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

Översättare: Cecilia Melldén Granskare: Annika Bidner

What is so special about the human brain?

Vad är så speciellt med den mänskliga hjärnan?

Why is it that we study other animals

Varför är det så att vi studerar andra djur

instead of them studying us?

istället för att de studerar oss?

What does a human brain have or do

Vad har, eller gör en mänsklig hjärna

that no other brain does?

som ingen annan hjärna gör?

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

När jag blev intresserad av detta för ungefär 10 år sedan,

scientists thought they knew what different brains were made of.

trodde forskarna att de visste hur olika hjärnor var byggda.

Though it was based on very little evidence,

Då det var baserat på få bevis,

many scientists thought that all mammalian brains,

trodde forskare att alla däggdjurshjärnor

including the human brain,

inklusive den mänskliga hjärnan,

were made in the same way,

var byggda på samma sätt,

with a number of neurons that was always

med ett antalet neuroner som

proportional to the size of the brain.

var proportionell med storleken på hjärnan.

This means that two brains of the same size,

Det innebär att två lika stora hjärnor,

like these two, with a respectable 400 grams,

som dessa två, med vikten 400 gram,

should have similar numbers of neurons.

borde ha samma antal neuroner.

Now, if neurons are the functional

Så, om neuronerna fungerar som

information processing units of the brain,

informationsprocessorer i hjärnan,

then the owners of these two brains

så borde innehavarna av dessa två hjärnor,

should have similar cognitive abilities.

ha liknande kognitiva förmågor.

And yet, one is a chimp,

Men ändå, är den ena en schimpans,

and the other is a cow.

och den andra en ko.

Now maybe cows have a really rich

Nu har kanske kor ett väldigt rikt

internal mental life and are so smart

inre mentalt liv och är så smarta

that they choose not to let us realize it,

att de väljer att inte låta oss inse det,

but we eat them.

men vi äter dem.

I think most people will agree

Jag tror att de flesta håller med

that chimps are capable of much more complex,

om att schimpanser har tillgång till mer komplexa, utvecklande

elaborate and flexible behaviors than cows are.

och flexibla beteenden än vad kor är.

So this is a first indication that the

Så detta är första indikationen att

"all brains are made the same way" scenario

"alla hjärnor är gjorda på samma sätt"-scenariot

is not quite right.

inte riktigt stämmer.

But let's play along.

Men låt oss spela med.

If all brains were made the same way

Om alla hjärnor var byggda på samma sätt

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

och man skulle jämföra djur med olika stora hjärnor,

larger brains should always have more neurons

så skulle stora hjärnor alltid ha fler neuroner

than smaller brains, and the larger the brain,

än små hjärnor, och ju större hjärna,

the more cognitively able its owner should be.

desto fler kognitiva färdigheter skulle dess ägare ha.

So the largest brain around should also be

Så den största hjärnan, skulle alltså vara

the most cognitively able.

den med störst kognitiv förmåga.

And here comes the bad news:

Och här kommer dåliga nyheter:

Our brain, not the largest one around.

Vår hjärna, inte den största.

It seems quite vexing.

Det verkar ganska irriterande.

Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,

Vår hjärna väger mellan 1,2 och 1,5 kilo,

but elephant brains weigh between four and five kilos,

men en elefants hjärna väger mellan 4 och 5 kilo,

and whale brains can weigh up to nine kilos,

och en valhjärna kan väga upp till 9 kilo,

which is why scientists used to resort to saying

vilket är anledningen till att forskare brukade dra till med att säga

that our brain must be special

att vår hjärna måste vara speciell

to explain our cognitive abilities.

för att förklara våra kognitiva förmågor.

It must be really extraordinary,

Den måste verkligen vara enastående,

an exception to the rule.

ett undantag från regeln.

