Ce este atât de special în creierul uman? De ce studiem alte animale și nu ne studiază? Ce este în creierul uman, ceea ce nu este în nici unul altul?
Când am pus aceste întrebări acum 10 ani, oamenii de știință au crezut că știu de ce consta creierul diferitor indivizi. Și, deși presupunerile lor se bazau pe date foarte slabe, mulți oameni de știință au crezut că creierul tuturor mamiferelor, inclusiv al oamenilor, a fost aranjat în același mod, cu un număr constant de neuroni, care este întotdeauna proporțional cu dimensiunea creierului.
Acest lucru înseamnă că două creiere de aceeași mărime, cum ar fi acestea, de exemplu, cântărind un decalaj de 400 de grame, ar trebui să aibă aproximativ același număr de neuroni. Astfel, dacă neuronii sunt componente funcționale ale creierului care procesează informații, atunci proprietarii lor ar trebui să aibă abilități mentale similare. Dar, totuși, unul dintre ei este un cimpanzeu, iar celălalt este o vacă. Desigur, vacile au o viață mentală bogată și sunt atât de inteligente încât prefer să ne țină în întuneric, dar noi le mâncăm.
Cred că cei mai mulți oameni vor fi de acord ca cimpanzeii sunt capabili de mai complexe gândire afară și comportamentul adaptiv decât vacile. Astfel, este un indiciu că povestea pe care „creierul tuturor ființelor vii au aceeași structură“ este fundamental greșită. Dar vom continua.
În cazul în care creierul tuturor ființelor vii ar avea aceeași structură, și ar fi necesar să se compare animalele cu creierul de dimensiuni diferite, creierul mai mare ar posedat întotdeauna un număr mare de neuroni decât cel care este mai mic și cu atât mai mult ar fi creierul, cu atât mai mare nevoie ar fi abilitățile intelectuale ale posesorului. Prin urmare, cel mai mare creier trebuie să posede și cele mai înalte abilități intelectuale. Dar tragedia este că creierul nostru nu este cel mai mare. E foarte enervant, nu-i așa?
"Cel mai mare" nu înseamnă "cel mai deștept"
Creierul nostru cântărește de la 1,2 până la 1,5 kg, creierul unui elefant cântărește aproximativ 4-5 kg, iar creierul balenelor poate ajunge la o greutate de până la 9 kg. De aceea, oamenii de știință recurg adesea la afirmația că "creierul nostru este special", justificând astfel abilitățile noastre mentale.
Acestea trebuie să fie restante, o excepție de la reguli. Creierul lor poate fi mai mare, dar al nostru este încă mai bun și să spunem că ar putea fi, pentru că pare mai mare decât ar trebui să fie, cu un cortex mai gros decât ar trebui să fie teoretic cu privire la dimensiunea corpului nostru. Astfel, acest lucru ne dă un cortex suplimentar pentru a ne angaja în lucruri mai interesante decât să ne gestionăm corpul.
Acest lucru se datorează faptului că dimensiunea creierului corespunde de obicei dimensiunii corpului. Prin urmare, principala explicație a faptului că creierul nostru este mai mare decât ar trebui să fie, se bazează pe compararea cu primatele. Gorilele pot fi de două ori sau chiar de trei ori mai mari decât noi, ceea ce înseamnă că creierul lor ar trebui să fie mai mare decât al nostru, dar totuși totul este exact opusul. Creierul nostru este de trei ori mai mare decât creierul unei gorile.
De ce creierul uman este atât de special?
Doar în acel moment am început să mă interesează această poveste. În biologie, căutăm legi care să guverneze toate organismele vii și viața în general, atunci de ce legile evoluției ar trebui să fie supuse tuturor, altele decât noi înșine? Poate că problema era în ipoteza inițială că creierul tuturor ființelor vii este aranjat în același mod.
Poate că două creiere de aceeași mărime pot avea de fapt un număr destul de diferit de neuroni. Poate că nu este necesar ca un creier foarte mare să aibă mai mulți neuroni decât un creier de dimensiuni mai modeste. Poate că creierul uman are mai mulți neuroni decât oricare altul, indiferent de dimensiunea sa, în special de cortexul cerebral. Aceasta a fost pentru mine o întrebare foarte curioasă: câți neuroni din creierul uman și cum se leagă acest număr de alte animale?
Probabil ați auzit sau ați citit undeva că avem aproximativ 100 de miliarde de neuroni, așa că acum 10 ani, i-am întrebat pe colegii mei dacă știau cum avem un astfel de număr. Dar nimeni nu mi-a putut răspunde. Am trecut prin literatură pentru a găsi sursa acestor informații, dar nu am putut să o găsesc. Se părea că nimeni nu a considerat vreodată numărul de neuroni ai creierului uman și, în principiu, de orice creier.
