Ce e atât de special la creierul uman?
De ce studiem alte animale
în loc să ne studieze ele pe noi?
Ce anume are sau face creierul uman
spre deosebire de alt creier?
Când au început să mă intereseze aceste întrebări, acum aproximativ 10 ani,
oamenii de știință credeau că știu din ce erau făcute creierele.
Cu toate că existau foarte puține dovezi,
mulți oameni de știință credeau că creierul tuturor mamiferelor,
inclusiv creierul uman,
era la fel,
cu un număr de neuroni care era mereu
proporțional cu mărimea creierului.
Asta înseamnă că două creiere de aceeași mărime,
ca acestea două, cu o greutate respectabilă de 400 de grame,
ar trebui să aibă același număr de neuroni.
Acum, dacă neuronii sunt unitățile funcționale
ale creierului pentru procesarea informației,
atunci 'posesorii' acestor două creiere
ar trebui să aibă abilități cognitive similare.
Și totuși, unul este un cimpanzeu,
iar celălalt e o vacă.
Poate că vacile au o viață mentală
internă cu adevărat bogată și sunt sunt atât de deștepte
încât aleg să nu ne lase să vedem acest lucru,
dar noi le mâncăm.
Cred că majoritatea oamenilor vor fi de acord
cu faptul că cimpanzeii sunt capabili de un comportament
cu mult mai complex, mai elaborat și mai flexibil decât vacile.
Acesta e un prim indiciu că
scenariul "toate creierele sunt făcute la fel"
nu e tocmai corect.
Dar hai să continuăm șarada.
Dacă toate creierele ar fi la fel
și ai compara animale cu creiere de diferite mărimi,
creierele mai mari ar trebui să aibă mai mulți neuroni
decât creierele mai mici, și cu cât e mai mare creierul
cu atât mai capabil cognitiv ar trebui să fie posesorul acestuia.
Deci cel mai mare creier ar trebui să fie și
cel mai apt cognitiv.
Și acum vestea proastă:
nu creierul nostru e cel mai mare.
Pare chiar ofensator.
Creierul nostru cântărește între 1.2 și 1.5 kilograme,
dar creierul elefanților cântărește între două și cinci kilograme,
iar creierul balenelor poate ajunge la nouă kilograme,
de aceea cercetătorii obișnuiau să spună
că creierul nostru e cu siguranță special
ca să justifice abilitățile cognitive.
Cu siguranță e extraordinar,
o excepție de la regulă.
Al lor e cu siguranță mai mare, dar al nostru e mai bun,
și ar putea fi și mai bun, de exemplu,
părând mai mare decât ar trebui să fie,
cu un cortex cerebral mult mai mare decât ar trebui să avem
la mărimea corpului nostru.
Asta ne-ar da cortex suplimentar
ca să facă mai multe lucruri interesante decât doar să dirijeze corpul.
E datorită faptului că mărimea creierului
este de obicei pe mărimea corpului.
Motivul principal pentru a susține că
creierul nostru e mai mare decât ar trebui să fie
rezultă, de fapt, din comparația dintre noi
și maimuțe.
Gorilele pot fi de două până la trei ori mai mari decât noi,
așadar creierul lor ar trebui să fie mai mare decât al nostru,
insă e tocmai invers.
Creierul nostru e de trei ori mai mare decât al unei gorile.
Creierul uman pare special și
din punct de vedere al energiei pe care o folosește.
Deși reprezintă 2% din greutatea corpului,
el singur folosește 25% din toată energia
de care are nevoie corpul pe zi.
Asta înseamnă 500 de calorii dintr-un total de 2.000 de calorii,
doar pentru ca creierul să funcționeze.
Așadar creierul uman e mai mare decât ar trebui,
folosește mult mai multă energie decât ar trebui,
e, prin urmare, special.
Și aici povestea a început să mă deranjeze.
