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

Translator: Blanca Busquets Reviewer: Judit Piñol (Amara Staff)

What is so special about the human brain?

Què és el que fa el cervell humà tan especial?

Why is it that we study other animals

Com és que estudiem altres animals

instead of them studying us?

i ells no ens estudien a nosaltres?

What does a human brain have or do

Què té o fa un cervell humà

that no other brain does?

que no tingui o faci cap altre?

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

Quan aquestes preguntes em van començar a interessar fa 10 anys,

scientists thought they knew what different brains were made of.

els científics creien que sabien de què estaven fets els diferents cervells.

Though it was based on very little evidence,

Encara que es basaven en poques evidencies,

many scientists thought that all mammalian brains,

molts científics creien que tots els cervells de mamífers,

including the human brain,

incloent el cervell humà,

were made in the same way,

estaven fets de la mateixa manera:

with a number of neurons that was always

amb un nombre de neurones que sempre

proportional to the size of the brain.

era proporcional a la mida del cervell.

This means that two brains of the same size,

Això vol dir que dos cervells de la mateixa mida,

like these two, with a respectable 400 grams,

com aquests dos, amb els seus 400 grams,

should have similar numbers of neurons.

haurien de tenir un nombre similar de neurones.

Now, if neurons are the functional

Bé, si les neurones són les unitats

information processing units of the brain,

funcionals de processament d'informació del cervell,

then the owners of these two brains

els propietaris d'aquests dos cervells

should have similar cognitive abilities.

haurien de tenir habilitats cognitives semblants.

And yet, one is a chimp,

No obstant, un és d'un ximpanzé

and the other is a cow.

i l'altre d'una vaca.

Now maybe cows have a really rich

Bé, potser les vaques tenen una vida

internal mental life and are so smart

interior molt rica i són tan llestes

that they choose not to let us realize it,

que prefereixen que no ens en adonem,

but we eat them.

però ens les mengem.

I think most people will agree

Em sembla que molta gent hi estarà d'acord,

that chimps are capable of much more complex,

els ximpanzés són capaços de comportaments

elaborate and flexible behaviors than cows are.

molt més complexes, elaborats i flexibles que les vaques.

So this is a first indication that the

Així que aquesta és una primera indicació que

"all brains are made the same way" scenario

el supòsit "tots els cervells estan fets de la mateixa manera"

is not quite right.

no és gaire encertat.

But let's play along.

Però seguim la veta.

If all brains were made the same way

Si tots els cervells estiguessin fets de la mateixa manera

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

i fos possible comparar animals amb cervells de diferents mides,

larger brains should always have more neurons

els cervells més grans sempre haurien de tenir més neurones

than smaller brains, and the larger the brain,

que els petits, i com més gran fos el cervell,

the more cognitively able its owner should be.

més habilitats cognitives tindria el propietari.

So the largest brain around should also be

Així que el cervell més gran que hi ha

the most cognitively able.

hauria de ser el més capaç cognitivament.

And here comes the bad news:

I ara vénen les males noticies:

Our brain, not the largest one around.

El nostre cervell no és el més gran.

It seems quite vexing.

Sembla una mica empipador.

Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,

El nostre cervell pesa entre 1.2 i 1.5 quilos,

but elephant brains weigh between four and five kilos,

però el cervell d'un elefant pesa entre 4 i 5 quilos,

and whale brains can weigh up to nine kilos,

i el cervell d'una balena pot arribar a pesar 9 quilos,

which is why scientists used to resort to saying

aquesta és la raó per la que els científics acabaven dient

that our brain must be special

que el nostre cervell havia de ser especial

to explain our cognitive abilities.

per explicar les nostres habilitats cognitives.

It must be really extraordinary,

Havia de ser realment extraordinari,

an exception to the rule.

una excepció de la regla.

