Zašto je ljudski mozak toliko poseban?

Ljudski mozak je zagonetan - neobično veliki, uzimajući u obzir veličinu našeg tela, koristi ogromnu količinu energije za svoju težinu i ima bizarno gust cerebralni korteks. Ali zašto?
Neurolog Suzana Herkulano-Hauzel stavlja svoju detektivsku značku i vodi nas kroz ovu misteriju. Praveći "moždanu supu", ona dolazi do iznenađujućeg zaključka.

Zašto je toliko poseban ljudski mozak?

Zašto mi proučavamo druge životinje,

umesto da one proučavaju nas?

Šta to ljudski mozak ima ili radi

što nijedan drugi mozak ne može?

Kada sam počela da se zanimam za ova
pitanja pre desetak godina,

naučnici su mislili da znaju kakvog su
sastava različiti mozgovi.

Iako je, u osnovi, bilo malo dokaza

mnogi naučnici su mislili
da su mozgovi sisara,

uključujući i ljudski mozak,

potpuno isto načinjeni,

sa brojem neurona
koji je oduvek

bio proporcionalan
veličini mozga.

To znači da dva mozga
istih veličina,

kao ova dva, od pristojnih
400 grama,

treba da imaju isti broj neurona.

Sada, ako su neuroni funkcionalne

prenosne jedinice informacija,

onda vlasnici ova dva mozga

treba da imaju iste
kognitivne sposobnosti.

A ipak, jedan vlasnik je šimpanza,

a drugi vlasnik je krava.

Sada, možda krave imaju
jako bogat

unutrašnji, duševni život i
toliko su pametne

da su odlučile da nam ne dozvole
da to shvatimo,

ali mi njih jedemo.

Mislim da bi se većina
ljudi složila

da su šimpanze sposobne
za mnogo složenije,

detaljnije i prilagodljivije
ponašanje nego krave.

Tako da je ovo prvi pokazatelj

da scenario tipa:
"Svi mozgovi su isto načinjeni",

nije baš prihvatljiv.

Ali, hajde da i mi
pretpostavimo isto.

Ako su svi mozgovi načinjeni isto,

i na vama je da poredite životinje
sa različitom veličinom mozga,

veći mozgovi bi uvek trebalo
da imaju više neurona

od manjih i što je mozak veći,

veće bi trebale da budu i kognitivne
sposobnosti njegovog vlasnika.

Tako da najveći mozak treba da bude

i najviše kognitivno sposoban.

Ali, evo loših vesti.

Naš mozak nije najveći
u okruženju.

Zvuči prilično uznemirujuće.

Naš mozak je težine između
1,2 i 1,5 kilograma,

ali mozak slona je težine
od četiri do pet kilograma,

a mozak kita može biti
težine i do 9 kilograma,

i zato su naučnici imali običaj
da pribegavaju tvrdnji,

da naši mozgovi mora
da su posebni,

jer to objašnjava naše
kognitivne sposobnosti.

Mora da je zaista izvanredan,

izuzetak od pravila.

Njihov je možda veći,
ali naš je bolji,

i može biti bolji,
na primer,

u tome, jer je veći nego
što treba da bude,

sa mnogo većim cerebralnim
korteksom nego što bi trebalo,

u odnosu na veličinu našeg tela.

Tako da nam ostaje višak korteksa

za neke interesantnije stvari
od samog funkcionisanja tela.

Veličina mozga

obično je srazmerna veličini tela.

Tako da glavni razlog što kažemo

da je naš mozak veći
nego što bi trebalo

u stvari dolazi iz poređenja ljudi

sa velikim majmunima.

Gorile mogu biti dva ili tri puta
veće nego što smo mi,

tako da bi njihovi mozgovi trebalo
isto tako da budu veći od naših,

ali u stvari je obrnuto.

Naš mozak je tri puta veći
od mozga gorile.

Ljudski mozak se isto tako čini poseban,

i u količini energije koju koristi.

