognitivne sposobnosti.

Stvarno mora biti izvanredan,

iznimka pravilu.

Možda je njihov veći, ali naš je bolji,

i mogao bi biti bolji, na primijer,

u tome što se čini većim no što je,

s mnogo većom moždanom korom no što bi trebali imati

Za veličinu našeg tijela.

To bi nam dalo dodatne kore

kako bi smo radili zanimljivije stvari
nego samo upravljali tijelom.

To je zato jer veličina mozga

obično prati veličinu tijela.

Zato je glavni razlog za tvrdnju da

je naš mozak veći no što bi trebao biti

zapravo dolazi od usporedbe nas

s velikim primatima.

Gorile mogu biti dva do tri puta veće od nas,

pa bi i njihovi mozgovi također trebali biti veći od naših,

ali zapravo je obrnuto.

Naš mozak je tri puta veći od mozga gorile.

Ljudski mozak je također poseban

po količini energije koju koristi.

Iako teži samo 2% našeg tijela,

sam koristi 25% cjeloukupne energije

koje naše tijelo treba u jednom danu.

To je otprilike 500 kalorija od sveukupnih 2000 kalorija,

samo kako bi vam mozak radio.

Znači ljudski mozak je veći no što bi trebao biti,

koristi puno više energije no što bi trebao,

pa je poseban.

I ovdje me je priča počela mučiti.

U biologiji tražimo zakone

koji su primjenjivi na sve životinje i život generalno,

pa zašto bi zakoni evolucije

bili primjenjivi na sve osim nas?

Možda je problem sa osnovnom pretpostavkom

da su svi mozgovi sačinjeni jednako.

Možda dva mozga slične veličine

mogu zapravo biti sačinjeni od različitog broja neurona.

Možda veoma velik mozak

ne mora nužno imati više neurona

od nekog mozga umjerene veličine.

Možda ljudski mozak zapravo ima najvišen neurona

nego bilo koji mozak, neovisno o njegovoj veličini,

posebno u moždanoj kori.

To mi je postalo

važno pitanje za odgovoriti:

koliko neurona ima ljudski mozak,

i kako to izgleda u usporedbi s drugim životinjama?

Sad, možda ste čuli ili pročitali negdje

da imamo 100 milijardi neurona,

i prije 10 godina, pitala sam svoje kolege

znaju li odakle je došao taj broj.

Nitko nije znao.

Kopala sam po literaturi

kako bi pronašla originalnu referencu na taj broj,

i nisam ju mogla pronaći.

Izgleda da nitko nije zapravo prebrojao

broj neurona u ljudskom mozgu,

ili u bilo kojem drugom mozgu zapravo.

Pa sam pronašla svoj način kako prebrojati stanice u mozgu,

a zapravo se sastoji od

otapanja mozga u juhu.

Ovako nekako ide:

Uzmete mozak, ili dijelove mozga,

i otopite ih u deterdžentu,

što uništi membrane stanica

ali ostavi stanične jezgre netaknutima,

pa dobijete otopinu slobodnih jezgara

koje izgledaju ovako,

poput čiste juhe.

Ova juha sadrži sve jezgre

koje su bile mišji mozak.

Sad, ljepota ove juhe je to što je to juha,

možete ju izmućkati i sve te jezgre

homogeno raspršiti u tekućini,

tako da ako gledamo ispod mikroskopa

samo četiri ili pet uzoraka

možete prebrojati jezgre, a time i saznati

koliko mnogo stanica postoji u mozgu.

Jednostavno je, direktno,

i stvarno brzo.

Koristili smo ovu metodu kako bi izbrojali neurone

u nekoliko različitih vrsta zasad,

i pokazalo se da svi mozgovi

nisu sačinjeni jednako.

Uzmite glodavce i primate, na primjer:

U najvećem mozgu glodavca, prosječan broj

neurona raste,

tako da mozak širi jako brzo

i raste puno brže no što dobija neurone.

Ali mozgovi primata dobijaju neurone

bez da prosječan neuron postaje veći,

što je jako ekonomičan način

dodavanja neurona u mozak.

