What is so special about the human brain? | Suzana Herculano-Houzel

Translator: Kitchka Dyankova Reviewer: Yavor Ivanov

What is so special about the human brain?

Какво му е толкова специалното на човешкия мозък?

Why is it that we study other animals

Защо ние изучаваме другите животни,

instead of them studying us?

а не те нас?

What does a human brain have or do

Какво има или прави човешкият мозък,

that no other brain does?

което никой друг мозък не може?

When I became interested in these questions about 10 years ago,

Когато се заинтересувах от тези въпроси преди около 10 години,

scientists thought they knew what different brains were made of.

учените мислеха, че знаят от какво са направени различните мозъци.

Though it was based on very little evidence,

Въпреки, че се базираха на малко доказателства,

many scientists thought that all mammalian brains,

много учени мислеха, че мозъците на всички бозайници,

including the human brain,

включително човешкия,

were made in the same way,

са устроени по един и същи начин -

with a number of neurons that was always

винаги с определен брой неврони,

proportional to the size of the brain.

пропорционален на големината на мозъка.

This means that two brains of the same size,

Това означава, че два мозъка с еднаква големина

like these two, with a respectable 400 grams,

като тези двата, тежащи порядъчно по 400 грама,

should have similar numbers of neurons.

трябва да имат еднакъв брой неврони.

Now, if neurons are the functional

Ако невроните са функционалните

information processing units of the brain,

единици, обработващи информацията в мозъка,

then the owners of these two brains

собствениците на тези два мозъка

should have similar cognitive abilities.

би трябвало да имат сходни познавателни способности.

And yet, one is a chimp,

И все пак, единият е шимпанзе,

and the other is a cow.

а другият е крава.

Now maybe cows have a really rich

Кравите може би имат истински богат

internal mental life and are so smart

вътрешен живот и са толкова умни,

that they choose not to let us realize it,

че избират да не ни позволят да го разберем,

but we eat them.

но ние ги ядем.

I think most people will agree

Мисля, повечето хора ще се съгласят,

that chimps are capable of much more complex,

че шимпанзетата са способни на много по-комплексно,

elaborate and flexible behaviors than cows are.

сложно и гъвкаво поведение от кравите.

So this is a first indication that the

И така, това е първият знак, че

"all brains are made the same way" scenario

сценарият "всички мозъци са еднакво устроени"

is not quite right.

не е съвсем верен.

But let's play along.

Но нека да продължим в същия дух.

If all brains were made the same way

Ако всички мозъци бяха еднакво устроени,

and you were to compare animals with brains of different sizes,

и трябваше да сравняваме животни с различна големина на мозъка,

larger brains should always have more neurons

по-големите мозъци би трябвало винаги да имат повече неврони

than smaller brains, and the larger the brain,

от по-малките и колкото по-голям е мозъкът,

the more cognitively able its owner should be.

толкова по-когнитивно надарен трябва да е собственикът му.

So the largest brain around should also be

И така, най-големият съществуващ мозък би трябвало да

the most cognitively able.

е най-познавателно способният.

And here comes the bad news:

И тук идва лошата новина -

Our brain, not the largest one around.

нашият мозък не е най-големият.

It seems quite vexing.

Това е доста объркващо.

Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,

Мозъкът ни тежи между 1,2 и 1,5 килограма,

but elephant brains weigh between four and five kilos,

но мозъците на слоновете тежат 4-5 килограма,

and whale brains can weigh up to nine kilos,

а тези на китовете могат да достигнат и 9 килограма,

which is why scientists used to resort to saying

поради което учените прибягвали до твърдението,

that our brain must be special

че нашият мозък трябва да е специален,

to explain our cognitive abilities.

за да обяснят познавателните ни способности.

It must be really extraordinary,

Той би трябвало да е наистина необикновен,

an exception to the rule.

изключение от правилото.

Theirs may be bigger, but ours is better,

Техните мозъци може и да са по-големи, но нашият е по-добър

and it could be better, for example,

и той може да е по-добър, например,

in that it seems larger than it should be,

с това че изглежда по-голям, отколкото трябва,

with a much larger cerebral cortex than we should have

с много повече мозъчна кора, отколкото би трябвало да имаме

for the size of our bodies.