Theirs may be bigger, but ours is better,

Els seus potser són més grans, però el nostre és millor,

and it could be better, for example,

i podria ser encara millor, per exemple,

in that it seems larger than it should be,

sembla que és més gran del que hauria de ser,

with a much larger cerebral cortex than we should have

que té una escorça cerebral més gran del que hauria de tenir

for the size of our bodies.

per la mida dels nostres cossos.

So that would give us extra cortex

Això ens donaria escorça cerebral addicional

to do more interesting things than just operating the body.

per fer coses més interessants a part de fer funcionar el cos.

That's because the size of the brain

Això és així perquè la mida del cervell

usually follows the size of the body.

normalment està relacionada amb la mida del cos.

So the main reason for saying that

La raó principal per dir que

our brain is larger than it should be

el nostre cervell és més gran del que hauria de ser

actually comes from comparing ourselves

ve en realitat de comparar-nos

to great apes.

amb altres homínids.

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

Els goril·les poden arribar a ser 2 o 3 cops més grans que nosaltres,

so their brains should also be larger than ours,

per tant els seus cervells haurien de ser més grans,

but instead it's the other way around.

però passa el contrari.

Our brain is three times larger than a gorilla brain.

El nostre cervell és 3 cops més gran que el d'un goril·la.

The human brain also seems special

El cervell humà també sembla especial

in the amount of energy that it uses.

per la quantitat d'energia que fa servir.

Although it weighs only two percent of the body,

Encara que només representa el 2% del pes corporal,

it alone uses 25 percent of all the energy

fa servir el 25% de l'energia

that your body requires to run per day.

que el cos necessita en un dia.

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

Això vol dir 500 calories d'un total de 2.000,

just to keep your brain working.

només per tenir el cervell funcionant.

So the human brain is larger than it should be,

Així que el cervell humà és més gran del que hauria de ser,

it uses much more energy than it should,

fa servir molta més energia de la que hauria de fer servir,

so it's special.

i, per tant, és especial.

And this is where the story started to bother me.

I aquí és quan la història em va començar a molestar.

In biology, we look for rules

En la biologia, busquem regles

that apply to all animals and to life in general,

que s'apliquin a tots els animals i a la vida en general,

so why should the rules of evolution

així que per què les regles de l'evolució

apply to everybody else but not to us?

s'haurien d'aplicar a tots menys a nosaltres?

Maybe the problem was with the basic assumption

Potser hi havia un problema amb la assumpció bàsica

that all brains are made in the same way.

que tots els cervells estan fets de la mateixa manera.

Maybe two brains of a similar size

Potser dos cervells d'una mida similar

can actually be made of very different numbers of neurons.

poden en realitat estar formats per nombres de neurones molt diferents.

Maybe a very large brain

Potser un cervell molt gran

does not necessarily have more neurons

no té necessàriament més neurones

than a more modest-sized brain.

que un cervell d'una mida més modesta.

Maybe the human brain actually has the most neurons

Potser, de fet, el cervell humà és el cervell amb més

of any brain, regardless of its size,

neurones, malgrat la mida que té,

especially in the cerebral cortex.

i especialment en té moltes a l'escorça cerebral.

So this to me became

Així que per a mi, aquesta

the important question to answer:

es va convertir en la pregunta que havia de resoldre:

how many neurons does the human brain have,

quantes neurones té el cervell humà,

and how does that compare to other animals?

i quina és la comparació amb altres animals?

Now, you may have heard or read somewhere

Bé, potser heu sentit o llegit en algun lloc

that we have 100 billion neurons,

que tenim 100 mil milions de neurones,

so 10 years ago, I asked my colleagues

així que fa 10 anys, vaig preguntar als meus companys

if they knew where this number came from.

si sabien d'on sortia aquest número.

But nobody did.

Però no ho sabien.

I've been digging through the literature

He estat investigant la literatura

for the original reference for that number,

buscant la referència original d'on ve aquest número,

and I could never find it.

i no l'he pogut trobar.