Theirs may be bigger, but ours is better,

Deras är kanske större, men vår är bättre

and it could be better, for example,

och den kunde vara bättre, till exempel

in that it seems larger than it should be,

genom att den verkar större än den borde.

with a much larger cerebral cortex than we should have

med en mycket större hjärnbark än vad vi borde ha,

for the size of our bodies.

för vår kroppsstorlek.

So that would give us extra cortex

Det skulle ge oss extra hjärnbark

to do more interesting things than just operating the body.

att göra intressantare saker än att sköta driften av kroppen.

That's because the size of the brain

Detta är för att hjärnans storlek

usually follows the size of the body.

vanligtvis följer storleken på kroppen.

So the main reason for saying that

Så huvudorsaken till att säga

our brain is larger than it should be

att vår hjärna är större än den borde vara

actually comes from comparing ourselves

kommer från jämförelser av oss själva

to great apes.

med stora apor.

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

Gorillor kan vara 2-3 gånger större än vi,

so their brains should also be larger than ours,

och borde då ha större hjärnor än vi.

but instead it's the other way around.

men istället är det tvärt om.

Our brain is three times larger than a gorilla brain.

Vår hjärna är 3 gånger större än en gorillahjärna.

The human brain also seems special

Den mänskliga hjärnan verkar också speciell

in the amount of energy that it uses.

gällande energimängd som den använder.

Although it weighs only two percent of the body,

Även om den endast utgör 2 procent av kroppens vikt

it alone uses 25 percent of all the energy

använder den 25 procent av all energi

that your body requires to run per day.

som kroppen behöver för att fungera per dag.

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

Det är 500 kalorier av totalt 2000 kalorier.

just to keep your brain working.

enbart för att hålla din hjärnan i arbete.

So the human brain is larger than it should be,

Så, den mänskliga hjärnan är större än den borde vara,

it uses much more energy than it should,

den använder mer energi än den borde,

so it's special.

så den är speciell.

And this is where the story started to bother me.

Och här började den här historien störa mig.

In biology, we look for rules

Inom biologin letar vi efter regler

that apply to all animals and to life in general,

som är giltiga för alla djur och till livet i allmänhet,

so why should the rules of evolution

så varför skulle evolutionens lagar

apply to everybody else but not to us?

gälla alla andra, men inte oss?

Maybe the problem was with the basic assumption

Kanske problemet var uppfattningen att

that all brains are made in the same way.

alla hjärnor var gjorda på samma sätt.

Maybe two brains of a similar size

Kanske två lika stora hjärnor

can actually be made of very different numbers of neurons.

kan vara gjorda av olika antal neuroner.

Maybe a very large brain

Stora hjärnor kanske

does not necessarily have more neurons

inte alls måste ha fler neuroner

than a more modest-sized brain.

än en hjärna av mer blygsam storlek.

Maybe the human brain actually has the most neurons

Kanske har den mänskliga hjärnan flest antal neuroner

of any brain, regardless of its size,

av alla hjärnor, oavsett storleken,

especially in the cerebral cortex.

speciellt i hjärnbarken.

So this to me became

Så för mig blev

the important question to answer:

den viktiga frågan att besvara:

how many neurons does the human brain have,

Hur många neuroner har den mänskliga hjärnan,

and how does that compare to other animals?

och hur är det jämförbart med andra djur?

Now, you may have heard or read somewhere

Nu har du kanske hört eller läst

that we have 100 billion neurons,

att vi har 100 miljarder neuroner,

so 10 years ago, I asked my colleagues

så för 10 år sedan frågade jag mina kollegor

if they knew where this number came from.

om de visste var siffran kom ifrån.

But nobody did.

Men ingen visste.

I've been digging through the literature

Jag har letat i litteratur

for the original reference for that number,

efter den ursprungliga referensen,

and I could never find it.

men kunde aldrig hitta den.

It seems that nobody had actually ever counted

Det verkade som om ingen faktiskt hade räknat

the number of neurons in the human brain,

den mänskliga hjärnans neuroner,

or in any other brain for that matter.

eller i någon annan hjärna heller för den delen.