според размера на телата си.

So that would give us extra cortex

Това би ни дало допълнителна кора,

to do more interesting things than just operating the body.

за да правим по-интересни неща, а не просто да управляваме тялото си.

That's because the size of the brain

Защото големината на мозъка

usually follows the size of the body.

обикновено следва големината на тялото.

So the main reason for saying that

Основната причина да твърдим, че

our brain is larger than it should be

нашият мозък е по-голям отколкото трябва,

actually comes from comparing ourselves

всъщност е сравнението между нас

to great apes.

и големите маймуни.

Gorillas can be two to three times larger than we are,

Горилите могат да бъдат два-три пъти по-едри от нас,

so their brains should also be larger than ours,

следователно техният мозък трябва също да е по-голям от нашия,

but instead it's the other way around.

но всъщност е обратното.

Our brain is three times larger than a gorilla brain.

Нашият мозък е три пъти по-голям от този на горилите.

The human brain also seems special

Човешкият мозък изглежда специален също и

in the amount of energy that it uses.

заради количеството енергия, което използва.

Although it weighs only two percent of the body,

Въпреки, че тежестта му е едва 2% от тази на тялото,

it alone uses 25 percent of all the energy

само той използва 25% от цялата енергия,

that your body requires to run per day.

от която тялото се нуждае дневно.

That's 500 calories out of a total of 2,000 calories,

Това са 500 калории от общо 2000 калории

just to keep your brain working.

само за поддържане работата на мозъка.

So the human brain is larger than it should be,

И така, човешкият мозък е по-голям отколкото би трябвало,

it uses much more energy than it should,

използва много повече енергия, отколкото би трябвало,

so it's special.

затова е специален.

And this is where the story started to bother me.

Ето къде историята започна да ме тревожи.

In biology, we look for rules

В биологията търсим правила,

that apply to all animals and to life in general,

които се отнасят за всички животни и за живота като цяло,

so why should the rules of evolution

тогава защо правилата на еволюцията трябва

apply to everybody else but not to us?

да се отнасят за всички останали, но не и за нас?

Maybe the problem was with the basic assumption

Може би проблемът е в основното допускане,

that all brains are made in the same way.

че всички мозъци са устроени еднакво.

Maybe two brains of a similar size

Може би два мозъка със сходна големина

can actually be made of very different numbers of neurons.

всъщност могат да се състоят от абсолютно различен брой неврони.

Maybe a very large brain

Може би един много голям мозък

does not necessarily have more neurons

няма непременно повече неврони

than a more modest-sized brain.

от мозък с по-скромна големина.

Maybe the human brain actually has the most neurons

Може би човешкият мозък наистина има най-много неврони

of any brain, regardless of its size,

от всички мозъци, независимо от големината му,

especially in the cerebral cortex.

особено в мозъчната кора.

So this to me became

И така, това се превърна за мен

the important question to answer:

в следния важен въпрос, на който да получа отговор:

how many neurons does the human brain have,

колко неврона има в човешкия мозък

and how does that compare to other animals?

и къде стои той в сравнение с другите животни?

Now, you may have heard or read somewhere

Може да сте чували или чели някъде,

that we have 100 billion neurons,

че ние имаме 100 милиарда неврона,

so 10 years ago, I asked my colleagues

затова преди 10 години аз попитах колегите си

if they knew where this number came from.

дали знаят откъде идва тази цифра.

But nobody did.

Никой не знаеше.

I've been digging through the literature

Прерових литературата

for the original reference for that number,

за първоначалното споменаване на това число

and I could never find it.

и така и не го намерих.

It seems that nobody had actually ever counted

Изглежда никой в действителност не беше броил някога

the number of neurons in the human brain,

невроните в човешкия мозък

or in any other brain for that matter.

или в който и да е друг мозък всъщност.