It seems that nobody had actually ever counted

Sembla que ningú ha arribat a comptar

the number of neurons in the human brain,

el nombre de neurones que hi ha en un cervell humà,

or in any other brain for that matter.

o en qualsevol altre cervell.

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

Així que vaig elaborar una manera de comptar cèl·lules al cervell,

and it essentially consists of

i essencialment consisteix en

dissolving that brain into soup.

convertir el cervell en una sopa.

It works like this:

Funciona així:

You take a brain, or parts of that brain,

S'agafa el cervell, o parts d'aquest cervell,

and you dissolve it in detergent,

i es dissol en detergent,

which destroys the cell membranes

que destrueix les membranes de les cèl·lules

but keeps the cell nuclei intact,

però conserva els nuclis intactes,

so you end up with a suspension of free nuclei

i el resultat és una suspensió de nuclis lliures

that looks like this,

que té aquest aspecte,

like a clear soup.

com una sopa clara.

This soup contains all the nuclei

Aquesta sopa conté tots els nuclis

that once were a mouse brain.

que un dia van formar el cervell d'un ratolí.

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

Ara bé, la bellesa d'una sopa és que com que és sopa,

you can agitate it and make those nuclei

es pot sacsejar i fer que tots aquests nuclis

be distributed homogeneously in the liquid,

es distribueixin homogèniament dins el líquid.

so that now by looking under the microscope

Així que ara, mirant amb un microscopi

at just four or five samples of this homogeneous solution,

només 4 o 5 mostres d'aquesta solució homogènia,

you can count nuclei, and therefore tell

es poden comptar els nuclis, i, per tant, dir

how many cells that brain had.

quantes cèl·lules tenia aquest cervell.

It's simple, it's straightforward,

És simple, és directe

and it's really fast.

i és molt ràpid.

So we've used that method to count neurons

Així que hem fet servir aquests mètode per comptar neurones

in dozens of different species so far,

de dotzenes d'espècies diferents fins ara,

and it turns out that all brains

i resulta que tots els cervells

are not made the same way.

no estan fets de la mateixa manera.

Take rodents and primates, for instance:

Fixem-nos en els rosegadors i els primats, per exemple:

In larger rodent brains, the average size

En els cervells de rosegadors grans, la mida mitjana

of the neuron increases,

de les neurones augmenta,

so the brain inflates very rapidly

així que el cervell creix veloçment

and gains size much faster than it gains neurons.

i guanya grandària més ràpidament que neurones.

But primate brains gain neurons

Però els cervells dels primats augmenten en neurones

without the average neuron becoming any larger,

sense que aquests es facin més grans,

which is a very economical way

una manera molt econòmica

to add neurons to your brain.

d'afegir neurones al cervell.

The result is that a primate brain

El resultat és que un cervell de primat

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

tindrà sempre més neurones que un cervell de rosegador de la mateixa mida,

and the larger the brain,

i com més gran sigui el cervell,

the larger this difference will be.

més gran serà la diferència.

Well, what about our brain then?

Bé, i què n'hi ha del nostre cervell?

We found that we have, on average,

Hem descobert que tenim, de mitjana,

86 billion neurons,

86 mil milions de neurones,

16 billion of which are in the cerebral cortex,

16 mil milions d'elles es troben a l'escorça cerebral.

and if you consider that the cerebral cortex

i si considereu que l'escorça cerebral

is the seat of functions like

és la seu de funcions com

awareness and logical and abstract reasoning,

la consciència i el raonament lògic i abstracte,

and that 16 billion is the most neurons

i que 16 mil milions és el nombre màxim de neurones

that any cortex has,

que hi ha en una escorça cerebral,

I think this is the simplest explanation

crec que aquesta és l'explicació més simple

for our remarkable cognitive abilities.

per les nostres habilitats cognitives tan extraordinàries.

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

Però això és tan important com el significat de les 86 mil milions de neurones.