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

Så jag kom på ett eget sätt att räkna celler i hjärnan,

and it essentially consists of

och det bestod i huvudsak av

dissolving that brain into soup.

att lösa upp hjärnan till soppa.

It works like this:

Det fungerar så här:

You take a brain, or parts of that brain,

Man tar en hjärna, eller delar av hjärnan,

and you dissolve it in detergent,

och löser upp den i diskmedel,

which destroys the cell membranes

som förstör cellmembranen,

but keeps the cell nuclei intact,

men lämnar cellkärnan intakt,

so you end up with a suspension of free nuclei

då får man en lösning med fria cellkärnor,

that looks like this,

som ser ut så här,

like a clear soup.

som en klar soppa.

This soup contains all the nuclei

Den här soppan innehåller alla kärnor

that once were a mouse brain.

som en gång var en mushjärna.

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

Det fina med en soppa är att eftersom det är soppa,

you can agitate it and make those nuclei

kan man skaka om den och få kärnorna

be distributed homogeneously in the liquid,

jämt fördelade i vätskan,

so that now by looking under the microscope

och genom att titta i ett mikroskop

at just four or five samples of this homogeneous solution,

på endast 4-5 prov av denna vätska,

you can count nuclei, and therefore tell

kan man räkna kärnorna och därmed säga

how many cells that brain had.

hur många celler den hjärnan hade.

It's simple, it's straightforward,

Det är enkelt, okomplicerat

and it's really fast.

och det går snabbt.

So we've used that method to count neurons

Vi har använt metoden och räknat neuronerna

in dozens of different species so far,

i ett dussintal olika arter hittills,

and it turns out that all brains

och det visade sig att alla hjärnor

are not made the same way.

inte är gjorda på samma sätt.

Take rodents and primates, for instance:

Om vi tar gnagare och primater.

In larger rodent brains, the average size

I större gnagarhjärnor, ökar

of the neuron increases,

neuronernas medelstorlek,

so the brain inflates very rapidly

så hjärnans fylls väldigt snabbt

and gains size much faster than it gains neurons.

och hjärnans storlek ökar snabbare än den ökar antalet neuroner.

But primate brains gain neurons

Men primater ökar neuronantalet

without the average neuron becoming any larger,

utan att neuronerna blir större,

which is a very economical way

vilket är ett ekonomiskt sätt

to add neurons to your brain.

att få fler neuroner i hjärnan.

The result is that a primate brain

Resultatet är att en primathjärna

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

alltid har fler neuroner än en gnagarhjärna av samma storlek,

and the larger the brain,

och ju större hjärnorna är,

the larger this difference will be.

desto större kommer skillnaden att bli.

Well, what about our brain then?

Hur är det då med våra hjärnor?

We found that we have, on average,

Vi kom fram till att vi har

86 billion neurons,

cirka 86 miljarder neuroner,

16 billion of which are in the cerebral cortex,

av vilka 16 miljarder finns i hjärnbarken,

and if you consider that the cerebral cortex

och om man beaktar att det i hjärnbarken

is the seat of functions like

finns funktioner som

awareness and logical and abstract reasoning,

medvetenhet, logiskt och abstrakt resonemang,

and that 16 billion is the most neurons

och att 16 miljarder är det största antal neuroner

that any cortex has,

som någon hjärnbark har,

I think this is the simplest explanation

är detta den enklaste förklaringen

for our remarkable cognitive abilities.

till våra anmärkningsvärda kognitiva förmågor.

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

Lika viktigt är

vad de 86 miljarder neuronerna betyder.

Because we found that the relationship

Då vi fann att förhållandet

between the size of the brain and its number of neurons

mellan storleken på hjärnan och antalet neuroner

could be described mathematically,

kan beskrivas matematiskt,

we could calculate what a human brain

kunde vi beräkna hur den mänskliga hjärnan

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

skulle se ut om den var konstruerad som en gnagarhjärna.