În biologie căutăm reguli
care se aplică la toate animalele și vieții în general,
deci de ce ar fi valabile regulile evoluției
pentru toată lumea, mai puțin pentru noi?
Poate că problema era în presupunerea elementară
că toate creierele sunt la fel.
Poate că două creiere de aceeași mărime
pot fi compuse din numere foarte diferite de neuroni.
Poate că un creier foarte mare
nu are neapărat mai mulți neuroni
decât un creier mai modest ca mărime.
Poate că creierul uman chiar are cel mai mare număr de neuroni
dintre toate creierele, indiferent de mărime,
în special în cortexul cerebral.
Pentru mine, aceasta a devenit
marea întrebare la care trebuia dat un răspuns:
câți neuroni are creierul uman,
și cum e în comparație cu alte animale?
Poate ați auzit sau ați citit pe undeva
că avem 100 de miliarde de neuroni,
așa că acum 10 ani, mi-am întrebat colegii
dacă știau de unde a apărut acest număr.
Însă nimeni nu știa.
Am tot căutat în literatura de specialitate
prima referire la acest număr,
dar nu am reușit să o găsesc.
Se pare că, de fapt, nimeni nu a numărat
neuronii din creierul uman
și nici în vreun alt creier.
Așa că am venit cu propriul meu mod de a număra celulele din creier,
și, în esență, presupune
să dizolvi acel creier în supă.
Funcționează în felul următor:
iei un creier, sau părți ale acelui creier,
îl dizolvi în detergent,
care distruge membrana celulelor
dar păstrează nucleul acestora intact,
și ajungi să ai o suspensie de nuclee libere
care arată cam așa,
ca o supă clară.
Această supă conține toate nucleele
care au fost cândva creierul unui șoarece.
Frumusețea unei supe e aceea că e supă,
poți să o agiți și să faci acele nuclee
să se distribuie omogen în lichid,
astfel încât, uitându-te la microscop
la doar patru sau cinci mostre din această soluție omogenă,
poți să numeri nucleele, și astfel să spui
câte celule a avut acel creier.
E simplu, direct,
și foarte rapid.
Am folosit această metodă pentru a număra neuronii
unui număr mare de specii diferite,
și se pare că toate creierele
au o constituție diferită.
Să luăm rozătoarele și primatele ca exemplu:
la creierul rozătoarelor mai mari, mărimea medie
a neuronului crește,
deci creierul crește foarte repede
și își mărește dimensiunea mult mai repede decât câștigă neuroni.
Dar creierul primatelor primește neuroni
fără ca neuronul mediu să devină mai mare,
iar acesta e un mod foarte econom
de a adăuga neuroni creierului.
Rezultatul e că creierul unei primate
va avea întotdeauna mai mulți neuroni decât cel al unei rozătoare de aceeași mărime,
și cu cât e mai mare creierul,
cu atât mai mare va fi diferența.
Și cum rămâne cu creierul nostru?
Am aflat că avem, în medie,
86 de miliarde de neuroni,
dintre care 16 miliarde sunt în cortexul cerebral,
și dacă luați în considerare faptul că cortexul cerebral
e centrul funcțiilor ca și
conștiența și gândirea logică și abstractă,
iar dacă 16 miliarde reprezintă cei mai mulți neuroni
pe care îi are un cortex,
cred că aceasta e cea mai simplă explicație
pentru abilitățile noastre cognitive remarcabile.
Dar la fel de important e ceea ce reprezintă cele 86 de milioane de neuroni.
Deoarece am aflat că legătura
dintre mărimea creierului și numărul de neuroni al acestuia
ar putea fi descrisă matematic,
am putea calcula cum ar arăta un creier uman
dacă ar fi la compus la fel ca al unei rozătoare.
Așadar, creierul unei rozătoare cu 86 de milioane de neuroni
ar cântări 36 de kilograme.
Asta nu e posibil.