Iako je težine samo dva procenta
od ukupne težine tela,

koristi 25 procenata ukupne energije

koju vaše telo zahteva da
bi funkcionisalo u jednom danu.

To je 500 kalorija
od ukupnih 2000 kalorija,

samo da bi mozak
bio u aktivnom stanju.

Znači, ljudski mozak je veći
nego što bi trebalo da bude,

koristi mnogo više energije
nego što je potrebno -

znači da je poseban.

I evo gde je priča počela da mi smeta.

U biologiji, mi tražimo pravila

koja primenjujemo na životinje
i život uopšte,

i zašto se onda pravila evolucije

primenjuju na sve ostale,
ali ne i na nas?

Možda je problem bio
u osnovnoj pretpostavci

da su svi mozgovi istog sastava.

Možda, dva mozga istih veličina,

u stvari, mogu biti sastavljeni od
različitog broja neurona.

Možda, veoma veliki mozak

nema i veći broj neurona

od manjeg mozga.

Možda ljudski mozak u stvari
ima najviše neurona

od bilo kog mozga,
nezavisno od veličine,

posebno u cerebralnom korteksu.

Tako da je ovo postalo za mene

važno pitanje na koje treba
da dam odgovor:

koliko neurona ljudski mozak ima,

i kako se to može porediti
sa drugim životinjama?

Možda ste čuli ili pročitali negde

da mi imamo 100 milijardi neurona,

i pre 10 godina, pitala sam
svoje kolege

da li možda znaju otkud
ova brojka.

Ali niko nije znao.

Malo sam kopala po literaturi

tražeći originalnu referencu za tu brojku,

i nikada je nisam mogla pronaći.

Izgleda da niko nije, u stvari,
nikada izbrojao

broj neurona u ljudskom mozgu,

ili bilo kom drugom mozgu.

Tako da sam pronašla sopstveni način
da izbrojim ćelije u mozgu,

i u osnovi, sastoji se u

rastvaranju mozga u supu.

To ovako funkcioniše:

mozak, ili delove mozga,

rastvorite u deterdžentu,

koji uništava ćelijske membrane

ali ćelijska jezgra ostaju netaknuta,

i na kraju završite sa
suspenzijom slobodnih jezgara

koja izgleda ovako,

kao bistra supa.

Ova supa sadrži sva jezgra

koja su nekada bila u mozgu miša.

Sada, prednosti supe su te

da je možete promućkati i naterati jezgra

da se pravilno rasporede u tečnosti,

tako da posmatranjem pod mikroskopom

samo četiri ili pet uzoraka
ovog homogenog rastvora

možete da izbrojite jezgra,
a potom i kažete

od koliko ćelija se mozak sastojao.

Jednostavno je i direktno,

i veoma brzo.

Tako da smo mi koristili tu metodu
da izbrojimo neurone

različitih vrsta,

i ispostavlja se da nisu svi mozgovi

istog sastava.

Uzmite glodare i primate,
na primer.

U većim mozgovima glodara,
prosečna veličina

neurona raste,

tako da se mozak uvećava
veoma brzo

i uvećava se mnogo brže nego
što postiže veći broj neurona.

Ali kod primata, mozak postiže
veći broj neurona

bez uvećavanja samog neurona,

što je prilično ekonomičan način

dodavanja neurona vašem mozgu.

Kao rezultat, mozak primata

će uvek imati više neurona od
mozga glodara koji je iste veličine,

i što je mozak veći,

veća će biti i razlika.

A, šta je onda sa
našim mozgovima?

Otkrili smo da mi u proseku imamo

86 milijardi neurona,

16 milijardi su u cerebralnom korteksu,

i ako uzmete u obzir da je
cerebralni korteks

glavni za funkcije,
kao što su:

svesnost, logično i
apstraktno rezonovanje,

i da je 16 milijardi najveći
broj neurona

koji bilo koji korteks sadrži,

mislim da je ovo najjednostavnije
objašnjenje

naših izvanrednih kognitivnih sposobnosti.

Ali isto tako važno je, šta znači uopšte
broj od 86 milijardi neurona.