So, a rodent brain with 86 billion neurons

En gnagarhjärna med 86 miljarder neuroner

would weigh 36 kilos.

skulle väga 36 kilo.

That's not possible.

Det är inte möjligt.

A brain that huge would be crushed

En så stor hjärna skulle krossas

by its own weight,

av sin egen vikt,

and this impossible brain would go

och denna omöjliga hjärna

in the body of 89 tons.

skulle finnas i en kropp på 89 ton.

I don't think it looks like us.

Jag tycker inte det ser ut som oss.

So this brings us to a very important conclusion already,

Så detta för oss till en väldigt viktig slutsats,

which is that we are not rodents.

vilken är att vi inte är gnagare.

The human brain is not a large rat brain.

Den mänskliga hjärnan är inte en stor råtthjärna.

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

Jämfört med en råtta, är vi kanske speciella,

but that's not a fair comparison to make,

men det är inte en rättvis jämförelse,

given that we know that we are not rodents.

eftersom vi vet att vi inte är gnagare.

We are primates,

Vi är primater,

so the correct comparison is to other primates.

så den korrekta jämförelsen är med andra primater.

And there, if you do the math,

Och då, om du beräknar,

you find that a generic primate

kommer du att finna att den genomsnittliga primaten

with 86 billion neurons

med 86 miljarder neuroner

would have a brain of about 1.2 kilos,

borde ha en hjärna på ca 1,2 kilo,

which seems just right,

vilket verkar precis rätt,

in a body of some 66 kilos,

i en kropp på 66 kilo

which in my case is exactly right,

vilket i mitt fall är exakt rätt,

which brings us to a very unsurprising

vilket för oss till en inte så förvånande,

but still incredibly important conclusion:

men fortfarande väldigt viktig slutsats:

I am a primate.

Jag är en primat,

And all of you are primates.

och alla ni är primater!

And so was Darwin.

Och det var också Darwin.

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

Jag tror att Darwin verkligen hade uppskattat detta.

His brain, like ours,

Hans hjärna, precis som våra,

was made in the image of other primate brains.

var uppbyggd som andra primathjärnor.

So the human brain may be remarkable, yes,

Så den mänskliga hjärnan är kanske märkvärdig,

but it is not special in its number of neurons.

men den är inte speciell på grund av antalet neuroner.

It is just a large primate brain.

Det är endast en stor primathjärna.

I think that's a very humbling and sobering thought

Jag tycker det är en tanke att bli ödmjuk inför

that should remind us of our place in nature.

som kan påminna oss om vår plats i naturen.

Why does it cost so much energy, then?

Varför behöver den så mycket energi då?

Well, other people have figured out

Andra har kommit fram till

how much energy the human brain

hur mycket energi våra hjärnor

and that of other species costs,

och andra arters behöver,

and now that we knew how many neurons

och nu vet vi hur många neuroner

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

varje hjärna består av, kan vi ju beräkna.

And it turns out that both human

Och det visar sig att både mänskliga

and other brains cost about the same,

och andra hjärnor behöver ungefär lika mycket,

an average of six calories per billion neurons per day.

ett genomsnitt på 6 kalorier per miljard neuroner per dag.

So the total energetic cost of a brain

Så den totala energiåtgången för en hjärna

is a simple, linear function

är en enkel linjär funktion

of its number of neurons,

av dess antal neuroner,

and it turns out that the human brain

och det visar sig att den mänskliga hjärnan

costs just as much energy as you would expect.

behöver just så mycket energi

som förväntat.

So the reason why the human brain

Så anledningen till att människans hjärna

costs so much energy is simply because

behöver så mycket energi är för att

it has a huge number of neurons,

den har ett stort antal neuroner.

and because we are primates

och för att vi är primater

with many more neurons for a given body size

med många fler neuroner för en given kroppsvikt

than any other animal,

än något annat djur,

the relative cost of our brain is large,

är den relativa kostnaden för vår hjärna stor,

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

för att vi är primater, inte för att vi är speciella.