So I came up with my own way to count cells in the brain,

Затова измислих мой собствен начин да преброя клетките в мозъка

and it essentially consists of

и същността му е

dissolving that brain into soup.

превръщането на мозъка в супа.

It works like this:

Работи по следния начин:

You take a brain, or parts of that brain,

взимате един мозък или части от него

and you dissolve it in detergent,

и го разтваряте в почистващ препарат,

which destroys the cell membranes

който разрушава мембраните на клетките,

but keeps the cell nuclei intact,

но запазва цели клетъчните ядра,

so you end up with a suspension of free nuclei

така че накрая се сдобивате със суспензия от свободни ядра,

that looks like this,

която изглежда така -

like a clear soup.

като бистра супа.

This soup contains all the nuclei

Тази супа съдържа всички ядра,

that once were a mouse brain.

които някога са били мозък на мишка.

Now, the beauty of a soup is that because it is soup,

Красотата на една супа е в това, че понеже е супа,

you can agitate it and make those nuclei

можете да я разбъркате и да разпределите

be distributed homogeneously in the liquid,

ядрата хомогенно в течността,

so that now by looking under the microscope

така че с преглед под микроскопа

at just four or five samples of this homogeneous solution,

само на четири-пет мостри от този хомогенен разтвор

you can count nuclei, and therefore tell

да преброите ядрата и следователно да кажете

how many cells that brain had.

колко клетки е имал този мозък.

It's simple, it's straightforward,

Просто е, недвусмислено

and it's really fast.

и е наистина бързо.

So we've used that method to count neurons

Ние използвахме този метод, за да преброим невроните

in dozens of different species so far,

при десетки различни видове досега

and it turns out that all brains

и се оказва, че не всички мозъци

are not made the same way.

са устроени еднакво.

Take rodents and primates, for instance:

Да вземем гризачите и приматите за пример.

In larger rodent brains, the average size

В по-големите мозъци на гризачи, средната големина

of the neuron increases,

на неврона се увеличава,

so the brain inflates very rapidly

мозъкът нараства много бързо

and gains size much faster than it gains neurons.

и добива големина по-бързо отколкото неврони.

But primate brains gain neurons

Но мозъците на приматите се сдобиват с неврони

without the average neuron becoming any larger,

без средностатистическия неврон да нараства,

which is a very economical way

което е много икономичен начин

to add neurons to your brain.

да добавиш неврони към мозъка си.

The result is that a primate brain

Резултатът е, че един мозък на примат

will always have more neurons than a rodent brain of the same size,

винаги ще има повече неврони от мозъка на гризач със същата големина

and the larger the brain,

и колкото по-голям е мозъкът,

the larger this difference will be.

толкова по-голяма ще е тази разлика.

Well, what about our brain then?

Добре, ами нашия мозък тогава?

We found that we have, on average,

Открихме, че имаме средно

86 billion neurons,

86 милиарда неврона,

16 billion of which are in the cerebral cortex,

16 милиарда от които са в мозъчната кора

and if you consider that the cerebral cortex

и ако вземем предвид, че мозъчната кора

is the seat of functions like

е центърът на функции като

awareness and logical and abstract reasoning,

усещанията, логическото и абстрактното мислене

and that 16 billion is the most neurons

и че 16 милиарда е най-големият брой неврони,

that any cortex has,

който някоя мозъчна кора притежава,

I think this is the simplest explanation

аз мисля, че това е най-простото обяснение

for our remarkable cognitive abilities.

за нашите забележителни познавателни способности.

But just as important is what the 86 billion neurons mean.

Но също толкова важно е какво означават 86-те милиарда неврони.

Because we found that the relationship

Защото ние установихме, че връзката

between the size of the brain and its number of neurons

между големината на мозъка и неговия брой неврони

could be described mathematically,

може да се опише математически -

we could calculate what a human brain

можем да изчислим как би изглеждал

would look like if it was made like a rodent brain.

човешкият мозък, ако беше устроен като мозък на гризач.

So, a rodent brain with 86 billion neurons

И така, един мозък на гризач с 86 милиарда неврона

would weigh 36 kilos.

