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

Tradutor: Edgar Fernandes Revisora: Nez Ribeiro

What is so special about the human brain?

O que tem o cérebro humano de tão especial?

Why is it that we study other animals

Porque é que estudamos outros animais

instead of them studying us?

em vez de serem eles a estudarem-nos?

What does a human brain have or do

O que tem ou faz um cérebro humano

that no other brain does?

que nenhum outro cérebro faz?

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

Quando me interessei por estas questões há cerca de 10 anos,

scientists thought they knew what different brains were made of.

os cientistas pensavam que sabiam de que eram feitos os diferentes cérebros.

Though it was based on very little evidence,

Embora baseando-se em muito poucas provas,

many scientists thought that all mammalian brains,

muitos cientistas pensavam que todos os cérebros de mamíferos,

including the human brain,

incluindo o cérebro humano,

were made in the same way,

eram feitos da mesma forma,

with a number of neurons that was always

com um número de neurónios que era sempre

proportional to the size of the brain.

proporcional ao tamanho do cérebro.

This means that two brains of the same size,

Isto significa que dois cérebros do mesmo tamanho,

like these two, with a respectable 400 grams,

como estes dois, com uns respeitáveis 400 gramas,

should have similar numbers of neurons.

deveriam ter um número semelhante de neurónios.

Now, if neurons are the functional

Se os neurónios são as unidades funcionais

information processing units of the brain,

processadoras de informação do cérebro,

then the owners of these two brains

então os donos destes dois cérebros

should have similar cognitive abilities.

deveriam ter capacidades cognitivas semelhantes.

And yet, one is a chimp,

E contudo, um é um chimpanzé,

and the other is a cow.

e o outro é uma vaca.

Now maybe cows have a really rich

Talvez as vacas tenham uma rica

internal mental life and are so smart

vida mental interna e sejam tão espertas

that they choose not to let us realize it,

que escolham não nos deixar percebê-lo,

but we eat them.

mas nós comemo-las.

I think most people will agree

Penso que a maioria das pessoas concordará

that chimps are capable of much more complex,

que os chimpanzés são capazes de comportamentos muito mais complexos,

elaborate and flexible behaviors than cows are.

elaborados e flexíveis do que as vacas.

So this is a first indication that the

Este é então o primeiro indicador de que

"all brains are made the same way" scenario

o cenário "todos os cérebros são feitos da mesma forma"

is not quite right.

não está muito correto.

But let's play along.

Mas aceitemo-lo.

If all brains were made the same way

Se todos os cérebros são feitos da mesma forma

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

e comparássemos animais com cérebros de diferentes tamanhos,

larger brains should always have more neurons

cérebros maiores deveriam possuir mais neurónios

than smaller brains, and the larger the brain,

do que cérebros mais pequenos, e quanto maior o cérebro,

the more cognitively able its owner should be.

mais capacidade cognitiva deveria ter quem o possui.

So the largest brain around should also be

Então, o maior cérebro deveria ter também

the most cognitively able.

a maior capacidade cognitiva.

And here comes the bad news:

Mas aqui vêm as más notícias:

Our brain, not the largest one around.

o nosso cérebro, não é o maior de todos.

It seems quite vexing.

Parece humilhante.

Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,

O nosso cérebro pesa entre 1,2 e 1,5 kg,

but elephant brains weigh between four and five kilos,

mas os cérebros de elefantes pesam entre 4 e 5 kg,

and whale brains can weigh up to nine kilos,

e os cérebros de baleias podem pesar até 9 kg,

which is why scientists used to resort to saying

e é por isso que os cientistas costumavam dizer

that our brain must be special

que o nosso cérebro deve ser especial

to explain our cognitive abilities.

para explicar as nossas capacidades cognitivas.

It must be really extraordinary,

Deve 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,

em que parece maior do que devia ser,

with a much larger cerebral cortex than we should have

com um cortex cerebral muito maior do que deveríamos ter

for the size of our bodies.

para o tamanho dos nossos corpos.

So that would give us extra cortex

Isso dar-nos-ía cortex extra

to do more interesting things than just operating the body.

para fazermos coisas mais interessantes do que só operar o nosso corpo.

That's because the size of the brain

Isso porque o tamanho do cérebro

usually follows the size of the body.

geralmente segue o tamanho do corpo.

So the main reason for saying that

Então a principal razão para dizer que

our brain is larger than it should be

o nosso cérebro é maior do que devia ser

actually comes from comparing ourselves

vem realmente de comparar-nos

to great apes.

aos grandes símios.

