TEDGlobal 2013
Suzana Herculano-Houzel: What is so special about the human brain?
Suzana Herculano-Houzel: Čím je lidský mozek tak výjimečný?
Filmed:
Readability: 4
3,044,795 views
Lidský mozek je záhada - je podivuhodně velký vzhledem k velikosti našeho těla, na svou váhu využívá obrovské množství energie a má bizarně hustou mozkovou kůru. Ale proč? Neurovědkyně Suzana Herculano-Houzel si nasazuje svou detektivní čapku a provází nás touto záhadou. Vytvořením "mozkové polévky" přichází k překvapivým závěrům.
Suzana Herculano-Houzel - Neuroscientist
Suzana Herculano-Houzel shrunk the human brain by 14 billion neurons -- by developing a new way to count them. Full bio
Suzana Herculano-Houzel shrunk the human brain by 14 billion neurons -- by developing a new way to count them. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
What is so special about the human brain?
0
946
2394
Co je na lidském mozku tak zvláštního?
00:15
Why is it that we study other animals
1
3340
2212
Proč je to tak, že studujeme
jiné živočichy,
jiné živočichy,
00:17
instead of them studying us?
2
5552
2121
namísto aby oni studovali nás?
00:19
What does a human brain have or do
3
7673
1798
Co má nebo dělá lidský mozek
00:21
that no other brain does?
4
9471
1733
a žádný jiný nedokáže?
00:23
When I became interested
in these questions about 10 years ago,
in these questions about 10 years ago,
5
11204
2848
Když jsem se o tyto otázky asi
před 10 lety začala zajímat,
před 10 lety začala zajímat,
00:26
scientists thought they knew
what different brains were made of.
what different brains were made of.
6
14052
2942
vědci se domnívali, že ví, z čeho
jsou různé mozky utvořeny.
jsou různé mozky utvořeny.
I když pro to měli velmi málo důkazů,
00:28
Though it was based on very little evidence,
7
16994
1729
00:30
many scientists thought that all mammalian brains,
8
18723
2187
mnozí vědci se domnívali,
že všechny savčí mozky
že všechny savčí mozky
00:32
including the human brain,
9
20910
1725
včetně lidského mozku,
byly utvořeny stejným způsobem,
00:34
were made in the same way,
10
22635
1300
00:35
with a number of neurons that was always
11
23935
1502
s počtem neuronů, který byl vždy
00:37
proportional to the size of the brain.
12
25437
2231
úměrný velikosti mozku.
00:39
This means that two brains of the same size,
13
27668
2076
To znamená, že dva mozky stejné velikosti,
00:41
like these two, with a respectable 400 grams,
14
29744
3548
jako tyto dva, s úctyhodnými 400 gramy,
00:45
should have similar numbers of neurons.
15
33292
2552
by měly mít stejný počet neuronů.
00:47
Now, if neurons are the functional
16
35844
1796
Pokud jsou neurony funkční
00:49
information processing units of the brain,
17
37640
2903
jednotky mozku pro zpracování informací,
00:52
then the owners of these two brains
18
40543
1592
pak by měli mít vlastníci
těchto dvou mozků
těchto dvou mozků
00:54
should have similar cognitive abilities.
19
42135
2729
podobné kognitivní schopnosti.
00:56
And yet, one is a chimp,
20
44864
2349
A přesto, jeden je šimpanz,
00:59
and the other is a cow.
21
47213
2637
a druhý je kráva.
01:01
Now maybe cows have a really rich
22
49850
2362
Krávy mají možná opravdu bohatý
01:04
internal mental life and are so smart
23
52212
2253
vnitřní duševní život
a jsou tak inteligentní,
a jsou tak inteligentní,
01:06
that they choose not to let us realize it,
24
54465
3803
že nám to nechtějí dát najevo,
01:10
but we eat them.
25
58268
1445
ale my je jíme.
01:11
I think most people will agree
26
59713
1699
Myslím, že většina lidí bude souhlasit,
01:13
that chimps are capable of much more complex,
27
61412
2001
že šimpanzi jsou schopni
mnohem složitějšího,
mnohem složitějšího,
01:15
elaborate and flexible behaviors than cows are.
28
63413
3056
propracovanějšího a pružnějšího
chování než krávy.
chování než krávy.
01:18
So this is a first indication that the
29
66469
1932
Takže toto je první náznak, že scénář
01:20
"all brains are made the same way" scenario
30
68401
2033
"všechny mozky jsou vytvořeny
stejným způsobem"
stejným způsobem"
01:22
is not quite right.
31
70434
1671
není zcela správný.
01:24
But let's play along.
32
72105
1346
Ale pojďme hrát dál.
01:25
If all brains were made the same way
33
73451
1778
Pokud jsou všechny mozky
vytvořeny stejným způsobem
vytvořeny stejným způsobem
01:27
and you were to compare animals
with brains of different sizes,
with brains of different sizes,
34
75229
2912
a měli bychom porovnat živočichy
s mozky různých velikostí,
s mozky různých velikostí,
01:30
larger brains should always have more neurons
35
78141
2182
tak větší mozky by měly
mít vždy více neuronů
mít vždy více neuronů
01:32
than smaller brains,
and the larger the brain,
and the larger the brain,
36
80323
2323
než menší mozky, a čím větší mozek,
01:34
the more cognitively able its owner should be.
