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

Suzana Herculano-Houzel: O que o cérebro humano tem de tão especial?

Tradutor: Viviane Ferraz Matos Revisor: Nadja Nathan

What is so special about the human brain?

O que o cérebro humano tem de tão especial?

Why is it that we study other animals

Por que nós estudamos outros animais

instead of them studying us?

em vez de eles nos estudarem?

What does a human brain have or do

O que o cérebro humano tem ou faz

that no other brain does?

a mais que os outros?

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

Quando me interessei por essas questões 10 anos atrás,

scientists thought they knew what different brains were made of.

cientistas pensavam saber de que eram feitos os cérebros.

Though it was based on very little evidence,

Mesmo com base em pouca evidência,

many scientists thought that all mammalian brains,

pensavam que o cérebro dos mamíferos,

including the human brain,

incluindo o humano,

were made in the same way,

fosse feito do mesmo modo,

with a number of neurons that was always

com número de neurônios sempre

proportional to the size of the brain.

proporcional ao tamanho do cérebro.

This means that two brains of the same size,

Isto é, dois cérebros de mesmo tamanho,

like these two, with a respectable 400 grams,

como estes, com respeitáveis 400 gramas,

should have similar numbers of neurons.

deveriam ter número similar de neurônios.

Now, if neurons are the functional

Se neurônios são unidades funcionais

information processing units of the brain,

de processamento de informação do cérebro,

then the owners of these two brains

então, os donos desses cérebros

should have similar cognitive abilities.

deveriam ter habilidades cognitivas semelhantes.

And yet, one is a chimp,

No entanto, um é um chimpanzé,

and the other is a cow.

e o outro, uma vaca.

Now maybe cows have a really rich

Quem sabe vacas têm uma vida

internal mental life and are so smart

mental tão rica e são tão espertas

that they choose not to let us realize it,

que preferem que não saibamos disso,

but we eat them.

mas nós as comemos.

I think most people will agree

Penso que muitos concordam

that chimps are capable of much more complex,

que chimpanzés são capazes de agir

elaborate and flexible behaviors than cows are.

de forma muito mais complexa, elaborada e flexível do que vacas.

So this is a first indication that the

Então, esse é o primeiro indício

"all brains are made the same way" scenario

de que: "cérebros são feitos do mesmo modo",

is not quite right.

não está correto.

But let's play along.

Mas, continuemos.

If all brains were made the same way

Se todos fossem feitos do mesmo modo,

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

e se comparássemos animais com cérebros de tamanhos diferentes,

larger brains should always have more neurons

cérebros maiores deveriam ter mais neurônios

than smaller brains, and the larger the brain,

do que menores, e quanto maior o cérebro,

the more cognitively able its owner should be.

maior a capacidade cognitiva do seu dono.

So the largest brain around should also be

Então, o maior cérebro de todos

the most cognitively able.

deveria ser o mais cognitivamente capaz.

And here comes the bad news:

E aqui vem a má notícia:

Our brain, not the largest one around.

Nosso cérebro não é o maior de todos.

It seems quite vexing.

É um paradoxo.

Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,

Nosso cérebro pesa de 1,2 kg a 1,5 kg,

but elephant brains weigh between four and five kilos,

mas o de elefante pesa de 4 kg a 5 kg,

and whale brains can weigh up to nine kilos,

e o de baleia pode chegar a 9 kg,

which is why scientists used to resort to saying

e é por isso que os cientistas diziam

that our brain must be special

que nosso cérebro tem que ser especial

to explain our cognitive abilities.

para explicar nossa capacidade cognitiva.

It must be really extraordinary,

Ele tem ser realmente extraordinário,

an exception to the rule.

uma exceção à regra.

Theirs may be bigger, but ours is better,

O deles pode ser maior, mas o nosso é melhor,

and it could be better, for example,

e poderia ser melhor, por exemplo,

in that it seems larger than it should be,

no que parece maior do que deveria,

with a much larger cerebral cortex than we should have

com um córtex cerebral muito maior do que deveríamos ter

for the size of our bodies.

para o tamanho do nosso corpo.

So that would give us extra cortex

Assim teríamos córtex sobrando

to do more interesting things than just operating the body.

para fazer coisas mais interessantes além de comandar o corpo.

That's because the size of the brain

Isso por que o tamanho do cérebro

usually follows the size of the body.

costuma seguir o do corpo.