би тежал 36 килограма.

That's not possible.

Това не е възможно.

A brain that huge would be crushed

Такъв огромен мозък би бил смазан

by its own weight,

от собствената си тежест

and this impossible brain would go

и този невъзможен мозък би вървял

in the body of 89 tons.

с 89-тонно тяло.

I don't think it looks like us.

Не мисля, че изглежда като нас.

So this brings us to a very important conclusion already,

Това вече ни води до едно много важно заключение -

which is that we are not rodents.

ние не сме гризачи.

The human brain is not a large rat brain.

Човешкият мозък не е уголемен мозък на плъх.

Compared to a rat, we might seem special, yes,

Сравнени с плъх, може и да изглеждаме специални, да,

but that's not a fair comparison to make,

но това не е справедливо сравнение,

given that we know that we are not rodents.

при условие че знаем, че не сме гризачи.

We are primates,

Ние сме примати,

so the correct comparison is to other primates.

така че коректното сравнение е с други примати.

And there, if you do the math,

И ето, ако направим изчисленията,

you find that a generic primate

ще открием, че един представител на род примати

with 86 billion neurons

с 86 милиарда неврона

would have a brain of about 1.2 kilos,

би имал мозък, тежащ около 1,2 килограма,

which seems just right,

който изглежда съвсем по мярка

in a body of some 66 kilos,

в тяло от около 66 килограма,

which in my case is exactly right,

което в моя случай е абсолютно вярно,

which brings us to a very unsurprising

което ни довежда до едно съвсем не изненадващо

but still incredibly important conclusion:

и все пак невероятно важно заключение -

I am a primate.

аз съм примат.

And all of you are primates.

И всички вие сте примати.

And so was Darwin.

И Дарвин е бил такъв.

I love to think that Darwin would have really appreciated this.

Харесва ми да мисля, че Дарвин наистина би оценил това.

His brain, like ours,

Неговият мозък, както и нашите,

was made in the image of other primate brains.

е бил конструиран по подобие на други мозъци на примати.

So the human brain may be remarkable, yes,

Така че, човешкият мозък може да е забележителен, да,

but it is not special in its number of neurons.

но не е специален с броя на невроните си.

It is just a large primate brain.

Той просто е един голям мозък на примат.

I think that's a very humbling and sobering thought

Мисля, че това е една много смиряваща и отрезвяваща мисъл,

that should remind us of our place in nature.

която трябва да ни напомни за мястото ни в природата.

Why does it cost so much energy, then?

Защо, тогава, тя ни струва толкова много енергия?

Well, other people have figured out

Други хора са пресметнали

how much energy the human brain

колко енергия е нужна на човешкия мозък

and that of other species costs,

и на мозъците на други видове

and now that we knew how many neurons

и след като вече знаем от колко неврона

each brain was made of, we could do the math.

се състои всеки мозък, можем да направим изчисленията.

And it turns out that both human

Оказва се, че и човешкият

and other brains cost about the same,

и другите мозъци "струват" почти еднакво -

an average of six calories per billion neurons per day.

средно по шест калории на милиард неврона дневно.

So the total energetic cost of a brain

И така, общата енергийна цена на един мозък

is a simple, linear function

е проста, линейна функция

of its number of neurons,

на броя на невроните му

and it turns out that the human brain

и се оказва, че човешкият мозък

costs just as much energy as you would expect.

използва точно толкова енергия, колкото се очаква от него.

So the reason why the human brain

Затова, причината човешкият мозък

costs so much energy is simply because

да консумира толкова много енергия е просто защото

it has a huge number of neurons,

той има огромен брой неврони.

and because we are primates

И защото сме примати

with many more neurons for a given body size

с много повече неврони за тяло като нашето,

than any other animal,

от всяко друго животно,

the relative cost of our brain is large,

сравнителният разход за нашия мозък е голям,

but just because we're primates, not because we're special.

но само защото сме примати, не защото сме специални.