37
82646
3022
tím více kognitivně schopný
by jeho majitel měl být.
by jeho majitel měl být.
01:37
So the largest brain around should also be
38
85668
2136
Takže vůbec největší mozek by měl mít
01:39
the most cognitively able.
39
87804
2289
největší kognitivní schopnosti.
01:42
And here comes the bad news:
40
90093
1581
A teď ta špatná zpráva:
01:43
Our brain, not the largest one around.
41
91674
2757
Náš mozek není ten největší.
01:46
It seems quite vexing.
42
94431
1555
To se zdá být poněkud matoucí.
01:47
Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,
43
95986
2735
Náš mozek váží mezi 1,2 a 1,5 kg,
01:50
but elephant brains weigh between four and five kilos,
44
98721
3317
ale mozek slona váží mezi
čtyřmi a pěti kilogramy,
čtyřmi a pěti kilogramy,
01:54
and whale brains can weigh up to nine kilos,
45
102038
2585
a mozek velryby může
vážit až devět kilogramů.
vážit až devět kilogramů.
01:56
which is why scientists used to resort to saying
46
104623
4738
Proto si vědci zvykli
uchylovat se k tomu,
uchylovat se k tomu,
02:01
that our brain must be special
47
109361
2157
že náš mozek musí být výjimečný,
02:03
to explain our cognitive abilities.
48
111518
2862
aby vysvětlili naše kognitivní schopnosti.
02:06
It must be really extraordinary,
49
114380
2946
Musí být skutečně mimořádný,
02:09
an exception to the rule.
50
117326
1977
výjimka potvrzující pravidlo.
02:11
Theirs may be bigger, but ours is better,
51
119303
3226
Ostatní mozky mohou být větší,
ale náš je lepší.
ale náš je lepší.
02:14
and it could be better, for example,
52
122529
1875
Například v tom,
02:16
in that it seems larger than it should be,
53
124404
2111
že se zdá být větší, než by měl být,
s mnohem větším množstvím mozkové
kůry, než bychom měli mít
kůry, než bychom měli mít
02:18
with a much larger cerebral cortex
than we should have
than we should have
54
126515
2698
vzhledem k velikosti našeho těla.
02:21
for the size of our bodies.
55
129213
1539
02:22
So that would give us extra cortex
56
130752
1652
To nám poskytuje nějakou
mozkovou kůru navíc,
mozkovou kůru navíc,
02:24
to do more interesting things
than just operating the body.
than just operating the body.
57
132404
2960
díky které můžeme dělat zajímavější věci,
než jen ovládat své tělo.
než jen ovládat své tělo.
02:27
That's because the size of the brain
58
135364
1679
Je to proto, že velikost mozku
02:29
usually follows the size of the body.
59
137043
2333
je obvykle úměrná velikosti těla.
02:31
So the main reason for saying that
60
139376
2317
Takže hlavní důvod pro tvrzení:
02:33
our brain is larger than it should be
61
141693
2087
"náš mozek je větší, než by měl být"
02:35
actually comes from comparing ourselves
62
143780
1772
ve skutečnosti pochází z porovnávání nás
02:37
to great apes.
63
145552
1686
a lidoopů.
02:39
Gorillas can be two to three times larger than we are,
64
147238
2594
Gorily mohou být dvakrát až
třikrát větší než my,
třikrát větší než my,
02:41
so their brains should also be larger than ours,
65
149832
2421
takže i jejich mozky by měly
být větší, než naše.
být větší, než naše.
02:44
but instead it's the other way around.
66
152253
1945
Ale je to přesně naopak.
02:46
Our brain is three times larger than a gorilla brain.
67
154198
2935
Náš mozek je třikrát větší
než mozek gorily.
než mozek gorily.
02:49
The human brain also seems special
68
157133
2120
Lidský mozek je také zvláštní
02:51
in the amount of energy that it uses.
69
159253
2247
množstvím energie, kterou spotřebuje.
02:53
Although it weighs only two percent of the body,
70
161500
2749
I když váží jen dvě procenta
z celkové hmotnosti těla,
z celkové hmotnosti těla,
02:56
it alone uses 25 percent of all the energy
71
164249
3443
sám využívá 25 procent z energie,
02:59
that your body requires to run per day.
72
167692
2463
kterou vaše tělo vyžaduje za den.
03:02
That's 500 calories out of a total of 2,000 calories,
73
170155
3353
To je 500 kalorií z celkem 2 000 kalorií,
03:05
just to keep your brain working.
74
173508
2405
jen aby váš mozek pracoval.
03:07
So the human brain is larger than it should be,
75
175913
2928
Lidský mozek je tedy větší,
než by měl být,
než by měl být,
03:10
it uses much more energy than it should,
76
178841
2026
a využívá mnohem více energie, než by měl.
03:12
so it's special.
77
180867
1458
Takže je zvláštní.