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

Os gorilas podem ser duas ou três vezes maiores do que nós somos,

so their brains should also be larger than ours,

pelo que os seus cérebros também deviam ser maiores do que os nossos,

but instead it's the other way around.

mas, ao invés, é exatamente o contrário.

Our brain is three times larger than a gorilla brain.

O nosso cérebro é três vezes maior do que o cérebro do gorila.

The human brain also seems special

O cérebro humano também parece especial

in the amount of energy that it uses.

na quantidade de energia que usa.

Although it weighs only two percent of the body,

Mesmo pesando apenas 2% do corpo,

it alone uses 25 percent of all the energy

ele sozinho usa 25% de toda a energia

that your body requires to run per day.

que o corpo precisa para funcionar por dia.

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

Isso são 500 calorias de um total de 2000 calorias,

just to keep your brain working.

só para manter o cérebro a trabalhar.

So the human brain is larger than it should be,

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.

pelo que é especial.

And this is where the story started to bother me.

E aqui é onde a história começa a incomodar-me.

In biology, we look for rules

Em Biologia, procuramos regras

that apply to all animals and to life in general,

que se apliquem a todos os animais e à vida em geral,

so why should the rules of evolution

então porque é que as regras da evolução

apply to everybody else but not to us?

se aplicam a todos os outros mas não a nós?

Maybe the problem was with the basic assumption

Talvez o problema estivesse na presunção básica

that all brains are made in the same way.

de que todos os cérebros são feitos da mesma maneira.

Maybe two brains of a similar size

Talvez dois cérebros de tamanho similar

can actually be made of very different numbers of neurons.

possam realmente ser feitos de um número muito diferente de neurónios.

Maybe a very large brain

Talvez um cérebro muito grande

does not necessarily have more neurons

não tenha necessariamente mais neurónios

than a more modest-sized brain.

do que um cérebro de tamanho mais modesto.

Maybe the human brain actually has the most neurons

Talvez o cérebro humano tenha realmente mais neurónios

of any brain, regardless of its size,

do que qualquer outro cérebro, independentemente do seu tamanho,

especially in the cerebral cortex.

especialmente no córtex cerebral.

So this to me became

Então isto tornou-se para mim

the important question to answer:

a questão importante a responder:

how many neurons does the human brain have,

quantos neurónios tem o cérebro humano,

and how does that compare to other animals?

e como se compara com outros animais?

Now, you may have heard or read somewhere

Devem ter ouvido ou lido em qualquer lado

that we have 100 billion neurons,

que nós temos 100 mil milhões de neurónios,

so 10 years ago, I asked my colleagues

e há 10 anos, perguntei aos meus colegas

if they knew where this number came from.

se sabiam de onde tinha vindo este número.

But nobody did.

Mas ninguém sabia.

I've been digging through the literature

Estive a procurar na literatura

for the original reference for that number,

pela referência original para este número,

and I could never find it.

e nunca a encontrei.

It seems that nobody had actually ever counted

Parece que ninguém tinha realmente contado

the number of neurons in the human brain,

o número de neurónios no cérebro humano,

or in any other brain for that matter.

ou em qualquer outro cérebro, já agora.

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

Então criei a minha própria forma de contar células no cérebro,

and it essentially consists of

e essencialmente consiste em

dissolving that brain into soup.

dissolver esse cérebro em sopa.

It works like this:

Funciona assim:

You take a brain, or parts of that brain,

Pega-se num cérebro, ou partes desse cérebro,

and you dissolve it in detergent,

e dissolve-se num detergente,

which destroys the cell membranes

que destrói as membranas celulares

but keeps the cell nuclei intact,

mas mantém o núcleo da célula intacto,

so you end up with a suspension of free nuclei

pelo que acabamos com uma suspensão de núcleos livres

that looks like this,

que tem este aspeto,

like a clear soup.

como uma sopa clara.

This soup contains all the nuclei

Esta sopa contém todos os núcleos

that once were a mouse brain.

que foram um dia o cérebro de um rato.

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

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

you can agitate it and make those nuclei

pode ser agitada e fazer esses núcleos

be distributed homogeneously in the liquid,

distribuírem-se homogeneamente no líquido,

so that now by looking under the microscope

pelo que, olhando agora ao microscópio

at just four or five samples of this homogeneous solution,

para apenas quatro ou cinco amostras desta solução homogénea,

you can count nuclei, and therefore tell

podemos contar núcleos, e portanto dizer

how many cells that brain had.

quantas células tinha esse cérebro.

It's simple, it's straightforward,

É simples, é direto,

and it's really fast.

e é muito rápido.