Un creier uriaș ca acesta ar fi zdrobit
de propria-i greutate,
iar acest creier imposibil ar merge
la un corp de 89 de tone.
Nu cred că arată ca noi.
Iar asta ne duce la o concluzie foarte importantă,
și anume că nu sunem rozătoare.
Creierul uman nu e un creier de șobolan.
În comparație cu un șobolan, părem într-adevăr speciali,
dar aceasta nu e o comparație corectă,
dat fiind că știm că nu suntem rozătoare.
Suntem primate,
așa că o comparație corectă ar fi cu alte primate.
Și, dacă faceți calculele,
veți afla că o primată generică
cu 86 de miliarde de neuroni
ar avea un creier de 1.2 kilograme,
ceea ce pare corect,
într-un corp cam de 66 de kilograme,
exact ca în cazul meu,
și ajungem, astfel, la o concluzie deloc surprinzătoare
dar totuși incredibil de importantă:
sunt o primată.
Și voi toți sunteți primate.
La fel și Darwin.
Îmi place să cred că Darwin chiar ar fi apreciat acest lucru.
Creierul lui, la fel ca al nostru,
a fost făcut după imaginea altor creiere de primate.
Așadar creierul uman poate e remarcabil, da,
dar nu e special în ceea ce privește numărul de neuroni.
E doar un creier de primată mare.
Cred că acesta e un gând foarte umil, care te aduce cu picioarele pe pământ,
lucru care ar trebui să ne reamintească care e locul nostru în natură.
Atunci de ce necesită atât de multă enregie?
Ei bine, alții au aflat
câtă energie ne costă creierul uman
și cel al altor specii,
iar acum că știam din câți neuroni
era alcătuit fiecare creier, am putut face calculele.
Se pare că atât creierul uman
cât și alte creiere necesită la fel,
o medie de șase calorii pe miliard de neuroni pe zi.
Costul energetic total al unui creier
e o funcție simplă, liniară
a numărului de neuroni,
și se pare că creierul uman
necesită la fel de multă energie cât te-ai aștepta.
Motivul pentru care creierul uman
are nevoie de atât de multă energie e pur și simplu pentru că
are un număr enorm de neuroni
și pentru că suntem primate
cu mult mai mulți neuroni pentru mărimea dată a corpului
decât orice alt animal,
costul relativ al creierului nostru e mare,
doar pentru că suntem primate, nu pentru că suntem speciali.
Și acum ultima întrebare:
cum am ajuns la acest număr remarcabil de neuroni,
și mai ales, dacă marile maimuțe
sunt mai mari decât noi,
de ce nu au un creier mai mare decât al nostru, cu mai mulți neuroni?
Când ne-am dat seama cât de costisitor e
să ai o mulțime de neuroni în creier, m-am gândit,
poate că motivul e simplu.
Pur și simplu nu-și permit energia
și pentru un corp mare și pentru un număr mare de neuroni.
Așa că am făcut calculele.
Pe de-o parte am calculat
câtă energie primește o primată pe zi
din mâncarea crudă,
iar pe de altă parte, câtă energie
necesită un corp de o anumită mărime
și câtă energie necesită un creier cu un anumit număr de neuroni,
și am căutat combinații
între dimensiunea a corpului și numărul de neuroni
pe care și le-ar permite o primată
dacă ar mânca un număr de ore pe zi.
Iar ceea ce am aflat e că,
deoarece neuronii sunt atât de costisitori,
există un compromis între mărimea corpului și numărul de neuroni.
O primată care mănâncă opt ore pe zi
își poate permite cel mult 53 de miliarde de neuroni,
dar corpul acesteia nu poate fi mai mare
de 25 de kilograme.
Ca să cântărească mai mult de atât,
ar trebui să renunțe la neuroni.
Așa că e sau un corp mare
sau un număr mare de neuroni.
Când mănânci precum o primată,
nu ți le poți permite pe amândouă.