03:14
And this is where the story started to bother me.
78
182325
2571
A to je to, co mě začalo trápit.
03:16
In biology, we look for rules
79
184896
1671
V biologii hledáme pravidla,
03:18
that apply to all animals and to life in general,
80
186567
2846
která platí pro všechny živočichy
a pro život obecně.
a pro život obecně.
03:21
so why should the rules of evolution
81
189413
1850
Tak proč by měla pravidla evoluce
03:23
apply to everybody else but not to us?
82
191263
3642
platit pro všechny ostatní,
ale ne pro nás?
ale ne pro nás?
03:26
Maybe the problem was with the basic assumption
83
194905
2197
Možná, že problém je
v základním předpokladu,
v základním předpokladu,
03:29
that all brains are made in the same way.
84
197102
1871
že všechny mozky jsou vytvořeny stejně.
03:30
Maybe two brains of a similar size
85
198973
1599
Možná dva mozky podobné velikosti
mohou být vytvořeny
z velmi různého počet neuronů.
z velmi různého počet neuronů.
03:32
can actually be made of
very different numbers of neurons.
very different numbers of neurons.
86
200572
2591
03:35
Maybe a very large brain
87
203163
1607
Možná, že velmi velký mozek
03:36
does not necessarily have more neurons
88
204770
1840
nemusí mít nutně více neuronů
03:38
than a more modest-sized brain.
89
206610
2221
než mozek mnohem skromnějších rozměrů.
03:40
Maybe the human brain
actually has the most neurons
actually has the most neurons
90
208831
3009
Možná že má lidský mozek
ve skutečnosti víc neuronů
ve skutečnosti víc neuronů
03:43
of any brain, regardless of its size,
91
211840
2573
než kterýkoli jiný mozek,
bez ohledu na jeho velikost,
bez ohledu na jeho velikost,
03:46
especially in the cerebral cortex.
92
214413
2094
a to zejména v mozkové kůře.
Z tohoto pro mě vznikla
ta nejdůležitější otázka:
ta nejdůležitější otázka:
03:48
So this to me became
93
216507
1552
03:50
the important question to answer:
94
218059
1729
03:51
how many neurons does the human brain have,
95
219788
2400
"Kolik neuronů má lidský mozek
03:54
and how does that compare to other animals?
96
222188
2522
a kolik je to v porovnání s mozky
jiných živočichů?"
jiných živočichů?"
03:56
Now, you may have heard or read somewhere
97
224710
2423
Možná jste někde slyšeli nebo četli,
03:59
that we have 100 billion neurons,
98
227133
2111
že máme 100 miliard neuronů.
04:01
so 10 years ago, I asked my colleagues
99
229244
2086
Před 10 lety jsem se ptala kolegů
04:03
if they knew where this number came from.
100
231330
1839
jestli ví, kde se vzalo toto číslo?
04:05
But nobody did.
101
233169
1458
Nikdo nevěděl.
04:06
I've been digging through the literature
102
234627
1453
Pátrala jsem v literatuře
04:08
for the original reference for that number,
103
236080
2058
po původním odkazu na toto číslo,
04:10
and I could never find it.
104
238138
1783
ale nikde jsem ho nenašla.
04:11
It seems that nobody had actually ever counted
105
239921
2739
Zdá se, že nikdo vlastně nikdy nespočítal
04:14
the number of neurons in the human brain,
106
242660
1534
počet neuronů v lidském mozku.
04:16
or in any other brain for that matter.
107
244194
2499
A když na to přijde,
tak ani v žádném jiném.
tak ani v žádném jiném.
04:18
So I came up with my own way
to count cells in the brain,
to count cells in the brain,
108
246693
3535
Tak jsem přišla s vlastní metodou,
jak spočítat buňky v mozku.
jak spočítat buňky v mozku.
04:22
and it essentially consists of
109
250228
2108
V podstatě jde o to,
04:24
dissolving that brain into soup.
110
252336
3245
rozpustit mozek na polévku.
04:27
It works like this:
111
255581
2037
Funguje to následovně:
04:29
You take a brain, or parts of that brain,
112
257618
3127
vezmete mozek nebo jeho částí
04:32
and you dissolve it in detergent,
113
260745
1744
a rozpustíte je v saponátu,
04:34
which destroys the cell membranes
114
262489
1509
který zničí buněčné membrány,
04:35
but keeps the cell nuclei intact,
115
263998
2436
ale zachová neporušená jádra buněk,
04:38
so you end up with a suspension of free nuclei
116
266434
3140
takže získáte suspenzi volných jader,
04:41
that looks like this,
117
269574
1781
která vypadá takto -
04:43
like a clear soup.
118
271355
1273
- jako čirá polévka.
04:44
This soup contains all the nuclei
119
272628
1891
Tato polévka obsahuje všechna jádra,
04:46
that once were a mouse brain.
120
274519
2054
která kdysi byla myším mozkem.
04:48
Now, the beauty of a soup is that because it is soup,
121
276573
3030
Krása polévky je v tom, že to je polévka,
04:51
you can agitate it and make those nuclei
122
279603
2898
kterou můžete míchat a zařídit,
aby byla jádra
aby byla jádra
04:54
be distributed homogeneously in the liquid,
123
282501
1971
rovnoměrně rozložena v tekutině.