So we've used that method to count neurons

Usámos este método para contar neurónios

in dozens of different species so far,

em dúzias de espécies diferentes até agora,

and it turns out that all brains

e parece que nem todos os cérebros

are not made the same way.

são feitos da mesma forma.

Take rodents and primates, for instance:

Pegando em roedores e primatas, por exemplo:

In larger rodent brains, the average size

Em cérebros de grandes roedores, o tamanho médio

of the neuron increases,

do neurónio aumenta,

so the brain inflates very rapidly

pelo que o cérebro aumenta muito rapidamente

and gains size much faster than it gains neurons.

e ganha tamanho muito mais rápido do que ganha neurónios.

But primate brains gain neurons

Mas os cérebros de primatas ganham neurónios

without the average neuron becoming any larger,

sem aumentar o tamanho médio do neurónio,

which is a very economical way

o que é uma forma muito económica

to add neurons to your brain.

de adicionar neurónios ao cérebro.

The result is that a primate brain

O resultado é que o cérebro do primata

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

terá sempre mais neurónios do que o cérebro de um roedor do mesmo tamanho,

and the larger the brain,

e quanto maior o cérebro,

the larger this difference will be.

maior será esta diferença.

Well, what about our brain then?

Bem, e então o nosso cérebro?

We found that we have, on average,

Descobrimos que temos, em média,

86 billion neurons,

86 mil milhões de neurónios,

16 billion of which are in the cerebral cortex,

16 mil milhões dos quais estão 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 o local de funções como

awareness and logical and abstract reasoning,

a perceção e a lógica e o raciocínio abstrato,

and that 16 billion is the most neurons

e que esses 16 mil milhões é o máximo de neurónios

that any cortex has,

que qualquer córtex tem,

I think this is the simplest explanation

acho que esta é a explicação mais simples

for our remarkable cognitive abilities.

para as nossas capacidades cognitivas notáveis.

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

Mas igualmente importante é o que os 86 mil milhões significam.

Because we found that the relationship

Porque descobrimos que a relação

between the size of the brain and its number of neurons

entre o tamanho do cérebro e o seu número de neurónios

could be described mathematically,

podia ser descrita matematicamente,

we could calculate what a human brain

podíamos calcular como o cérebro humano

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

seria se fosse feito como o cérebro de um roedor.

So, a rodent brain with 86 billion neurons

O cérebro de um roedor com 86 mil milhões de neurónios

would weigh 36 kilos.

pesaria 36 kg.

That's not possible.

Isso não é possível.

A brain that huge would be crushed

Um cérebro tão grande seria esmagado

by its own weight,

pelo seu próprio peso,

and this impossible brain would go

e este cérebro impossível estaria

in the body of 89 tons.

num corpo com 89 toneladas.

I don't think it looks like us.

Não acho que se pareça connosco.

So this brings us to a very important conclusion already,

Isto traz-nos já a uma conclusão muito importante,

which is that we are not rodents.

que é que nós não somos roedores.

The human brain is not a large rat brain.

O cérebro humano não é um grande cérebro de rato.

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

Comparados com um rato, podemos parecer especiais, sim,

but that's not a fair comparison to make,

mas isso não é uma comparação justa de se fazer,

given that we know that we are not rodents.

dado que sabemos que não somos roedores.

We are primates,

Somos primatas,

so the correct comparison is to other primates.

pelo que a comparação correta é com outros primatas.

And there, if you do the math,

E aqui, se fizermos as contas,

you find that a generic primate

descobrimos que o primata genérico

with 86 billion neurons

com 86 mil milhões de neurónios

would have a brain of about 1.2 kilos,

teria um cérebro de cerca de 1,2 kg,

which seems just right,

o que parece mesmo certo,

in a body of some 66 kilos,

num corpo de cerca de 66 kg,

which in my case is exactly right,

o que no meu caso é exatamente correto,

which brings us to a very unsurprising

o que nos traz a uma muito pouco surpreendente,

but still incredibly important conclusion:

mas ainda incrivelmente importante conclusão:

I am a primate.

eu sou uma primata.

And all of you are primates.

E todos vós sois 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 realmente apreciado isto.

His brain, like ours,

O seu cérebro, como o nosso,

was made in the image of other primate brains.

foi feito à imagem do cérebro de outros primatas.

So the human brain may be remarkable, yes,

Portanto, o cérebro humano pode ser notável, sim,

but it is not special in its number of neurons.

mas não é especial no seu número de neurónios.

It is just a large primate brain.

É apenas um grande cérebro de primata.

I think that's a very humbling and sobering thought

Penso que é um pensamento muito humilde e sóbrio

that should remind us of our place in nature.

que nos deve lembrar do nosso lugar na Natureza.