Prin urmare, am venit cu propria mea metodă de calcul al numărului de celule din creier și, în esență, înseamnă a dizolva creierul până la starea bulionului. Iată cum: luați creierul, sau o parte a creierului, și se dizolvă într-un solvent, care distruge membranele celulare, dar lasă intacte nucleul celulei, prin urmare, avem o soluție de nuclee de celule libere care arata ca acest lucru, ca supa.
Supa conține toate nucleele care au fost recent creierul mouse-ului. Deci, geniul bulionului este ca poate fi agitat și se distribuie uniform nuclee de celule în soluție, prin urmare, examinată la microscop numai 4 sau 5 probe din această soluție omogenă, putem calcula nucleul și astfel calcula cât de multe celule din creier. Elementar și foarte rapid. Am folosit această metodă pentru a număra neuronii deja zeci de specii diferite, și se pare că la toate speciile creierul este aranjat în moduri diferite.
Luați, de exemplu, rozătoarele și primatele. Deoarece mărimea rozătoarelor crește, numărul mediu de neuroni din creier crește, adică creierul crește rapid, în dimensiune - mult mai rapid decât în numărul de neuroni. În primate, cu toate acestea, numărul de neuroni crește, dar mărimea neuronului nu se schimbă, și acesta este un mod foarte practic de a crește numărul de neuroni. Ca rezultat, creierul primatului va avea întotdeauna mai mulți neuroni decât creierul rozătoarelor de aceeași dimensiune, iar cu cât dimensiunea creierului este mai mare, cu atât va fi mai mare această diferență.
De ce avem nevoie de 86 de miliarde de neuroni
Și ce zici de creierul nostru? Am constatat că, în medie, avem aproximativ 86 de miliarde de neuroni, din care 16 miliarde sunt localizate în cortexul cerebral, și dacă credeți că cortexul cerebral este funcțiile centru, cum ar fi înțelegerea, logică și gândire abstractă, și că 16 miliarde de euro este cel mai mare număr care poate fi în cortexul cerebral, cred că aceasta este cea mai simplă explicație a abilităților noastre mintale remarcabile.
Este la fel de important să știe ce este semnificația numărului „86 de miliarde“ Din moment ce ne-am demonstrat că raportul dintre dimensiunea creierului la numărul de neuroni pot fi exprimate matematic, am fost capabili de a calcula cum ar arăta creierul uman ca în cazul în care acesta a fost creat ca o rozătoare. Creierul unui rozătoare cu aceleași 86 miliarde de neuroni ar fi cântărit 36 kilograme. Acest lucru este imposibil. Un creier de această dimensiune ar fi zdrobit de greutatea proprie, iar acest creier incredibil ar necesita un corp de greutate de 89 de tone. Nu cred că e un pic ca noi. Chiar și acest lucru ne conduce la concluzia importantă că nu suntem rozătoare. Creierul uman nu este un creier imens de șobolan.
Comparativ cu șobolanul, putem părea special, dar aceasta este o comparație incorectă, deoarece știm că nu suntem rozătoare. Suntem primate, deci comparația corectă ar fi cu primatele. Deci, dacă vom efectua toate calculele, se va dovedi că primatul mediu cu 86 miliarde de neuroni ar avea un creier care cântărește 1,2 kg, ceea ce pare destul de plauzibil, ar avea un corp de aproximativ 66 kg, care, în cazul meu, este direct la obiect.
Aceasta ne conduce la o concluzie complet surprinzătoare, dar totuși foarte importantă: eu sunt primatul. Și tu ești primat. Și Charles Darwin a fost și al lor. Îmi place să cred că Darwin ar aprecia asta. Creierul lui, ca și al nostru, a fost construit în asemănarea creierului altor primate. Prin urmare, creierul uman poate fi special - da, dar nu diferă în numărul de neuroni. Este doar creierul unei primate majore. După părerea mea, acesta este un gând foarte calm și sobru, care ar trebui să ne reamintească locul nostru în natură.
De ce creierul nostru absorb atât de multă energie
Alți oameni de știință au calculat cât de multă energie consumă creierul uman și creierul altor specii, iar acum, știind numărul de neuroni care alcătuiesc fiecare creier, putem conta. Se pare că creierul uman și creierul de orice fel cheltuiește aproximativ aceeași sumă - o medie de 6 calorii pe miliard de neuroni pe zi.
Prin urmare, cantitatea totală de energie a creierului este o funcție liniară simplă, în funcție de numărul de neuroni. Și se pare că creierul uman își petrece exact cantitatea de energie așteptată.
Acesta este motivul pentru care creierul uman isi petrece atat de multa energie in faptul ca are un numar mare de neuroni si pentru ca suntem primati cu un numar mult mai mare de neuroni pe corp decat orice alt animal. Costurile relative ale creierului nostru sunt mari, dar numai pentru că suntem primate, și nu pentru că suntem speciali.