04:56
so that now by looking under the microscope
124
284472
1981
Teď pod mikroskopem, při pohledu
04:58
at just four or five samples
of this homogeneous solution,
of this homogeneous solution,
125
286453
4083
na jen čtyři nebo pět vzorků
tohoto roztoku,
tohoto roztoku,
05:02
you can count nuclei, and therefore tell
126
290536
2536
lze spočítat jádra a určit tak,
05:05
how many cells that brain had.
127
293072
1679
kolik měl mozek buněk.
05:06
It's simple, it's straightforward,
128
294751
1625
Je to jednoduché, přímočaré
05:08
and it's really fast.
129
296376
1434
a opravdu rychlé.
05:09
So we've used that method to count neurons
130
297810
1997
Použili jsme tuto metodu
ke spočítání neuronů
ke spočítání neuronů
05:11
in dozens of different species so far,
131
299807
2311
v tuctech různých živočišných druhů
05:14
and it turns out that all brains
132
302118
1689
a ukazuje se, že všechny mozky
05:15
are not made the same way.
133
303807
2582
nejsou vytvořeny stejným způsobem.
05:18
Take rodents and primates, for instance:
134
306389
2187
Vezměme si například hlodavce a primáty:
05:20
In larger rodent brains, the average size
135
308576
2284
V mozcích větších hlodavců
se průměrná velikost
se průměrná velikost
05:22
of the neuron increases,
136
310860
1686
neuronu zvětšuje,
05:24
so the brain inflates very rapidly
137
312546
2599
takže se mozek rychle nahustí
05:27
and gains size much faster than it gains neurons.
138
315145
3165
a zvětšuje se mnohem rychleji,
než získává neurony.
než získává neurony.
05:30
But primate brains gain neurons
139
318310
1703
Ale mozek primátů získává neurony,
05:32
without the average neuron becoming any larger,
140
320013
2459
aniž by se průměrná velikost
neuronu zvětšovala,
neuronu zvětšovala,
05:34
which is a very economical way
141
322472
1525
což je velmi úsporný způsob,
05:35
to add neurons to your brain.
142
323997
1653
jak přidat neurony do mozku.
05:37
The result is that a primate brain
143
325650
1764
Výsledkem je, že primátí mozek
05:39
will always have more neurons than
a rodent brain of the same size,
a rodent brain of the same size,
144
327414
3167
bude mít vždy více neuronů, než
mozek hlodavce o stejné velikosti,
mozek hlodavce o stejné velikosti,
05:42
and the larger the brain,
145
330581
1483
a čím větší mozek,
05:44
the larger this difference will be.
146
332064
2214
tím větší bude tento rozdíl.
05:46
Well, what about our brain then?
147
334278
2103
A co náš mozek?
05:48
We found that we have, on average,
148
336381
1684
Zjistili jsme, že máme v průměru
05:50
86 billion neurons,
149
338065
1785
86 miliard neuronů, ze kterých je
05:51
16 billion of which are in the cerebral cortex,
150
339850
2999
16 miliard v mozkové kůře.
05:54
and if you consider that the cerebral cortex
151
342849
2081
Když uvážíte, že mozková kůra
05:56
is the seat of functions like
152
344930
3094
je sídlem funkcí jako
06:00
awareness and logical and abstract reasoning,
153
348024
3137
povědomí a logické a abstraktní myšlení,
06:03
and that 16 billion is the most neurons
154
351161
2984
a že 16 miliard je nejvíce neuronů
06:06
that any cortex has,
155
354145
2621
kolik kterákoli mozková kůra má,
je to podle mě nejjednodušší vysvětlení
06:08
I think this is the simplest explanation
156
356766
1718
06:10
for our remarkable cognitive abilities.
157
358484
3142
našich pozoruhodných
kognitivních schopností.
kognitivních schopností.
06:13
But just as important is what
the 86 billion neurons mean.
the 86 billion neurons mean.
158
361626
3221
Ale stejně důležité je,
co znamená 86 miliard neuronů.
co znamená 86 miliard neuronů.
06:16
Because we found that the relationship
159
364847
1529
Protože jsme zjistili, že vztah
06:18
between the size of the brain
and its number of neurons
and its number of neurons
160
366376
2352
mezi velikostí mozku a počtem jeho neuronů
06:20
could be described mathematically,
161
368728
1627
lze vyjádřit matematicky.
06:22
we could calculate what a human brain
162
370355
2218
Mohli bychom vypočítat,
jak by lidský mozek
jak by lidský mozek
06:24
would look like if it was made like a rodent brain.
163
372573
2674
vypadal, kdyby byl utvořen
jako mozek hlodavce.
jako mozek hlodavce.
06:27
So, a rodent brain with 86 billion neurons
164
375247
3574
Takže, mozek hlodavce
s 86 miliardami neuronů
s 86 miliardami neuronů
06:30
would weigh 36 kilos.
165
378821
3121
by vážil 36 kilo.