Rezultat je to da će mozak primata

uvijek imati više neurona nego mozak glodavca iste veličine,

i što je veći mozak,

veća će razlika biti.

A što je s našim mozgovima?

Saznali smo da imamo, prosječno,

oko 89 milijardi neurona,

od toga 16 milijardi su u moždanoj kori,

i ako uzmete u obzir to da je moždana kora

sjedište funkcija poput

pažnje, logičnog i apstraktnog razmišljanja,

i da je 16 milijardi najviše neurona

što ikoja moždana kora ima,

mislim da je to najjednostavnije objašnjenje

naših izvanrednih kognitivnih sposobnosti.

Ali jednako važno je i to što 86 milijardni neurona znači.

Jer saznali smo da se veza

između veličine mozga i broja njegovih neurona

može matematički objasniti,

možemo izračunati kako bi

ljudski mozak izgledao da je sačinjen kao mozak glodavaca.

Mozak glodavca sa 86 milijardi neurona

težio bi 36 kila.

To nije moguće.

Tako veliki mozak bi se urušio

zbog svoje težine,

i ovakav nemoguć mozak bi morao

biti u tijelu od 89 tona.

Mislim da to ne izgleda kao mi.

Ovo nas već dovodi do jako važnog zaključka,

a to je da nismo glodavci.

Ljudski mozak nije veliki mozak štakora.

U usporedbi sa štakorom, možda se činimo posebnima, da

ali to nije pošteno napravljena usporedba

jer mi znamo da nismo glodavci.

Mi smo primati,

pa je pošteno da se uspoređujemo sa ostalim primatima

i ako izračunate,

vidjeli bi da svaki primat

sa 86 milijardi neurona

bi imao mozak težine otprilike 1.2 kile,

što nam odgovara,

u tijelu od nekih 66 kila,

što je u mom slučaju istina,

što nas dovodi do neiznenađujućeg

ali ipak vrlo važnog zaključka:

Ja sam primat.

Svi ste vi primati.

I Darwin je bio.

Volim misliti da bi Darwin
ovo stvarno cijenio.

Njegov mozak, poput naših,

je sačinjen po istoj slici kao i mozak drugih primata.

Ljudski mozak je nevjerovatan, da,

ali nije poseban po svome broju neurona.

To je samo veliki mozak primata.

Mislim da je to veoma skromno i razborito mišljenje

koje bi nas trebalo podsjetiti na naše mjesto u prirodi.

Zašto onda koristi toliko energije?

Drugi ljudi su zapravo otkrili

koliko energije ljudski mozak

i mozak drugih vrsta troši,

i sada kada smo znali koliko neurona

svaki mozak ima, mogli smo to izračunati.

I ispalo je da ljudski mozak

i drugi mozgovi troše otprilike jednako,

prosječno šest kalorija po milijardi neurona na dan.

Konačni utrošak energije mozga je

jednostavno, linearna funkcija

njegovog broja neurona,

i ispalo je da ljudski mozak

troši onoliko energije koliko bi ste očekivali.

Razlog zašto ljudski mozak

troši toliko energije je jednostavno jer

ima velik broj neurona,

i zato što smo primati

s mnogo više neurona za našu tjelesnu veličinu

nego druge životinje,

relativni utrošak našeg mozga je velik,

samo zato što smo primati,
ne zato što smo posebni.

Posljednje pitanje, onda:

kako smo dobili
poveći broj neurona,

i specifično, ako su veliki primati

veći od nas,

zašto nemaju veće mozgove
od nas, s više neurona?

Kada smo shvatili koliko bi skupo bilo

imati toliko neurona u mozgu, shvatila sam,

možda postoji jednostavno rješenje.

Jednostavno ne mogu priuštiti toliko energije

i za veliko tijelo i za velik broj neurona.

Bavili smo se matematikom.

Izračunali smo u jednu ruku

koliko energije primat dobije na dan

jedeći sirovu hranu,

i u drugu ruku, koliko energije

troši tijelo određene veličine,

i koliko energije troši mozak s određenim brojem neurona,

i pogledali smo kombinacije

veličine tijela i broja neurona

koje primat može priuštiti

ako jede određen broj sati po danu.