So the main reason for saying that

Portanto, o principal motivo de dizer

our brain is larger than it should be

que nosso cérebro é maior do que deveria,

actually comes from comparing ourselves

vem de nos compararmos

to great apes.

aos grandes macacos.

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

Gorilas podem ser duas a três vezes maiores que nós,

so their brains should also be larger than ours,

e o cérebro deles deveria ser maior que o nosso,

but instead it's the other way around.

no entanto, é o contrário.

Our brain is three times larger than a gorilla brain.

Nosso cérebro é 3 vezes maior que o de gorila.

The human brain also seems special

O cérebro humano também parece especial

in the amount of energy that it uses.

no consumo de energia.

Although it weighs only two percent of the body,

Embora pese apenas 2% do corpo,

it alone uses 25 percent of all the energy

ele consome 25% de toda energia

that your body requires to run per day.

usada pelo corpo por dia.

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

São 500 calorias de um total de 2 mil,

just to keep your brain working.

só para manter o cérebro funcionando.

So the human brain is larger than it should be,

Então, o cérebro humano é maior do que deveria ser,

it uses much more energy than it should,

usa muito mais energia do que deveria,

so it's special.

portanto, é especial.

And this is where the story started to bother me.

E aqui a história começou a me incomodar.

In biology, we look for rules

Na biologia, buscamos regras

that apply to all animals and to life in general,

que se apliquem aos animais e à vida em geral,

so why should the rules of evolution

então, por que as leis da evolução

apply to everybody else but not to us?

se aplicam a todos, exceto a nós?

Maybe the problem was with the basic assumption

Talvez o problema estivesse na premissa

that all brains are made in the same way.

de que cérebros eram feitos do mesmo modo.

Maybe two brains of a similar size

Talvez dois cérebros de mesmo tamanho

can actually be made of very different numbers of neurons.

pudessem ser formados com número diferente de neurônios.

Maybe a very large brain

Talvez um cérebro muito grande

does not necessarily have more neurons

não contivesse mais neurônios

than a more modest-sized brain.

do que um de tamanho mais modesto.

Maybe the human brain actually has the most neurons

Talvez o humano contivesse mais neurônios

of any brain, regardless of its size,

do que os outros, independente do tamanho,

especially in the cerebral cortex.

especialmente no córtex cerebral.

So this to me became

Então, para mim, esta se tornou

the important question to answer:

a questão mais importante:

how many neurons does the human brain have,

quantos neurônios o cérebro humano tem,

and how does that compare to other animals?

e como isso se compara a outros animais?

Now, you may have heard or read somewhere

Talvez vocês tenham ouvido falar

that we have 100 billion neurons,

que temos 100 bilhões de neurônios,

so 10 years ago, I asked my colleagues

então, 10 anos atrás, perguntei aos colegas

if they knew where this number came from.

se sabiam de onde veio esse valor.

But nobody did.

Mas ninguém sabia.

I've been digging through the literature

Pesquisei na literatura,

for the original reference for that number,

a origem desse número,

and I could never find it.

e nada encontrei.

It seems that nobody had actually ever counted

Parece que ninguém havia contado,

the number of neurons in the human brain,

o número de neurônios em humanos,

or in any other brain for that matter.

ou em qualquer outro ser.

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

Então, criei meu próprio modo de contar células no cérebro,

and it essentially consists of

e ele consiste

dissolving that brain into soup.

em transformar o cérebro em sopa.

It works like this:

Funciona assim:

You take a brain, or parts of that brain,

Você pega um cérebro, ou partes dele,

and you dissolve it in detergent,

e o dissolve em um detergente,

which destroys the cell membranes

que destrói as membranas celulares

but keeps the cell nuclei intact,

mas mantém intactos os núcleos celulares,

so you end up with a suspension of free nuclei

obtendo uma suspensão de núcleos livres

that looks like this,

como esta,

like a clear soup.

como um caldo claro.

This soup contains all the nuclei

Esta sopa contém todos os núcleos

that once were a mouse brain.

que já foram um cérebro de rato.

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

A beleza da sopa é que, por ser uma sopa,

you can agitate it and make those nuclei

você pode agitá-la e fazer esses núcleos

be distributed homogeneously in the liquid,

se distribuírem homogeneamente no líquido,

so that now by looking under the microscope

de modo que observando ao microscópio

at just four or five samples of this homogeneous solution,

apenas 4 ou 5 amostras dessa solução,

you can count nuclei, and therefore tell

você pode contar os núcleos, e dizer

how many cells that brain had.

o número de células desse cérebro.