06:33
That's not possible.
166
381942
1633
To není možné.
06:35
A brain that huge would be crushed
167
383575
1906
Tak obrovský mozek by byl rozmačkán
06:37
by its own weight,
168
385481
1184
svou vlastní hmotností
06:38
and this impossible brain would go
169
386665
1587
a musel by být v těle
06:40
in the body of 89 tons.
170
388252
3771
vážícím 89 tun.
06:44
I don't think it looks like us.
171
392023
2134
Nemyslím si, že tento popis na nás sedí.
06:46
So this brings us to a very important
conclusion already,
conclusion already,
172
394157
2553
To nás tedy konečně přivádí
k velmi důležitému závěru,
k velmi důležitému závěru,
06:48
which is that we are not rodents.
173
396710
2647
a sice, že nejsme hlodavci.
06:51
The human brain is not a large rat brain.
174
399357
3268
Lidský mozek není velký krysí mozek.
06:54
Compared to a rat, we might seem special, yes,
175
402625
2628
Ve srovnání s krysou se můžeme
jevit výjimeční, ano,
jevit výjimeční, ano,
06:57
but that's not a fair comparison to make,
176
405253
2220
ale to není správné srovnání
06:59
given that we know that we are not rodents.
177
407473
2089
vzhledem k tomu, že víme,
že nejsme hlodavci.
že nejsme hlodavci.
07:01
We are primates,
178
409562
1390
Jsme primáti,
07:02
so the correct comparison is to other primates.
179
410952
2774
takže správné srovnání je
vůči ostatním primátům.
vůči ostatním primátům.
07:05
And there, if you do the math,
180
413726
1227
A nyní, když si to spočítáte,
07:06
you find that a generic primate
181
414953
2786
zjistíte, že typický primát
07:09
with 86 billion neurons
182
417739
1930
s 86 miliardami neuronů,
07:11
would have a brain of about 1.2 kilos,
183
419669
3003
by měl mít mozek vážící asi 1,2 kg.
07:14
which seems just right,
184
422672
1889
To se zdá být tak akorát,
07:16
in a body of some 66 kilos,
185
424561
1972
v těle vážícím kolem 66 kilogramů,
07:18
which in my case is exactly right,
186
426533
2645
což je v mém případě naprosto přesné.
07:21
which brings us to a very unsurprising
187
429178
2620
To nás přivádí k velmi nepřekvapivému,
07:23
but still incredibly important conclusion:
188
431798
2969
ale nesmírně důležitému závěru:
07:26
I am a primate.
189
434767
1341
Já jsem primát.
07:28
And all of you are primates.
190
436108
2698
A vy všichni jste primáti.
07:30
And so was Darwin.
191
438806
1900
A Darwin byl taky primát.
07:32
I love to think that Darwin
would have really appreciated this.
would have really appreciated this.
192
440706
2940
Ráda si myslím, že by to
Darwin opravdu ocenil.
Darwin opravdu ocenil.
07:35
His brain, like ours,
193
443646
1967
Jeho mozek, stejně jako náš, byl vytvořen
07:37
was made in the image of other primate brains.
194
445613
3511
na stejných principech,
jako mozky ostatních primátů.
jako mozky ostatních primátů.
07:41
So the human brain may be remarkable, yes,
195
449124
2302
Tedy lidský mozek může být
výjimečný, ano,
výjimečný, ano,
07:43
but it is not special in its number of neurons.
196
451426
2781
ale ne v počtu neuronů.
07:46
It is just a large primate brain.
197
454207
1855
Je to jen velký mozek primáta.
07:48
I think that's a very humbling and sobering thought
198
456062
3044
Myslím, že je to velmi
pokorná a střízlivá myšlenka,
pokorná a střízlivá myšlenka,
07:51
that should remind us of our place in nature.
199
459106
3063
která by nám měla připomenout
naše místo v přírodě.
naše místo v přírodě.
07:54
Why does it cost so much energy, then?
200
462169
2644
Proč to ale stojí tolik energie?
07:56
Well, other people have figured out
201
464813
1447
Jiní lidé zjistili,
07:58
how much energy the human brain
202
466260
1503
kolik energie lidský mozek
a mozky jiných druhů spotřebují.
07:59
and that of other species costs,
203
467763
1407
08:01
and now that we knew how many neurons
204
469170
1652
A teď, když jsme zjistili z kolika neuronů
08:02
each brain was made of, we could do the math.
205
470822
2342
se každý mozek skládá,
můžeme si vše spočítat.
můžeme si vše spočítat.
08:05
And it turns out that both human
206
473164
1866
A ukazuje se, že lidský mozek
08:07
and other brains cost about the same,
207
475030
2823
spotřebuje zhruba stejně jako ostatní.
08:09
an average of six calories
per billion neurons per day.
per billion neurons per day.
208
477853
3421
V průměru šest kalorií
na miliardu neuronů za den.
na miliardu neuronů za den.