O modalitate de a scăpa de această limitare metabolică
ar fi să petrecem chiar mai multe ore pe zi mâncând,
dar devine periculos,
și dincolo de un anumit punct, e pur și simplu imposibil.
Gorilele și urangutanii, de exemplu,
își permit 30 de miliarde de neuroni
mâncând opt ore și jumătate pe zi,
și asta e cam tot ce pot să facă.
Nouă ore de hrănire pe zi
pare să fie limita practică pentru o primată.
Dar noi?
Cu cele 86 de miliarde de neuroni
și 60 până la 70 de kilograme masă corporală,
ar trebui să petrecem mai mult de nouă ore
hrănindu-ne în fiecare zi,
ceea ce nu e fezabil.
Dacă am mânca la fel ca o primată,
nu ar trebui să fim aici.
Și atunci, cum am ajuns aici?
Ei bine, dacă creierul nostru folosește atâta energie
cât ar trebui, și dacă nu putem să petrecem
fiecare oră din zi hrănindu-ne,
atunci singura alternativă,
e ca să luăm cumva mai multă energie
din aceleași alimente.
În mod remarcabil, asta se potrivește perfect cu ceea ce
se crede că au inventat strămoșii noștri
cu un milion și jumătate de ani în urmă.
când au inventat gătitul.
A găti înseamnă să folosești foc
pentru a predigera hrana în afara corpului.
Mâncărurile gătite sunt mai moi, deci sunt mai ușor de mestecat
și de transformat într-un fel de pastă în gură,
asta permițându-le să fie digerate în întregime
și absorbite în intestine,
ceea ce le face să dea mult mai multă energie în mult mai puțin timp.
Așadar gătitul ne oferă timp liber ca să facem
mult mai multe lucruri interesante cu ziua noastră
și cu neuronii noștri
decât doar să ne gândim la mâncare,
să căutăm și să înfulecăm mâncare
toată ziulica.
Prin urmare, datorită gătitului, ceea ce a fost cândva
o mare responsabilitate, acest creier
mare, periculos de costisitor, cu o mulțime de neuroni,
ar putea să devină acum o achiziție majoră,
acum că ne-am putea permite energia pentru o mulțime de neuroni
și timpul pentru a face lucruri interesante cu aceștia.
Cred că acest lucru explică de ce creierul uman
a devenit atât de mare atât de repede de-a lungul evoluției,
dar tot timpul rămânând doar un creier de primată.
Cu acest creier mare pe care ni-le permitem prin gătit,
am trecut rapid de la mâncare crudă la cultură,
agricultură, civilizație, magazine,
electricitate, frigidere,
toate acele lucruri care astăzi
ne permit să luăm toată energia de care avem nevoie
pentru întreaga zi la o singură masă
la restaurantul fast food preferat.
Așadar, ceea ce era cândva o soluție
a devenit acum o problemă,
si, în mod ironic, căutăm soluția tocmai în mâncarea crudă.
Care e, deci, avantajul uman?
Ce avem noi
și nu are niciun alt animal?
Răspunsul meu e că avem cel mai mare număr
de neuroni în cortexul cerebral,
și cred că aceasta e cea mai simplă explicație
pentru abilitățile noastre cognitive remarcabile.
Și ce facem noi și niciun alt animal nu poate face,
și ceea ce cred că a fost fundamental
în a ne permite să ajungem la un număr
atât de mare, cel mai mare număr de neuroni în cortex?
În două cuvinte, noi gătim.
Niciun alt animal nu-și gătește mâncarea. Doar oamenii.
Și cred că așa am ajuns umani.
Studiul creierului uman a schimbat perspectiva mea asupra mâncării.
Mă uit la bucătăria mea,
mă înclin în fața ei,
și le mulțumesc strămoșilor mei pentru
invenția care probabil ne-a făcut oameni.
Vă mulțumesc foarte mult.
(Aplauze)