It's simple, it's straightforward,

É simples, direto,

and it's really fast.

e muito rápido.

So we've used that method to count neurons

Usamos esse método para contar neurônios

in dozens of different species so far,

de dúzias de espécies diferentes,

and it turns out that all brains

e concluímos que os cérebros

are not made the same way.

não são construídos da mesma forma.

Take rodents and primates, for instance:

Consideremos roedores e primatas:

In larger rodent brains, the average size

Nos cérebros maiores dos roedores, o tamanho médio

of the neuron increases,

de neurônios aumenta,

so the brain inflates very rapidly

então o cérebro infla rapidamente

and gains size much faster than it gains neurons.

e aumenta de tamanho mais rápido do que ganha neurônios.

But primate brains gain neurons

O de primata ganha neurônios

without the average neuron becoming any larger,

sem que o tamanho dos neurônios aumente,

which is a very economical way

em um modo econômico

to add neurons to your brain.

de o cérebro ganhar neurônios.

The result is that a primate brain

Resultado: o cérebro de primata

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

terá sempre mais neurônios que o de roedor de tamanho igual,

and the larger the brain,

e quanto maior o cérebro,

the larger this difference will be.

maior a diferença.

Well, what about our brain then?

Então, e o nosso cérebro?

We found that we have, on average,

Descobrimos que temos, em média,

86 billion neurons,

86 bilhões de neurônios,

16 billion of which are in the cerebral cortex,

16 bilhões no córtex cerebral,

and if you consider that the cerebral cortex

e se considerarmos que o córtex cerebral

is the seat of functions like

é a sede de funções como

awareness and logical and abstract reasoning,

consciência, raciocínio lógico e abstrato,

and that 16 billion is the most neurons

e que 16 bilhões são o máximo de neurônios

that any cortex has,

de um córtex,

I think this is the simplest explanation

essa é a explicação mais simples

for our remarkable cognitive abilities.

para nossa notável capacidade cognitiva.

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

Igualmente importante é o significado dos 86 bilhões de neurônios.

Because we found that the relationship

Por termos descoberto que a relação

between the size of the brain and its number of neurons

entre o tamanho do cérebro e o número de neurônios

could be described mathematically,

poderia ser descrito matematicamente,

we could calculate what a human brain

pudemos calcular como o cérebro humano

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

seria se fosse como o de roedor.

So, a rodent brain with 86 billion neurons

O cérebro de um roedor com 86 bilhões de neurônios

would weigh 36 kilos.

pesaria 36 kg.

That's not possible.

O que seria impossível.

A brain that huge would be crushed

Um cérebro tão grande seria esmagado

by its own weight,

pelo próprio peso,

and this impossible brain would go

e esse cérebro impossível

in the body of 89 tons.

estaria em um corpo de 89 toneladas.

I don't think it looks like us.

Acho que não se parece conosco.

So this brings us to a very important conclusion already,

O que nos leva a uma conclusão importante:

which is that we are not rodents.

não somos roedores.

The human brain is not a large rat brain.

O cérebro humano não é um cérebro grande de rato.

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

Comparado a um rato, podemos parecer especiais,

but that's not a fair comparison to make,

mas a comparação é injusta,

given that we know that we are not rodents.

pois não somos roedores.

We are primates,

Somos primatas,

so the correct comparison is to other primates.

então, o certo é comparar a outros primatas.

And there, if you do the math,

E se você fizer as contas,

you find that a generic primate

descobrirá que um primata qualquer

with 86 billion neurons

com 86 bilhões de neurônios

would have a brain of about 1.2 kilos,

teria o cérebro de 1,2 kg,

which seems just right,

o que parece correto

in a body of some 66 kilos,

em um corpo de 66 kg,

which in my case is exactly right,

o que é exatamente meu caso,

which brings us to a very unsurprising

nos levando a uma conclusão

but still incredibly important conclusion:

nada surpreendente mas incrivelmente importante:

I am a primate.

Eu sou um primata.

And all of you are primates.

Todos vocês são primatas.

And so was Darwin.

E Darwin também era.

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

Adoro pensar que Darwin teria gostado muito disso.

His brain, like ours,

O cérebro dele, assim como o nosso,

was made in the image of other primate brains.

foi feito à imagem de outros cérebros de primata.

So the human brain may be remarkable, yes,

Portanto, o cérebro humano é notável,

but it is not special in its number of neurons.

mas não é especial quanto ao número de neurônios.

It is just a large primate brain.

É apenas um cérebro grande de primata.