08:13
So the total energetic cost of a brain
209
481274
2139
Takže celkové energetické náklady mozku
08:15
is a simple, linear function
210
483413
2034
jsou jednoduchou lineární funkcí
08:17
of its number of neurons,
211
485447
1709
počtu neuronů
08:19
and it turns out that the human brain
212
487156
2183
a ukazuje se, že lidský mozek
08:21
costs just as much energy as you would expect.
213
489339
3841
má náklady na energii přesně tak vysoké,
jak byste očekávali.
jak byste očekávali.
08:25
So the reason why the human brain
214
493180
2091
Takže důvod, proč lidský mozek
08:27
costs so much energy is simply because
215
495271
1672
spotřebuje tolik energie, je ten,
08:28
it has a huge number of neurons,
216
496943
1983
že má obrovský počet neuronů.
08:30
and because we are primates
217
498926
1485
Protože jsme primáti,
08:32
with many more neurons for a given body size
218
500411
2499
s mnohem více neurony na velikost těla,
08:34
than any other animal,
219
502910
1522
než má jakýkoli jiný živočich,
08:36
the relative cost of our brain is large,
220
504432
3540
relativní náklady našeho mozku jsou velké,
08:39
but just because we're primates,
not because we're special.
not because we're special.
221
507972
3001
ale jen proto, že jsme primáti,
ne proto, že jsme výjimeční.
ne proto, že jsme výjimeční.
08:42
Last question, then:
222
510973
1190
Tedy poslední otázka:
08:44
how did we come by this
remarkable number of neurons,
remarkable number of neurons,
223
512163
3115
Jak jsme přišli k tomuto pozoruhodnému
počtu neuronů,
počtu neuronů,
08:47
and in particular, if great apes
224
515278
1900
a proč lidoopi, když
08:49
are larger than we are,
225
517178
1555
jsou větší než my,
08:50
why don't they have a larger brain
than we do, with more neurons?
than we do, with more neurons?
226
518733
3765
nemají větší mozek než my, s více neurony?
08:54
When we realized how much expensive it is
227
522498
2090
Když jsme si uvědomili, jak drahé je
08:56
to have a lot of neurons in the brain, I figured,
228
524588
2333
mít spoustu neuronů v mozku, napadlo mě,
08:58
maybe there's a simple reason.
229
526921
2003
že možná existuje jednoduchý důvod.
09:00
They just can't afford the energy
230
528924
1683
Nemohou si dovolit
vynakládat tolik energie,
vynakládat tolik energie,
09:02
for both a large body
and a large number of neurons.
and a large number of neurons.
231
530607
2950
na velké tělo i velký počet neuronů.
09:05
So we did the math.
232
533557
1429
Takže jsme udělali výpočty.
09:06
We calculated on the one hand
233
534986
1600
Na jedné straně jsme spočítali,
09:08
how much energy a primate gets per day
234
536586
1941
kolik energie získá primát za den,
09:10
from eating raw foods,
235
538527
1350
pojídáním syrové potravy
09:11
and on the other hand, how much energy
236
539877
2037
a na straně druhé, kolik energie
09:13
a body of a certain size costs
237
541914
1764
spotřebuje tělo určité velikosti
09:15
and how much energy a brain of a
certain number of neurons costs,
certain number of neurons costs,
238
543678
3387
a kolik energie spotřebuje mozek
s určitým počet neuronů.
s určitým počet neuronů.
09:19
and we looked for the combinations
239
547065
1489
Podívali jsme se na kombinace
09:20
of body size and number of brain neurons
240
548554
2411
tělesné velikosti a počtu
mozkových neuronů,
mozkových neuronů,
které si primáti mohou dovolit,
09:22
that a primate could afford
241
550965
1270
09:24
if it ate a certain number of hours per day.
242
552235
2548
stráví-li určitý počet
hodin ze dne jedením.
hodin ze dne jedením.
09:26
And what we found is that
243
554783
1816
A zjistili jsme, že
09:28
because neurons are so expensive,
244
556599
1712
protože neurony jsou tak drahé,
09:30
there is a tradeoff between
body size and number of neurons.
body size and number of neurons.
245
558311
3370
existuje tu kompromis mezi velikostí
těla a počtem neuronů.
těla a počtem neuronů.
09:33
So a primate that eats eight hours per day
246
561681
2951
Takže primát, který jí osm hodin denně,
09:36
can afford at most 53 billion neurons,
247
564632
3024
si může dovolit nanejvýš
53 miliard neuronů,
53 miliard neuronů,
09:39
but then its body cannot be any bigger
248
567656
1727
ale pak jeho tělo nemůže být těžší
09:41
than 25 kilos.
249
569383
1954
než 25 kilogramů.
09:43
To weigh any more than that,
250
571337
1701
Aby mohl vážit více,
09:45
it has to give up neurons.
251
573038
1769
musí se vzdát neuronů.
09:46
So it's either a large body
252
574807
2653
Takže je to buď velké tělo
09:49
or a large number of neurons.
253
577460
1495
nebo velký počet neuronů.
09:50
When you eat like a primate,
254
578955
1365
Když budete jíst jako primát,
09:52
you can't afford both.
255
580320
2236
nemůžete si dovolit obojí.