Zato što smo pronašli
da veza između

veličine mozga i broja neurona

može biti matematički opisana,

možemo pokazati kako bi ljudski mozak

izgledao da je po sastavu
kao mozak glodara.

Tako da bi mozak glodara
sa 86 milijardi neurona

bio težine 36 kilograma.

To nije moguće.

Toliki mozak bi bio uništen

svojom težinom,

i takav mozak bi išao

uz telo težine od 89 tona.

Mislim da to ne liči na nas.

Tako da nas ovo već dovodi
do važnog zaključka,

koje glasi: mi nismo glodari.

Mozak ljudi nije veliki mozak pacova.

U poređenju sa pacovima,
mi možda izgledamo posebno,

ali to nije pravedno poređenje

znajući da mi nismo glodari.

Mi smo primati,

tako da je pravilno poređenje ono
sa drugim primatima.

I tu, ako odradite matematiku,

pronalazite da će primat

sa 86 milijardi neurona

imati mozak težine oko
1,2 kilograma,

što je i sasvim dovoljno,

za nekoga ko je težine od
nekih 66 kilograma,

što je u mom slučaju
potpuno tačno,

i to nas dovodi do veoma poznatog,

ali ipak neverovatno
značajnog zaključka:

Ja sam primat.

I svi vi ste primati.

Kao što je i Darvin bio.

Volim da mislim da bi Darvin
zaista cenio ovo.

Njegov mozak, kao i naš

napravljen je po ugledu
na druge primate.

Tako da ljudski mozak možda
jeste izvanredan, da,

ali nije poseban u pogledu
broja neurona.

Samo je to jedan veliki
mozak primata.

Mislim da je to jedna veoma
skromna i trezvena misao,

koja treba da nas podseti
koje je naše mesto u prirodi.

Zašto je onda potrebno
utrošiti toliko energije?

Neki ljudi su pronašli

koliko je energije potrebno
ljudskom mozgu

i mozgu nekih drugih vrsta,

i sada kada znamo koliko neurona

svaki mozak ima, možemo
primeniti matematiku.

Ispostavlja se da je
i za ljudske

i za mozgove drugih vrsta,
utrošak isti,

prosečno šest kalorija na
milijardu neurona, dnevno.

Tako da je ukupni,
energetski utrošak

jednostavna, linearna funkcija

broja neurona,

i ispostavilo se da ljudski mozak

troši onoliko energije
koliko se i očekivalo.

Tako da je razlog zbog
kojeg ljudski mozak

troši toliko energije,
jednostavan,

jer ima veliki broj neurona,

i zato što smo mi primati

sa mngo većim brojem neurona
u odnosu na veličinu tela

od bilo koje druge vrste,

relativna potrošnja našeg
mozga je ogromna

ali samo zato jer smo mi primati,
ne zato što smo posebni.

Poslednje pitanje, onda:

kako smo se mi zadesili sa ovako
velikim brojem neurona,

iako su veliki majmuni

veći od nas,

zašto oni nemaju veći mozak,
sa više neurona?

Kada smo shvatili koliko je zahtevno

imati puno neurona u mozgu,

možda je razlog jednostavan.

Oni ne mogu da priušte
dovoljno energije

i za ogromna tela i za
veliki broj neurona.

Tako da smo
odradili matematiku.

Izračunali smo, sa jedne strane,

koliko je energije potrebno
sisaru dnevno,

ako se hrane sirovom hranom,

i sa druge strane, koliko energije

za telo određene veličine.

i koliko je energije potrebno mozgu
koji ima određeni broj neurona,

i tragali smo za kombinacijom

veličine tela i broja neurona

koje primat sebi može priuštiti

ako jede određen broj sati dnevno.

I ono što smo pronašli je to

da su neuroni veoma skupi.

Postoji kompromis između
veličine tela i broja neurona.

Tako da primat koji jede
osam sati dnevno

može najviše priuštiti
53 milijarde neurona,

ali onda telo ne može postati teže

od 25 kilograma.

Veća težina

znači i manji broj neurona.