I otkrili smo da

pošto su neuroni tako skupi,

postoji kompromis između
tjelesne veličine i broja neurona.

Primati koji jedu osam sati na dan

mogu priuštiti najviše 53 milijardi neurona,

ali onda njihovo tijelo ne može biti veće

Od 25 kila.

Kako bi težilo više,

mora se odreći neurona.

Može biti ili veliko tijelo

ili veliki broj neurona.

Kada jedete kao primat,

ne možete priuštiti oboje.

Jedini način kako izaći iz ovog metaboličkog ograničenja

je provesti još više sati na dan jedući,

ali ovdje priča postaje nategnuta,

u jednom trenutku to više neće biti moguće.

Gorile i orangutani, na primijer,

su si priuštili 30 milijardi neurona

jedući osam i pol sati na dan,

I to je otprilike najviše što mogu.

Devet sati hranjenja na dan

izgleda da je stvarni limit za primate.

Što je s nama?

S naših 86 milijardi neurona

i 60 do 70 kila tjelesne mase,

trebali bi provesti više od devet sati

po danu svaki put kada se hranimo,

što jednostavno nije izvodljivo.

Ako jedemo poput primata,

ne bi smo trebali biti ovdje.

Kako smo dospjeli onda ovdje?

Pa, ako naš mozak troši onoliko energije

koliko bi trebalo, i ako možemo potrošiti

svaki budni sat u danu hraneći se,

onda je jedino rješenje, zapravo,

da nekako dobijemo više energije

iz iste hrane.

I značajno, to odgovara upravo

onome što se vjeruje da su naši preci izumili

prije jedan i pol milijun godina,

a to je kuhanje.

Kuhanje je korištenje vatre

kako bi se predprobavila hrana izvan našeg tijela.

Kuhana hrana je mekša, lakša je za žvakanje

i pretvarajući se potpuno u kašu u našim ustima,

dozvoljava joj se da bude potpuno probavljena

i apsorbirana u našoj probavi,

što omogućava puno više energije u manje vremena.

Kuhanje nam oslobađa vrijeme kako bi radili

puno zanimljivije stvari s našim vremenom

i s našim neuronima

nego samo razmišljati o hrani,

tražiti hranu i trpati ju u nas

cijeli dan.

Znači zbog kuhanja, što je prije bila

velika prepreka, ovaj veliki,

opasno skup mozak s puno neurona,

je uspio postati od velike važnosti,

sad kad možemo priuštiti i
energiju za mnogo neurona

i vrijeme da radimo zanimljive stvari s njima.

Mislim da ovo objašnjava zašto je ljudski mozak

postao tako velik tako brzo u evoluciji,

ali i ostao samo mozak primata.

S ovim velikim mozgom koji je omogućilo kuhanje,

ubrzo smo prešli sa sirove hrane do kulture,

poljoprivrede, civilizacije, trgovina s hranom,

struje, hladnjaka,

svih tih stvari koje nam danas

dopuštaju da dobijemo svu energiju koju trebamo

kako bi smo cijeli dan proveli samo sjedeći

u vašem najdražem fast food restoranu.

Ono što je jednom bilo riješenje

sada je postalo problem,

i ironično, tražimo rješenje u sirovoj hrani.

Što je ljudska prednost?

Što je to što imamo

a što druge životinje nemaju?

Moj odgovor je da imamo najveći broj

neurona u moždanoj kori,

i mislim da je to najjednostavnije objašnjenje

za naše odlične kognitivne sposobnosti.

I što je to što mi radimo, a nijedna druga životinja ne radi,

i što vjerujem je bila osnova

koja nam je omogućila doseći taj veliki

najveći broj neurona u kori?

U dvije riječi, mi kuhamo

Nijedna druga životinja ne kuha svoju hranu. Samo ljudi da.

I mislim da smo tako postali ljudi.

Proučavanje ljudskog mozga je promjenilo način na koji razmišljam o hrani.

Sada gledam svoju kuhinji,

i poklanjam joj se,

i zahvaljujem svojim precima što su došli

do otkrića koje nas je vjerojatno učinilo ljudima.

Hvala vam puno.

(Pljesak)