09:54
One way out of this metabolic limitation
256
582556
1964
Jeden způsob, jak se dostat
z tohoto metabolického omezení,
z tohoto metabolického omezení,
09:56
would be to spend even more hours per day eating,
257
584520
3401
by byl strávit ještě více
hodin za den jedením,
hodin za den jedením,
09:59
but that gets dangerous,
258
587921
1363
to se ale stává nebezpečným
10:01
and past a certain point, it's just not possible.
259
589284
2719
a od určitého bodu už to
prostě není možné.
prostě není možné.
10:04
Gorillas and orangutans, for instance,
260
592003
1537
Například gorily a orangutani
10:05
afford about 30 billion neurons
261
593540
1923
si mohou dovolit asi 30 miliard neuronů,
10:07
by spending eight and a half hours per day eating,
262
595463
2966
protože stráví osm a půl hodiny
denně jedením,
denně jedením,
10:10
and that seems to be about as much as they can do.
263
598429
3116
a zdá se, že to je maximum,
co ještě zvládnou.
co ještě zvládnou.
10:13
Nine hours of feeding per day
264
601545
1791
Devět hodin jedení denně
10:15
seems to be the practical limit for a primate.
265
603336
3271
se jeví jako praktický limit pro primáty.
10:18
What about us?
266
606607
1791
A co my?
10:20
With our 86 billion neurons
267
608398
1600
S našimi 86 miliardami neuronů
10:21
and 60 to 70 kilos of body mass,
268
609998
3035
a 60 až 70 kilogramy tělesné hmotnosti
10:25
we should have to spend over nine hours
269
613033
3561
bychom měli věnovat více než devět hodin
10:28
per day every single day feeding,
270
616594
3575
denně jedení,
10:32
which is just not feasible.
271
620169
2039
což prostě není proveditelné.
10:34
If we ate like a primate,
272
622208
1834
Pokud bychom jedli jako primáti,
10:36
we should not be here.
273
624042
2253
neměli bychom tu být.
10:38
How did we get here, then?
274
626295
2127
Jak jsme se sem pak tedy dostali?
10:40
Well, if our brain costs just as much energy
275
628422
2735
Jestli náš mozek spotřebuje tolik energie,
10:43
as it should, and if we can't spend
276
631157
1723
kolik by měl, a pokud nemůžeme strávit
10:44
every waking hour of the day feeding,
277
632880
3674
každou hodinu, co jsme vzhůru, jedením,
10:48
then the only alternative, really,
278
636554
1911
pak jediná alternativa je,
10:50
is to somehow get more energy
279
638465
1958
dostat více energie
10:52
out of the same foods.
280
640423
1953
ze stejného jídla.
10:54
And remarkably, that matches exactly
281
642376
3800
A pozoruhodné je,
že to přesně odpovídá tomu,
že to přesně odpovídá tomu,
10:58
what our ancestors are believed to have invented
282
646176
3037
co si myslíme, že dokázali naši předci
11:01
one and a half million years ago,
283
649213
1839
před jeden a půl miliony let,
11:03
when they invented cooking.
284
651052
2782
když vynalezli vaření.
11:05
To cook is to use fire
285
653834
1970
Vařit znamená používat oheň
11:07
to pre-digest foods outside of your body.
286
655804
3800
k natrávení potravy mimo naše tělo.
11:11
Cooked foods are softer, so they're easier to chew
287
659604
2606
Vařené jídlo je měkčí,
tedy se i lépe žvýká
tedy se i lépe žvýká
11:14
and to turn completely into mush in your mouth,
288
662210
2563
a snáze se v puse promění na kaši,
11:16
so that allows them to be completely digested
289
664773
2152
což umožní úplné strávení
11:18
and absorbed in your gut,
290
666925
1436
a vstřebání ve střevech.
11:20
which makes them yield much more
energy in much less time.
energy in much less time.
291
668361
3655
To přinese mnohem více energie,
v mnohem kratším čase.
v mnohem kratším čase.
11:24
So cooking frees time for us to do
292
672016
2489
Takže vaření nám získává čas,
abychom dělali
abychom dělali
11:26
much more interesting things with our day
293
674505
2062
mnohem zajímavější věci s naším dnem
11:28
and with our neurons
294
676567
1480
a s našimi neurony,
11:30
than just thinking about food,
295
678047
1905
než jen mysleli na jídlo,
11:31
looking for food, and gobbling down food
296
679952
1704
hledali jídlo a hltali ho,
11:33
all day long.
297
681656
1225
po celý den.
11:34
So because of cooking, what once was
298
682881
2499
Takže díky vaření se původní břímě,
velký,
velký,
11:37
a major liability, this large,
299
685380
2353
11:39
dangerously expensive brain with a lot of neurons,
300
687733
3033
nebezpečně drahý mozek s mnoha neurony,
11:42
could now become a major asset,
301
690766
2036
stává hlavní výhodou.
11:44
now that we could both afford
the energy for a lot of neurons
the energy for a lot of neurons
302
692802
3251
Teď, když si můžeme dovolit
energii pro mnoho neuronů
energii pro mnoho neuronů
11:48
and the time to do interesting things with them.
303
696056
2503
a čas dělat s nimi zajímavé věci.