Tako da ili je telo veće

ili je veći broj neurona.

Kada se hranite kao primati,

ne možete sebi priuštiti
i jedno i drugo.

Jedini izlaz iz ovakvih postavljenih
metaboličkih granica

bi bio: još više sati utrošiti na ishranu,

ali to već postaje opasno,

i posle određene granice,
nije ni moguće.

Gorile i orangutani, na primer,

mogu priuštiti sebi
30 milijardi neurona,

provodeći dnevno
8 i po sati u jelu,

i to je izgleda i najviše što mogu.

Devet sati hranjenja dnevno,

izgleda da je realna granica,
koja je postavljena za primate.

Šta je sa nama?

Sa naših 86 milijardi neurona

i od 60 do 70 kilograma telesne mase,

trebalo bi da provodimo preko devet sati

svakog dana, hraneći se,

što prosto, nije izvodljivo.

Da jedemo kao primati,

ne bi trebalo da budemo ovde.

Kako smo u stvari dospeli ovde, onda?

Pa, ako našim mozgovima treba energije

koliko je potrebno, i ako
ne možemo da provedemo

svaki sat tokom dana, hraneći se

onda je jedina mogućnost, zaista

da nekako dobijemo više energije

iz iste hrane.

I izvanredno, to se poklapa upravo

sa otkrićem naših predaka

pre milion i po godina,

kada su i izumeli kuvanje.

Kuvanje znači koristiti vatru

da bi se hrana mogla bolje svariti.

Kuvana hrana je mekša, tako da je
lakša da se žvaće

i potpuno se pretvara
u kašu u ustima,

tako da može biti potpuno svarena

i apsorbovana u stomaku,

što za kraće vreme donosi mnogo
više energije u mnogo kraćem vremenu.

Tako da kuvanje nama štedi
vreme da bismo radili

neke mnogo interesantnije
stvari u našem danu

i sa našim neuronima,

da ne bismo samo razmišljali o hrani,

tragali za hranom i gutali hranu

po čitav dan.

I tako, zbog kuvanja, ono što je

nekada bila velika odgovornost,
ovako veliki

veoma skup mozak
sa puno neurona,

sada može postati naše glavno oruđe,

sad kada možemo priuštiti
i energiju za puno neurona

i vreme, da bismo uradili
zanimljive stvari sa njima.

Tako da ja mislim ovo objašnjava
zašto je ljudski mozak

tako brzo postao razvijen
tokom evolucije,

a sve vreme ostajući
samo mozak primata.

Sa ovako velikim mozgom, kojeg možemo
i koristiti, zahvaljujući kuvanju,

munjevito smo prešli
sa sirove hrane na kulture,

poljoprivredu, civilizaciju, bakalnice,

elektricitet, frižidere,

sve te stvari koje nam danas

omogućavaju da priuštimo
svu potrebnu energiju

za ceo dan, samo u jednom obroku

u omiljenom lancu brze hrane.

Tako da, ono što je nekada bilo rešenje,

sada postaje problem,

i ironično, to rešenje tražimo
u sirovoj hrani.

I šta je prednost ljudi?

Šta je to što mi imamo,

a nijedna druga životinja nema?

Moj odgovor je da imamo najveći broj

neurona u cerebralnom korteksu,

i mislim da je to
najjednostavnije objašnjenje

za naše izuzetne kognitivne sposobnosti.

A šta je ono što mi radimo,
a nijedna druga životinja ne radi

i što mislim da je bilo fundamentalno

da bismo uopšte mogli
da dosegnemo taj veliki,

najveći broj neurona
u moždanoj kori?

Dve reči: mi kuvamo.

Nijedna druga životinja ne kuva
svoju hranu. Samo ljudi to rade.

I ja mislim da smo upravo tako mi
i postali ljudi.

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

Sada pogledam u svoju kuhinju

i klanjam se,

i zahvaljujem našim precima
što su nabasali

na otkriće koje nas je verovatno
i načinilo ljudima.

Hvala vam mnogo.

(Aplauz)