Because we found that the relationship

Com que hem descobert que la relació

between the size of the brain and its number of neurons

entre la mida de cervell i el nombre de neurones

could be described mathematically,

es pot descriure matemàticament,

we could calculate what a human brain

podríem calcular com seria un cervell humà

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

si estigués fet de la mateixa manera que el cervell d'un rosegador.

So, a rodent brain with 86 billion neurons

Per tant, un cervell de rosegador amb 86 mil milions de neurones

would weigh 36 kilos.

pesaria 36 quilos.

That's not possible.

Això no és possible.

A brain that huge would be crushed

Un cervell així de gros s'aixafaria

by its own weight,

pel seu propi pes,

and this impossible brain would go

i aquest cervell impossible pertanyeria

in the body of 89 tons.

a un cos de 89 tones.

I don't think it looks like us.

Em sembla que no s'assembla a nosaltres.

So this brings us to a very important conclusion already,

Això ens porta a una conclusió ja molt important,

which is that we are not rodents.

que és que no som rosegadors.

The human brain is not a large rat brain.

El cervell humà no és un cervell de rata gran.

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

Comparant-nos amb una rata podem semblar especials, sí,

but that's not a fair comparison to make,

però no és una comparació justa,

given that we know that we are not rodents.

ja que sabem que no som rosegadors.

We are primates,

Som primats,

so the correct comparison is to other primates.

així que la comparació correcta és amb altres primats.

And there, if you do the math,

I aquí, si ho calculeu,

you find that a generic primate

descobriu que un primat genèric

with 86 billion neurons

amb 86 mil milions de neurones

would have a brain of about 1.2 kilos,

tindria un cervell de més o menys 1.2 quilos,

which seems just right,

que encaixa

in a body of some 66 kilos,

en un cos d'uns 66 quilos,

which in my case is exactly right,

en el meu cas això és completament cert.

which brings us to a very unsurprising

Això ens porta a una conclusió

but still incredibly important conclusion:

molt poc sorprenent però increïblement important:

I am a primate.

sóc un primat.

And all of you are primates.

I tots vosaltres sou primats.

And so was Darwin.

I també ho era Darwin.

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

M'agrada pensar que Darwin apreciaria molt això.

His brain, like ours,

El seu cervell, com el nostre,

was made in the image of other primate brains.

estava fet igual que el cervell d'altres primats.

So the human brain may be remarkable, yes,

Així que el cervell humà pot ser extraordinari, sí,

but it is not special in its number of neurons.

però no és especial en el nombre de neurones que té.

It is just a large primate brain.

Només és un cervell gran de primat.

I think that's a very humbling and sobering thought

Crec que aquest és un pensament humil, que fa reflexionar

that should remind us of our place in nature.

i que ens hauria de recordar el lloc que ocupem dins la naturalesa.

Why does it cost so much energy, then?

Llavors per què necessita tanta energia?

Well, other people have figured out

Bé, altra gent ha descobert

how much energy the human brain

quanta energia gasta el

and that of other species costs,

cervell humà i el d'altres espècies,

and now that we knew how many neurons

i ara que sabem quantes neurones

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

té cada cervell, podríem calcular-ho.

And it turns out that both human

I resulta que tant el cervell humà

and other brains cost about the same,

com altres cervells gasten més o menys el mateix,

an average of six calories per billion neurons per day.

una mitjana de sis calories per cada mil milions de neurones per dia.

So the total energetic cost of a brain

Així que el cost energètic total d'un cervell

is a simple, linear function

és una funció simple i lineal

of its number of neurons,

del nombre de neurones que té,

and it turns out that the human brain

i resulta que el cervell humà

costs just as much energy as you would expect.

gasta tanta energia com s'espera.

So the reason why the human brain

Així que la raó per la que el cervell humà

costs so much energy is simply because

gasta tanta energia és simplement que

it has a huge number of neurons,

té un nombre grandiós de neurones,

and because we are primates

i com que som primats

with many more neurons for a given body size

amb moltes més neurones per una mida de cos determinada

than any other animal,

que qualsevol altre animal,

the relative cost of our brain is large,

el cost relatiu del nostre cervell és gran,

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

però només perquè som primats, no perquè siguem especials.