Last question, then:

И сега последния въпрос -

how did we come by this remarkable number of neurons,

как сме стигнали до това забележително число неврони

and in particular, if great apes

и по-специално, ако големите маймуни

are larger than we are,

са по-едри от нас,

why don't they have a larger brain than we do, with more neurons?

защо те нямат по-голям мозък от нашия, с повече неврони?

When we realized how much expensive it is

Когато разбрах колко "по-скъпо" е

to have a lot of neurons in the brain, I figured,

да имаш много неврони в мозъка, реших,

maybe there's a simple reason.

че може би има проста причина за това.

They just can't afford the energy

Те просто не могат да си позволят енергията

for both a large body and a large number of neurons.

и за двете - голямо тяло и голям брой неврони.

So we did the math.

Ние направихме изчисления.

We calculated on the one hand

От една страна пресметнахме

how much energy a primate gets per day

колко енергия получава един примат дневно

from eating raw foods,

от изяждането на сурови храни,

and on the other hand, how much energy

а от друга - колко енергия е необходима за поддържането

a body of a certain size costs

на тяло с определена големина

and how much energy a brain of a certain number of neurons costs,

и колко енергия е необходима на мозък с определен брой неврони.

and we looked for the combinations

Потърсихме комбинациите

of body size and number of brain neurons

от големина на тялото и брой мозъчни неврони,

that a primate could afford

които един примат би могъл да си позволи,

if it ate a certain number of hours per day.

ако яде определен брой часове дневно.

And what we found is that

И открихме, че

because neurons are so expensive,

понеже невроните са толкова скъпи,

there is a tradeoff between body size and number of neurons.

има размяна между телесни размери и брой неврони.

So a primate that eats eight hours per day

Един примат, който яде осем часа дневно

can afford at most 53 billion neurons,

може да си позволи най-много 53 милиарда неврона,

but then its body cannot be any bigger

но тогава тялото му не може да е по-голямо

than 25 kilos.

от 25 килограма.

To weigh any more than that,

За да тежи повече,

it has to give up neurons.

той трябва да се откаже от неврони.

So it's either a large body

И така - или голямо тяло,

or a large number of neurons.

или много на брой неврони.

When you eat like a primate,

Когато се храните като примат,

you can't afford both.

не можете да си позволите и двете.

One way out of this metabolic limitation

Едно спасение от това метаболично ограничение

would be to spend even more hours per day eating,

би било да прекарвате още повече часове дневно в ядене,

but that gets dangerous,

но това става опасно

and past a certain point, it's just not possible.

и отвъд определена точка просто не е възможно.

Gorillas and orangutans, for instance,

Горилите и орангутаните, например,

afford about 30 billion neurons

си позволяват около 30 милиарда неврона,

by spending eight and a half hours per day eating,

като прекарват осем и половина часа дневно в ядене

and that seems to be about as much as they can do.

и това, изглежда, е най-доброто, на което са способни.

Nine hours of feeding per day

Девет часа хранене на ден

seems to be the practical limit for a primate.

изглежда са практическият лимит за един примат.

What about us?

Ами ние?

With our 86 billion neurons

С нашите 86 милиарда неврона

and 60 to 70 kilos of body mass,

и 60-70 килограма телесна маса,

we should have to spend over nine hours

ние би трябвало да прекарваме над девет часа

per day every single day feeding,

дневно в хранене всеки божи ден,

which is just not feasible.

което просто не е възможно.

If we ate like a primate,

Ако ядяхме като примати,

we should not be here.

не трябваше да сме тук.

How did we get here, then?

Как сме стигнали дотук тогава?

Well, if our brain costs just as much energy

Е, ако нашият мозък се нуждае от толкова много енергия,

as it should, and if we can't spend

колкото би трябвало и ако не можем да прекарваме

every waking hour of the day feeding,

в хранене всеки светъл час на деня,

then the only alternative, really,

тогава единствената алтернатива, наистина,

is to somehow get more energy

е по някакъв начин да извличаме повече енергия

out of the same foods.

от същите храни.

And remarkably, that matches exactly

И забележителното е, че това съвпада точно

what our ancestors are believed to have invented

с откритието, което вярваме че нашите предци са направили

one and a half million years ago,

преди един и половина милиона години,

when they invented cooking.