Last question, then:

Sista frågan: hur kom vi över ett

how did we come by this remarkable number of neurons,

så anmärkningsvärt stort antal neuroner,

and in particular, if great apes

och i synnerhet, om stora apor

are larger than we are,

är större än vi,

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

varför har de inte större hjärnor än vi har, med fler neuroner?

When we realized how much expensive it is

När vi insåg hur stor kostnaden är

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

att ha många neuroner i hjärnan, då tänkte jag

maybe there's a simple reason.

att det kanske finns en enkel orsak.

They just can't afford the energy

De har inte råd med energin

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

både till en stor kropp och ett stort antal neuroner.

So we did the math.

Så vi gjorde en beräkning.

We calculated on the one hand

Vi beräknade å ena sidan

how much energy a primate gets per day

hur mycket energi en primat får per dag

from eating raw foods,

från att äta "raw food",

and on the other hand, how much energy

å andra sidan, hur stor energikostnad

a body of a certain size costs

en kropp av en viss storlek har.

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

och hur mycket energi en hjärna med ett visst antal neuroner kräver,

and we looked for the combinations

och vi tittade på kombinationer

of body size and number of brain neurons

av kroppsstorlek och hjärnneuroner

that a primate could afford

som en primat kan klara av

if it ate a certain number of hours per day.

om den äter

ett visst antal timmar per dag.

And what we found is that

Och det vi kom fram till var

because neurons are so expensive,

eftersom neuroner är så kostsamma

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

finns det en avvägning mellan kroppsstorlek och antal neuroner.

So a primate that eats eight hours per day

Så en primat som äter 8 timmar per dag

can afford at most 53 billion neurons,

kan endast klara av 53 miljarder neuroner,

but then its body cannot be any bigger

men då kan kroppen inte bli större

than 25 kilos.

än 25 kilo.

To weigh any more than that,

För att väga mer än så,

it has to give up neurons.

måste den offra neuroner.

So it's either a large body

Så det är antingen en stor kropp

or a large number of neurons.

eller ett stort antal neuroner.

When you eat like a primate,

När du äter som en primat,

you can't afford both.

kan du inte kosta på dig båda.

One way out of this metabolic limitation

En väg ur denna metabola begränsning

would be to spend even more hours per day eating,

skulle vara att ägna ännu fler timmar per dag åt att äta,

but that gets dangerous,

men det blir farligt

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

och till slut helt omöjligt.

Gorillas and orangutans, for instance,

Gorillor och orangutanger,

afford about 30 billion neurons

kan kosta på sig 30 miljarder neuroner

by spending eight and a half hours per day eating,

genom att ägna 8,5 timmar per dag åt att äta

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

och det verkar som om det är så mycket som de kan klara.

Nine hours of feeding per day

9 timmars ätande per dag

seems to be the practical limit for a primate.

verkar vara den praktiska begränsningen

för en primat.

What about us?

Hur är det med oss?

With our 86 billion neurons

Med våra 86 miljarder neuroner

and 60 to 70 kilos of body mass,

och 60 till 70 kilos kroppsvikt,

we should have to spend over nine hours

skulle vi ha behövt använda mer än 9 timmar

per day every single day feeding,

per dag, varje dag, med att äta,

which is just not feasible.

vilket inte är genomförbart.

If we ate like a primate,

Om vi åt som en primat,

we should not be here.

skulle vi inte vara här.

How did we get here, then?

Hur kom vi då hit?

Well, if our brain costs just as much energy

Om vår hjärna kräver så mycket energi

as it should, and if we can't spend

och vi inte kan tillbringa

every waking hour of the day feeding,

varje vaken stund av dagen med att äta,

then the only alternative, really,

då är det enda alternativet,

is to somehow get more energy

att på något sätt få ut mer energi

out of the same foods.

ur samma mat.