11:50
So I think this explains why the human brain
304
698559
1974
Takže si myslím, že to vysvětluje,
proč lidský mozek
proč lidský mozek
11:52
grew to become so large so fast in evolution,
305
700533
3240
během evoluce tak rychle
narostl do takové velikosti
narostl do takové velikosti
11:55
all of the while remaining just a primate brain.
306
703773
3897
zatímco zůstal pouhým mozkem primátů.
11:59
With this large brain now affordable by cooking,
307
707670
2774
S tímto velkým mozkem, který si nyní
můžeme dovolit díky vaření,
můžeme dovolit díky vaření,
12:02
we went rapidly from raw foods to culture,
308
710444
2913
jsme rychle přešli od syrové
potravy ke kultuře,
potravy ke kultuře,
12:05
agriculture, civilization, grocery stores,
309
713357
2606
zemědělství, civilizaci,
obchodům s potravinami,
obchodům s potravinami,
12:07
electricity, refrigerators,
310
715963
1625
elektřině, chladničkám,
12:09
all of those things that nowadays
311
717588
1607
ke všem těm věcem, co nám dnes
12:11
allow us to get all the energy we need
312
719195
2042
umožňují získat všechnu energii,
co potřebujeme
co potřebujeme
12:13
for the whole day in a single sitting
313
721237
2782
na celý den jednou návštěvou
12:16
at your favorite fast food joint.
314
724019
2954
našeho oblíbeného rychlého občerstvení.
12:18
So what once was a solution
315
726973
2437
Co kdysi bylo řešením,
12:21
now became the problem,
316
729410
1699
stává se nyní problémem,
12:23
and ironically, we look for the solution in raw food.
317
731109
5517
a paradoxně hledáme řešení
v syrových potravinách.
v syrových potravinách.
12:28
So what is the human advantage?
318
736626
2556
Co je tedy výhoda lidí?
12:31
What is it that we have
319
739182
1503
Co je to, co máme
12:32
that no other animal has?
320
740685
2535
a nikdo jiný nemá?
12:35
My answer is that we have the largest number
321
743220
2348
Má odpověď je, že máme největší počet
12:37
of neurons in the cerebral cortex,
322
745568
1472
neuronů v mozkové kůře
12:39
and I think that's the simplest explanation
323
747040
1844
a myslím, že je to nejjednodušší
vysvětlení
vysvětlení
12:40
for our remarkable cognitive abilities.
324
748884
2013
našich pozoruhodných
kognitivních schopností.
kognitivních schopností.
12:42
And what is it that we do that no other animal does,
325
750897
3227
A co je to, co děláme a žádný
jiný živočich ne,
jiný živočich ne,
12:46
and which I believe was fundamental
326
754124
1969
a co, podle mě, bylo nezbytné,
12:48
to allow us to reach that large,
327
756093
3083
abychom mohli dosáhnout takového počtu
12:51
largest number of neurons in the cortex?
328
759176
2222
neuronů v mozkové kůře?
12:53
In two words, we cook.
329
761398
2215
Jedním slovem - vaření.
12:55
No other animal cooks its food. Only humans do.
330
763613
3566
Žádný jiný živočich potravu nevaří,
pouze lidé.
pouze lidé.
12:59
And I think that's how we got to become human.
331
767179
2870
A myslím si, že tak jsme se stali lidmi.
13:02
Studying the human brain changed
the way I think about food.
the way I think about food.
332
770049
2460
Studiem lidského mozku se mi
změnil pohled na jídlo.
změnil pohled na jídlo.
13:04
I now look at my kitchen,
333
772509
1645
Nyní se dívám na svou kuchyni
13:06
and I bow to it,
334
774154
1470
a klaním se jí,
13:07
and I thank my ancestors for coming up
335
775624
1705
a děkuji svým předkům za vynález,
13:09
with the invention that probably made us humans.
336
777329
1900
který z nás pravděpodobně udělal lidi.
13:11
Thank you very much.
337
779229
2132
Mnohokrát děkuji.
13:13
(Applause)
338
781361
6353
(Potlesk)
ABOUT THE SPEAKER
Suzana Herculano-Houzel - NeuroscientistSuzana Herculano-Houzel shrunk the human brain by 14 billion neurons -- by developing a new way to count them.
Why you should listen
How many neurons make a human brain? For years, the answer has been (give or take) 100 billion. But neuroscientist Suzana Herculano-Houzel decided to count them herself. Her research approach involved dissolving four human brains (donated to science) into a homogeneous mixture -- in her lab at the Institute of Biomedical Sciences in Rio de Janeiro, they call it "brain soup." She then took a sample of the mix, counted the number of cell nuclei belonging to neurons, and scaled that up. Result: the human brain has about 86 billion neurons, 14 billion fewer than assumed -- but intriguingly, far more than other animals, relative to brain size.
She suggests that it was the invention of cooking by our ancestors -- which makes food yield much more metabolic energy -- that allowed humans to develop the largest primate brain. She's now working on elephant and whale brains to test her hypothesis.
Suzana Herculano-Houzel | Speaker | TED.com