I think that's a very humbling and sobering thought

Acho que é um pensamento muito humilde e sensato,

that should remind us of our place in nature.

que nos lembra de nosso lugar na natureza.

Why does it cost so much energy, then?

Então, por que ele consome tanta energia?

Well, other people have figured out

Outras pessoas descobriram

how much energy the human brain

o custo energético do cérebro humano

and that of other species costs,

e de outras espécies,

and now that we knew how many neurons

e como sabemos quantos neurônios

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

cada cérebro possui, podemos fazer as contas.

And it turns out that both human

E o resultado é que tanto o cérebro humano

and other brains cost about the same,

quanto os outros gastam o mesmo,

an average of six calories per billion neurons per day.

uma média de 6 calorias por bilhão de neurônios ao dia.

So the total energetic cost of a brain

E o custo total de energia de um cérebro

is a simple, linear function

é uma simples função linear

of its number of neurons,

do seu número de neurônios,

and it turns out that the human brain

e assim o cérebro humano

costs just as much energy as you would expect.

consome quase tanta energia quanto deveria.

So the reason why the human brain

Portanto, a razão de o cérebro humano

costs so much energy is simply because

consumir tanta energia

it has a huge number of neurons,

é por possuir muitos neurônios,

and because we are primates

e porque somos primatas

with many more neurons for a given body size

com muito mais neurônios para o nosso tamanho

than any other animal,

do que os outros animais,

the relative cost of our brain is large,

o custo de nosso cérebro é grande,

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

mas não é só por sermos primatas, que somos especiais.

Last question, then:

A última pergunta:

how did we come by this remarkable number of neurons,

como chegamos a esse impressionante número de neurônios?

and in particular, if great apes

e em especial, se grandes macacos

are larger than we are,

são maiores do que nós,

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

por que não têm cérebro maior que o nosso, com mais neurônios?

When we realized how much expensive it is

Quando percebemos como é caro

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

ter tantos neurônios no cérebro, pensei,

maybe there's a simple reason.

talvez haja uma razão simples.

They just can't afford the energy

Eles não dispõem de energia

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

para um corpo grande e um número alto de neurônios

So we did the math.

Então fizemos as contas.

We calculated on the one hand

De um lado, calculamos

how much energy a primate gets per day

quanta energia um primata obtém por dia

from eating raw foods,

comendo alimentos crus,

and on the other hand, how much energy

e de outro, quanta energia

a body of a certain size costs

um corpo de certo tamanho consome

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

e a energia que um cérebro de certo número de neurônios consome,

and we looked for the combinations

e observamos as combinações

of body size and number of brain neurons

de tamanho do corpo e número de neurônios no cérebro

that a primate could afford

que um primata obteria

if it ate a certain number of hours per day.

se comesse por certo número de horas por dia.

And what we found is that

E descobrimos

because neurons are so expensive,

que para os neurônios serem tão caros,

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

há uma compensação entre tamanho do corpo e número de neurônios.

So a primate that eats eight hours per day

Então, um primata que come 8 horas por dia

can afford at most 53 billion neurons,

pode dispor de um máximo de 53 bilhões de neurônios,

but then its body cannot be any bigger

mas seu corpo não poderia

than 25 kilos.

pesar mais que 25 kg.

To weigh any more than that,

Para pesar mais que isso,

it has to give up neurons.

teria que ceder neurônios.

So it's either a large body

Então, ou tem um corpo grande

or a large number of neurons.

ou um número alto de neurônios.

When you eat like a primate,

Quando se come como primata,

you can't afford both.

não dá para ter ambos.

One way out of this metabolic limitation

Uma saída para essa limitação metabólica

would be to spend even more hours per day eating,

seria passar mais horas por dia comendo,

but that gets dangerous,

mas isso se torna perigoso,

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

e se passar de um ponto, fica impossível.

Gorillas and orangutans, for instance,

Gorilas e orangotangos,

afford about 30 billion neurons

obtém uns 30 bilhões de neurônios

by spending eight and a half hours per day eating,

comendo por 8 h e 30 min ao dia,

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

e isso parece ser o máximo que conseguem.

Nine hours of feeding per day

Nove horas de alimentação por dia

seems to be the practical limit for a primate.

parece ser o limite de um primata.

What about us?

E nós?

With our 86 billion neurons

Com 86 bilhões de neurônios

and 60 to 70 kilos of body mass,

e 60 a 70 kg de massa corporal,

we should have to spend over nine hours

teríamos que gastar mais de 9 horas

per day every single day feeding,

por dia comendo,

which is just not feasible.

o que é impraticável.