когато са измислили готвенето.

To cook is to use fire

Готвенето означава използване на огън,

to pre-digest foods outside of your body.

за да се преработи предварително храната извън тялото.

Cooked foods are softer, so they're easier to chew

Готвените храни са по-меки, следователно по-лесни за сдъвкване

and to turn completely into mush in your mouth,

и за превръщане изцяло в каша в устата,

so that allows them to be completely digested

което позволява да бъдат напълно смелени

and absorbed in your gut,

и абсорбирани в червата,

which makes them yield much more energy in much less time.

което пък им дава възможност да отделят много повече енергия за много по-кратко време.

So cooking frees time for us to do

И така, готвенето ни освобождава време да правим

much more interesting things with our day

много по-интересни неща с деня си

and with our neurons

и с невроните си

than just thinking about food,

от това да мислим само за храна,

looking for food, and gobbling down food

търсене на храна и нагъване

all day long.

по цял ден.

So because of cooking, what once was

И така, благодарение на готвенето, това, което някога било

a major liability, this large,

основно задължение, толкова голямо -

dangerously expensive brain with a lot of neurons,

опасно скъп мозък с много неврони,

could now become a major asset,

успяло да се превърне във важен актив,

now that we could both afford the energy for a lot of neurons

щом сме били в състояние да си позволим и двете - енергията за много неврони

and the time to do interesting things with them.

и времето да правим с тях интересни неща.

So I think this explains why the human brain

Мисля, че това обяснява защо човешкият мозък

grew to become so large so fast in evolution,

е пораснал толкова много толкова бързо в еволюцията,

all of the while remaining just a primate brain.

през цялото време оставайки просто мозък на примат.

With this large brain now affordable by cooking,

С такъв голям мозък, вече достижим чрез готвенето,

we went rapidly from raw foods to culture,

сме изминали бързо пътя от суровите храни до културата,

agriculture, civilization, grocery stores,

земеделието, цивилизацията, бакалиите,

electricity, refrigerators,

електричеството, хладилниците,

all of those things that nowadays

всички тези неща, които днес

allow us to get all the energy we need

ни позволяват да получим всичката енергия, от която се нуждаем

for the whole day in a single sitting

за целия ден с едно сядане

at your favorite fast food joint.

в любимия ни ресторант за бързо хранене.

So what once was a solution

Това, което някога е било решение,

now became the problem,

сега се превърна в проблем

and ironically, we look for the solution in raw food.

и по ирония, ние търсим решението в суровата храна.

So what is the human advantage?

И така, какво е човешкото превъзходство?

What is it that we have

Какво е това, което имаме

that no other animal has?

и което никое друго животно няма?

My answer is that we have the largest number

Моят отговор е, че имаме най-големия брой

of neurons in the cerebral cortex,

неврони в мозъчната кора

and I think that's the simplest explanation

и мисля, че това е най-простото обяснение

for our remarkable cognitive abilities.

за забележителните ни познавателни способности.

And what is it that we do that no other animal does,

Какво е това, което правим, а никое друго животно не прави

and which I believe was fundamental

и което, вярвам, е основната причина

to allow us to reach that large,

да си позволим да достигнем този голям,

largest number of neurons in the cortex?

най-големият брой неврони в мозъчната кора?

In two words, we cook.

С две думи - ние готвим.

No other animal cooks its food. Only humans do.

Никое друго животно не готви храната си. Само хората го правят.

And I think that's how we got to become human.

И мисля, че по този начин сме станали хора.

Studying the human brain changed the way I think about food.

Изучаването на човешкия мозък промени начина, по който гледам на храната.

I now look at my kitchen,

Сега поглеждам кухнята си

and I bow to it,

и ѝ се покланям

and I thank my ancestors for coming up

и благодаря на предците си, че са направили

with the invention that probably made us humans.

откритието, което вероятно ни е направило хора.

Thank you very much.

Много ви благодаря.

(Applause)

(Аплодисменти)