Last question, then:

L'última pregunta, llavors:

how did we come by this remarkable number of neurons,

com vam aconseguir aquest nombre extraordinari de neurones

and in particular, if great apes

i en particular, si altres homínids

are larger than we are,

són més grans que nosaltres,

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

per què no tenen un cervell més gran i amb més neurones?

When we realized how much expensive it is

Quan ens va adonar com de costós és

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

tenir un munt de neurones al cervell, vaig pensar que

maybe there's a simple reason.

potser hi ha una raó ben simple.

They just can't afford the energy

Simplement no es poden permetre l'energia

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

per un cos gran i un nombre elevat de neurones.

So we did the math.

Així que vam calcular-ho.

We calculated on the one hand

Per una banda, vam calcular

how much energy a primate gets per day

quanta energia aconsegueix cada dia un primar

from eating raw foods,

ingerint menjar cru,

and on the other hand, how much energy

i per altra banda, quanta energia

a body of a certain size costs

necessita un cos d'una certa mida

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

i quanta energia necessita un cervell amb un cert nombre de neurones,

and we looked for the combinations

i vam buscar les combinacions

of body size and number of brain neurons

de mida corporal i nombre de neurones

that a primate could afford

que un primat es pogués permetre

if it ate a certain number of hours per day.

si mengés durant un cert nombre d'hores cada dia.

And what we found is that

I el que vam descobrir és que

because neurons are so expensive,

com que les neurones necessiten tanta energia,

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

hi ha una compensació entre mida corporal i nombre de neurones.

So a primate that eats eight hours per day

Així que un primat que menja 8 hores cada dia

can afford at most 53 billion neurons,

es pot permetre com a màxim 53 mil milions de neurones,

but then its body cannot be any bigger

però llavors el seu cos no pot

than 25 kilos.

superar els 25 quilos.

To weigh any more than that,

Per pesar més,

it has to give up neurons.

ha de perdre neurones.

So it's either a large body

Així que és o tenir un cos gran

or a large number of neurons.

o tenir un nombre elevat de neurones.

When you eat like a primate,

Si t'alimentes com un primat,

you can't afford both.

no pots permetre't ambdues coses.

One way out of this metabolic limitation

Una manera de sortir d'aquesta limitació metabòlica

would be to spend even more hours per day eating,

seria passar-se més hores del dia menjant,

but that gets dangerous,

però això és perillós,

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

i arribats a un cert punt, no és possible.

Gorillas and orangutans, for instance,

Els goril·les i els orangutans, per exemple,

afford about 30 billion neurons

poden tenir al voltant de 30 mil milions de neurones

by spending eight and a half hours per day eating,

menjant 8 hores i mitja cada dia,

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

i sembla que això és el màxim que poden fer.

Nine hours of feeding per day

Sembla que 9 hores alimentant-se

seems to be the practical limit for a primate.

és el límit pràctic d'un primat.

What about us?

I què n'hi ha de nosaltres?

With our 86 billion neurons

Amb les nostres 86 mil milions de neurones

and 60 to 70 kilos of body mass,

i de 60 a 70 quilos de massa corporal,

we should have to spend over nine hours

hauríem de passar-nos unes 9 hores

per day every single day feeding,

cada dia menjant,

which is just not feasible.

cosa que no és viable.

If we ate like a primate,

Si mengéssim com un primat,

we should not be here.

no seriem aquí.

How did we get here, then?

Com hem arribat aquí, doncs?

Well, if our brain costs just as much energy

Bé, si el nostre cervell gasta tanta energia

as it should, and if we can't spend

com hauria de gastar, i si no podem passar

every waking hour of the day feeding,

totes les hores del dia menjant,

then the only alternative, really,

realment l'única alternativa

is to somehow get more energy

és, d'alguna manera, aconseguir més energia

out of the same foods.

del mateix menjar.