If we ate like a primate,

Se comêssemos como primata

we should not be here.

não estaríamos aqui.

How did we get here, then?

Então, como chegamos aqui?

Well, if our brain costs just as much energy

Se nosso cérebro consome tanta energia

as it should, and if we can't spend

quanto deveria, e não podemos passar

every waking hour of the day feeding,

o tempo acordado nos alimentando,

then the only alternative, really,

a única alternativa,

is to somehow get more energy

é obter, de algum modo, mais energia

out of the same foods.

dos mesmos alimentos.

And remarkably, that matches exactly

E isso coincide exatamente

what our ancestors are believed to have invented

com o que acreditamos nossos ancestrais fizeram

one and a half million years ago,

há 1,5 milhões de anos,

when they invented cooking.

quando inventaram o cozimento.

To cook is to use fire

Cozinhar é usar o fogo

to pre-digest foods outside of your body.

para pré-digerir alimentos fora do corpo.

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

Alimentos cozidos são mais macios, mais fáceis de mastigar

and to turn completely into mush in your mouth,

e de amolecer na boca,

so that allows them to be completely digested

para serem totalmente digeridos

and absorbed in your gut,

e absorvidos no intestino,

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

obtendo, assim, mais energia em menos tempo.

So cooking frees time for us to do

Portanto, cozinhar nos libera tempo

much more interesting things with our day

para fazer coisas mais interessantes com nosso dia

and with our neurons

e nossos neurônios

than just thinking about food,

do que apenas pensar em comida,

looking for food, and gobbling down food

procurá-la e engoli-la

all day long.

o dia todo.

So because of cooking, what once was

Portanto, graças ao cozimento, o que antes

a major liability, this large,

era mais um risco, esse cérebro

dangerously expensive brain with a lot of neurons,

grande e caro com muitos neurônios,

could now become a major asset,

se tornou uma grande vantagem,

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

agora que podemos bancar energia para tantos neurônios

and the time to do interesting things with them.

e tempo para coisas interessantes.

So I think this explains why the human brain

Penso que isso explica por que nosso cérebro

grew to become so large so fast in evolution,

evoluiu rapidamente até se tornar tão grande,

all of the while remaining just a primate brain.

e ao mesmo tempo permanecendo apenas um cérebro de primata.

With this large brain now affordable by cooking,

Com um cérebro grande obtido pelos alimentos cozidos,

we went rapidly from raw foods to culture,

passamos rapidamente da comida crua à cultura,

agriculture, civilization, grocery stores,

agricultura, civilização, mercados,

electricity, refrigerators,

eletricidade, geladeiras,

all of those things that nowadays

todas essas coisas que hoje

allow us to get all the energy we need

nos permitem conseguir energia necessária

for the whole day in a single sitting

para um dia inteiro em uma única ida

at your favorite fast food joint.

a nossa rede favorita de fast food.

So what once was a solution

Bom, o que antes era a solução,

now became the problem,

agora é um problema,

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

e, ironicamente, buscamos a solução nos alimentos crus.

So what is the human advantage?

Qual é a vantagem de sermos humanos?

What is it that we have

O que possuímos

that no other animal has?

que nenhum outro animal possui?

My answer is that we have the largest number

Minha resposta é que possuímos o maior número

of neurons in the cerebral cortex,

de neurônios no córtex cerebral,

and I think that's the simplest explanation

e essa é a explicação mais simples

for our remarkable cognitive abilities.

para nossas notáveis habilidades cognitivas.

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

E o que fazemos que nenhum outro animal faz,

and which I believe was fundamental

que acredito ter sido fundamental

to allow us to reach that large,

para nos permitir chegar a tal número,

largest number of neurons in the cortex?

o maior de todos, de neurônios no córtex?

In two words, we cook.

Em duas palavras: nós cozinhamos.

No other animal cooks its food. Only humans do.

Nenhum outro animal cozinha os alimentos. Só os humanos o fazem.

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

E é como nos tornamos humanos.

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

Estudar o cérebro humano mudou minha opinião sobre os alimentos.

I now look at my kitchen,

Agora eu olho minha cozinha,

and I bow to it,

faço uma reverência,

and I thank my ancestors for coming up

e agradeço a nossos ancestrais

with the invention that probably made us humans.

o invento que provavelmente nos tornou humanos.

Thank you very much.

Muito obrigada.

(Applause)

(Aplausos)