And remarkably, that matches exactly

Och otroligt nog är det precis

what our ancestors are believed to have invented

vad våra förfäder troligtvis uppfann

one and a half million years ago,

för 1,5 miljoner år sedan,

when they invented cooking.

när de uppfann matlagning.

To cook is to use fire

Att laga mat, innebär att använda eld

to pre-digest foods outside of your body.

för att för-smälta maten utanför kroppen.

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

Lagad mat är mjukare och lättare att tugga

and to turn completely into mush in your mouth,

och blir fullständigt till mos i munnen,

so that allows them to be completely digested

vilket gör att den blir helt sönderdelad

and absorbed in your gut,

och absorberad i tarmarna,

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

vilket gör att de ger ett betydligt större energiutbyte

på kortare tid.

So cooking frees time for us to do

Så matlagning frigör tid för oss att göra

much more interesting things with our day

mycket mer intressanta saker med vår dag

and with our neurons

och med våra neuroner

than just thinking about food,

än att tänka på mat,

looking for food, and gobbling down food

leta efter mat och glufsa i oss mat

all day long.

hela dagen.

So because of cooking, what once was

Så på grund av matlagning, blev det som en gång var

a major liability, this large,

en stor belastning, denna stora,

dangerously expensive brain with a lot of neurons,

farligt dyra hjärna med många neuroner,

could now become a major asset,

kunde nu bli en viktig tillgång,

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

nu med energin för både många neuroner

and the time to do interesting things with them.

och tid att göra intressanta saker.

So I think this explains why the human brain

Detta förklarar varför vår hjärna

grew to become so large so fast in evolution,

växte sig stor, så snabbt i evolutionen,

all of the while remaining just a primate brain.

medan den fortfarande endast var en primathjärna.

With this large brain now affordable by cooking,

Med denna stora hjärna som blev möjlig på grund av matlagning,

we went rapidly from raw foods to culture,

färdades vi snabbt från rå mat till kultur,

agriculture, civilization, grocery stores,

jordbruk, civilisation, matvarubutiker,

electricity, refrigerators,

elektricitet, kylskåp

all of those things that nowadays

alla dessa saker som idag

allow us to get all the energy we need

tillhandahåller oss med energi

for the whole day in a single sitting

för hela dan på en enskild måltid

at your favorite fast food joint.

på ditt bästa snabbmatsställe.

So what once was a solution

Så det som en gång var en lösning

now became the problem,

har nu blivit problemet.

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

Ironiskt nog

söker vi lösningen i "raw food".

(Skratt)

So what is the human advantage?

Så vad är det mänskliga övertaget?

What is it that we have

Vad är det som vi har

that no other animal has?

som inget annat djur har?

My answer is that we have the largest number

Mitt svar är att vi har det största antalet

of neurons in the cerebral cortex,

neuroner i hjärnbarken,

and I think that's the simplest explanation

vilket jag tror är förklaringen

for our remarkable cognitive abilities.

till våra anmärkningsvärda kognitiva förmågor.

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

Vad är det som vi gör

som inga andra djur gör

and which I believe was fundamental

och som jag tror var grundläggande

to allow us to reach that large,

för oss att uppnå detta stora,

largest number of neurons in the cortex?

största antal neuroner i hjärnbarken?

In two words, we cook.

Med tre ord, vi lagar mat.

No other animal cooks its food. Only humans do.

Inget annat djur lagar sin mat. Endast människor gör det.

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

Och jag tror det var så vi blev människor.

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

Att studera hjärnan har ändrat mina tankar om mat.

I now look at my kitchen,

När jag ser nu på mitt kök,

and I bow to it,

jag bugar för det

and I thank my ancestors for coming up

och tackar mina förfäder för uppfinningen

with the invention that probably made us humans.

som gjorde oss till människor.

Thank you very much.

Tack så mycket.

(Applåder)

(Applause)