Why does it cost so much energy, then?

Então, porque gasta tanta energia?

Well, other people have figured out

Bem, outras pessoas perceberam

how much energy the human brain

quanta energia o cérebro humano

and that of other species costs,

e o de outras espécies gastam,

and now that we knew how many neurons

e agora que sabíamos de quantos neurónios

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

cada cérebro era feito, podíamos fazer as contas.

And it turns out that both human

E pelos vistos quer o humano

and other brains cost about the same,

quer outros cérebros gastam aproximadamente o mesmo,

an average of six calories per billion neurons per day.

uma média de 6 calorias por mil milhões de neurónios, por dia.

So the total energetic cost of a brain

Pelo que o gasto total energético de um cérebro

is a simple, linear function

é uma simples função linear

of its number of neurons,

do seu número de neurónios,

and it turns out that the human brain

e, pelos vistos, o cérebro humano

costs just as much energy as you would expect.

gasta quase tanta energia como seria de esperar.

So the reason why the human brain

Então, a razão pela qual o cérebro humano

costs so much energy is simply because

gasta tanta energia é simplesmente porque

it has a huge number of neurons,

tem um enorme número de neurónios,

and because we are primates

e por causa de sermos primatas

with many more neurons for a given body size

com muitos mais neurónios para um certo tamanho corporal

than any other animal,

do que qualquer outro animal,

the relative cost of our brain is large,

o gasto relativo do nosso cérebro é maior,

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

mas só porque somos primatas, não porque sejamos especiais.

Last question, then:

Última questão, então:

how did we come by this remarkable number of neurons,

Como é que obtivemos este número notável de neurónios,

and in particular, if great apes

e em particular, se os grandes símios

are larger than we are,

são maiores que nós,

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

porque é que eles não têm cérebros maiores do que nós, com mais neurónios?

When we realized how much expensive it is

Quando percebemos quão mais caro é

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

ter muitos neurónios no cérebro, pensei,

maybe there's a simple reason.

talvez haja uma razão simples.

They just can't afford the energy

Eles simplesmente não conseguem dispor da energia

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

para terem simultaneamente um corpo grande e um grande número de neurónios.

So we did the math.

Então fizemos as contas.

We calculated on the one hand

Calculámos, por um lado,

how much energy a primate gets per day

quanta energia consegue um primata por dia

from eating raw foods,

ao comer alimentos crus,

and on the other hand, how much energy

e por outro lado, quanta mais energia

a body of a certain size costs

um corpo de um certo tamanho gasta

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

e quanta energia um cérebro com um certo número de neurónios gasta,

and we looked for the combinations

e olhámos para as combinações

of body size and number of brain neurons

entre o tamanho do corpo e o número de neurónios cerebrais

that a primate could afford

que um primata pode suportar

if it ate a certain number of hours per day.

se comer um certo número de horas por dia.

And what we found is that

E o que descobrimos foi que

because neurons are so expensive,

por causa dos neurónios serem tão dispendiosos,

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

existe uma relação de compromisso entre o tamanho corporal e o número de neurónios.

So a primate that eats eight hours per day

Então, um primata que coma oito horas por dia

can afford at most 53 billion neurons,

pode suportar, quanto muito, 53 mil milhões de neurónios,

but then its body cannot be any bigger

mas aí o seu corpo não pode ter mais

than 25 kilos.

do que 25 kg.

To weigh any more than that,

Para pesar mais do que isso,

it has to give up neurons.

tem de abdicar de neurónios.

So it's either a large body

Pelo que ou tem um corpo grande

or a large number of neurons.

ou um grande número de neurónios.

When you eat like a primate,

Quando comemos como um primata,

you can't afford both.

não podemos suportar ambos.

One way out of this metabolic limitation

Uma escapatória a esta limitação metabólica

would be to spend even more hours per day eating,

seria gastar ainda mais horas por dia a comer,

but that gets dangerous,

mas isso torna-se perigoso,

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

e passado um certo ponto, simplesmente não é possível.

Gorillas and orangutans, for instance,

Gorilas e orangotangos, por exemplo,

afford about 30 billion neurons

suportam cerca de 30 mil milhões de neurónios

by spending eight and a half hours per day eating,

gastando 8,5 horas por dia a comer,

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

e isso parece ser tanto quanto podem fazer.

Nine hours of feeding per day

9 horas de alimentação por dia

seems to be the practical limit for a primate.

parece ser o limite prático para um primata.

What about us?

Então e nós?