And remarkably, that matches exactly

I extraordinàriament, això coincideix

what our ancestors are believed to have invented

amb el que suposadament van inventar els nostres avantpassats

one and a half million years ago,

fa un milió i mig d'anys,

when they invented cooking.

quan van començar a cuinar.

To cook is to use fire

Cuinar és fer servir foc

to pre-digest foods outside of your body.

per pre-digerir aliments fora del nostre cos.

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

Els aliments cuinats són més tous, així que són més fàcils de mastegar

and to turn completely into mush in your mouth,

i de convertir en una pasta dins la boca,

so that allows them to be completely digested

això ens permet digerir-los

and absorbed in your gut,

i absorbir-los completament a l'intestí

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

i així ens donen molta més energia en molt menys temps.

So cooking frees time for us to do

Cuinar ens dóna temps lliure

much more interesting things with our day

per fer coses molt més interessants amb el nostre dia

and with our neurons

i amb les nostres neurones

than just thinking about food,

que pensar en menjar,

looking for food, and gobbling down food

buscar menjar i endrapar

all day long.

tot el dia.

So because of cooking, what once was

Gràcies a cuinar, el que un cop va ser

a major liability, this large,

una càrrega, aquest cervell

dangerously expensive brain with a lot of neurons,

gran i perillosament costós amb un munt de neurones,

could now become a major asset,

es podia convertir ara en un avantatge,

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

ara que ens podíem permetre tant l'energia per un munt de neurones

and the time to do interesting things with them.

com el temps per fer coses interessants amb elles.

So I think this explains why the human brain

Així que em sembla que això explica per què el cervell humà

grew to become so large so fast in evolution,

va evolucionar tant i tan ràpid,

all of the while remaining just a primate brain.

mentre seguia sent només un cervell de primat.

With this large brain now affordable by cooking,

Amb aquest cervell tan gran que ens podíem permetre gràcies a cuinar,

we went rapidly from raw foods to culture,

vam passar ràpidament d'aliments crus a la cultura,

agriculture, civilization, grocery stores,

agricultura, civilització, botigues,

electricity, refrigerators,

electricitat, neveres,

all of those things that nowadays

i totes les coses que avui

allow us to get all the energy we need

ens permeten aconseguir tota l'energia que necessitem

for the whole day in a single sitting

per tot el dia només amb un àpat

at your favorite fast food joint.

al teu restaurant de menjar ràpid preferit.

So what once was a solution

Així que el que un dia va ser una solució

now became the problem,

ara es converteix en el problema,

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

i irònicament, busquem la solució en els aliments crus.

So what is the human advantage?

Així que quin és l'avantatge humà?

What is it that we have

Què és el que tenim

that no other animal has?

que no tenen altres animals?

My answer is that we have the largest number

La meva resposta és que tenim el nombre més gran

of neurons in the cerebral cortex,

de neurones a l'escorça cerebral,

and I think that's the simplest explanation

i em sembla que aquesta és l'explicació més simple

for our remarkable cognitive abilities.

per les nostres habilitats cognitives extraordinàries.

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

I què fem que altres animals no facin

and which I believe was fundamental

i que penso que va ser fonamental

to allow us to reach that large,

per aconseguir aquest nombre

largest number of neurons in the cortex?

tan gran de neurones a l'escorça cerebral?

In two words, we cook.

En una paraula, cuinem.

No other animal cooks its food. Only humans do.

No hi ha cap altre animal que cuini. Només ho fan els humans.

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

I em sembla que això és el que ens va fer humans.

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

Estudiar el cervell humà m'ha canviat la manera de veure el menjar.

I now look at my kitchen,

Ara miro la meva cuina

and I bow to it,

i li faig una reverència,

and I thank my ancestors for coming up

i dono gràcies als meus avantpassats per empescar-se

with the invention that probably made us humans.

l'invent que probablement ens va fer humans.

Thank you very much.

Moltes gràcies.

(Applause)

(Aplaudiment)