Apoi, ultima întrebare este: cum am obținut un număr atât de semnificativ de neuroni și mai ales dacă unii primate sunt mult mai mari decât noi, de ce creierul lor nu este mai mare decât al nostru și nu are un număr mai mare de neuroni. Când am realizat cât de mult a costat un astfel de număr de neuroni în creier, am descoperit că poate acesta este un motiv simplu.
Ei pur și simplu nu au suficientă energie pentru a conține atât un corp mare, cât și un număr mare de neuroni. Prin urmare, ne-am gândit la început, cât de multă energie devine primatul zilei prin consumul de alimente crude și apoi cât de multă energie organismul are nevoie de o anumită dimensiune și cât de mult aveți nevoie de un anumit creier dimensiune, și am început să caute o combinație de mărimea corpului și numărul de neuroni care ar putea permite primatul, dacă a mâncat un anumit număr de ore pe zi.
Și asta am găsit: deoarece neuronii sunt foarte energo-intensivi, există un echilibru între numărul de neuroni și dimensiunea corpului. Primatul, care mănâncă 8 ore pe zi, își poate permite maximum 53 de miliarde de neuroni, însă corpul său nu va depăși 25 de kilograme. Pentru a câștiga mai multă greutate, va trebui să sacrificați neuronii. Prin urmare, alegerea este următoarea: fie un corp mare, fie un număr mare de neuroni. Dacă mâncați ca un primat, nu vă puteți permite atât.
Calea în jurul acestor limitări este chiar mai multe ore pe zi, dar este periculoasă și, într-o anumită etapă, depășește ceea ce este posibil. Gorilile și urangutanii, de exemplu, servesc aproximativ 30 de miliarde de neuroni, cheltuind 8 ore și jumătate pe alimente, iar acesta este cel mai bun lucru pe care îl pot.
9 ore pe zi pentru alimente este limita reală pentru primatul. Dar noi? Având 86 de miliarde de neuroni și o greutate corporală de 60-70 kg, ar trebui să mâncăm mai mult de 9 ore pe zi, ceea ce este pur și simplu imposibil. Dacă mâncam ca primatele, n-am fi aici. Cum am ajuns astfel?
Ei bine, în cazul în care creierul nostru consuma la fel de multă energie ca are nevoie, iar dacă nu putem cheltui la fiecare ceas pentru a alimenta, atunci singura alternativă - oricare ar fi o modalitate de a obține mai multă energie din aceeași mâncare. Și acest lucru coincide exact cu modul în care strămoșii noștri au părăsit această poziție acum 1,5 milioane de ani când au inventat gătitul.
Gătitul folosește foc pentru a pre-digera alimentele din afara corpului nostru. mâncare gătită este mai moale, astfel încât este mai ușor de a mesteca si mesteca-l la piureul în gură, și îi permite să fie pe deplin digerate și absorbite în intestin, oferind astfel mai multă energie într-un timp mai scurt.
Astfel, gătitul eliberează timp pentru activitățile mai interesante pentru noi și neuronii noștri, decât să ne gândim pur și simplu la consumul de alimente, găsirea alimentelor, absorbția alimentelor toată ziua.
Datorită gătit, ceea ce folosit pentru a fi o datorie semnificativă, acest creier mare, excesiv de mari consumatoare de energie, cu un număr foarte mare de neuroni pot fi acum un atu important acum, am fost capabili de a avea suficienta energie pentru a neuronilor și de timp interesante pentru aceste cazuri. Aceasta, cred eu, explică de ce creierul uman în cursul evoluției a ajuns atât de repede la astfel de proporții, rămânând în același timp doar creierul primatului.
Acum, că avem un creier mare, accesibilă prin gătit, suntem mișcați rapid de la alimente crude la cultură, agricultură, civilizație, magazine alimentare, energie electrică, frigider, și toate acele lucruri care astăzi ne permit să obțină necesare noi energia pentru întreaga zi într-o singură vizită fast food-ul tău preferat. Ceea ce a fost odată soluția, acum este o problemă și, ironic, căutăm o soluție în alimentele crude.
Ce este superioritatea umană?
Ce avem și noi, nu avem? Răspunsul meu este cel mai mare număr de neuroni din cortexul cerebral și cred că aceasta este cea mai ușoară explicație pentru abilitățile noastre mintale remarcabile. Și ce știm că nici un alt animal nu poate face și care a fost, după părerea mea, factorul fundamental care ne-a permis acest număr mai mare și mai mare de neuroni? Pe scurt, pregătim. Nici un alt animal nu își gătește mâncarea. Numai omul. Cred că așa am reușit să devenim oameni. Studiul creierului uman mi-a schimbat ideile despre alimente. Acum mă uit la bucătăria mea și mă plec spre ea și îi mulțumesc strămoșilor mei pentru că au inventat ceea ce ar fi făcut dintr-o maimuță un bărbat. Multe mulțumiri.