With our 86 billion neurons

Com os nossos 86 mil milhões de neurónios

and 60 to 70 kilos of body mass,

e 60 a 70 kg de massa corporal,

we should have to spend over nine hours

devíamos ter de gastar mais de 9 horas

per day every single day feeding,

por dia todos os dias a alimentar-nos,

which is just not feasible.

o que não é exequível.

If we ate like a primate,

Se comêssemos como um primata,

we should not be here.

não devíamos estar aqui.

How did we get here, then?

Então, como chegámos aqui?

Well, if our brain costs just as much energy

Bem, se o nosso cérebro gasta tanta energia

as it should, and if we can't spend

como devia, e se não podemos gastar

every waking hour of the day feeding,

todas as horas acordados a comer,

then the only alternative, really,

então, realmente, a única alternativa

is to somehow get more energy

é de alguma forma tirar mais energia

out of the same foods.

da mesma comida.

And remarkably, that matches exactly

E incrivelmente, isso corresponde exatamente

what our ancestors are believed to have invented

ao que se acredita que os nossos antepassados inventaram

one and a half million years ago,

há 1,5 milhões de anos atrás,

when they invented cooking.

quando inventaram a cozinha.

To cook is to use fire

Cozinhar é usar o fogo

to pre-digest foods outside of your body.

para pré-digerir os alimentos fora do corpo.

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

Alimentos cozinhados são mais moles, sendo mais fáceis de mastigar

and to turn completely into mush in your mouth,

e de se tornar completamente em polpa na nossa boca,

so that allows them to be completely digested

o que permite que sejam completamente digeridos

and absorbed in your gut,

e absorvidos nos intestinos,

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

o que os faz render mais energia em muito menos tempo.

So cooking frees time for us to do

Então, cozinhar liberta tempo para fazermos

much more interesting things with our day

coisas muito mais interessantes com o nosso dia

and with our neurons

e com os nossos neurónios

than just thinking about food,

do que pensar só em comida,

looking for food, and gobbling down food

procurar comida, e devorar comida

all day long.

durante todo o dia.

So because of cooking, what once was

Por causa da cozinha, o que antes era

a major liability, this large,

uma grande deficiência, este grande,

dangerously expensive brain with a lot of neurons,

perigosamente dispendioso cérebro com muitos neurónios,

could now become a major asset,

podia agora tornar-se um grande valor,

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

agora que podíamos suportar a energia para muitos neurónios

and the time to do interesting things with them.

e o tempo para fazer coisas interessantes com eles.

So I think this explains why the human brain

Acho que isto explica porque é que o cérebro humano

grew to become so large so fast in evolution,

cresceu até se tornar tão grande tão rapidamente na evolução,

all of the while remaining just a primate brain.

embora permanecendo só um cérebro de primata.

With this large brain now affordable by cooking,

Com este grande cérebro agora suportável pela cozinha,

we went rapidly from raw foods to culture,

fomos rapidamente dos alimentos crus à cultura,

agriculture, civilization, grocery stores,

agricultura, civilização, mercearias,

electricity, refrigerators,

eletricidade, frigoríficos,

all of those things that nowadays

todas essas coisas que hoje

allow us to get all the energy we need

nos permitem obter toda a energia necessária

for the whole day in a single sitting

para o dia inteiro numa única visita

at your favorite fast food joint.

ao nosso restaurante de comida rápida favorito.

So what once was a solution

Então o que foi um dia a solução

now became the problem,

tornou-se agora o problema,

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

e ironicamente, procuramos a solução em comida crua.

So what is the human advantage?

Então qual é a vantagem humana?

What is it that we have

O que é que nós temos

that no other animal has?

que nenhum outro animal tem?

My answer is that we have the largest number

A minha resposta é que temos o maior número

of neurons in the cerebral cortex,

de neurónios no córtex cerebral,

and I think that's the simplest explanation

e penso que é a explicação mais simples

for our remarkable cognitive abilities.

para as nossas notáveis capacidades cognitivas.

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

E o que é que fazemos que nenhum outro animal faz,

and which I believe was fundamental

e que eu acredito ter sido fundamental

to allow us to reach that large,

para permitir-nos atingir aquele grande,

largest number of neurons in the cortex?

o maior número de neurónios 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 a sua comida. Só os humanos o fazem.

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

E penso que foi assim que pudemos tornar-nos humanos.

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

Estudar o cérebro humano mudou a forma como penso sobre comida.

I now look at my kitchen,

Agora olho para a minha cozinha,

and I bow to it,

e faço-lhe uma vénia,

and I thank my ancestors for coming up

e agradeço aos meus antepassados por terem criado

with the invention that probably made us humans.

a invenção que provavelmente nos fez humanos.

Thank you very much.

Muito obrigada.

(Applause)

(Aplausos)