ABOUT THE SPEAKER
Suzana Herculano-Houzel - Neuroscientist
Suzana 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.

More profile about the speaker
Suzana Herculano-Houzel | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

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

苏珊娜·郝库蓝诺-赫佐尔: 人类大脑最特别的地方在哪里?

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人类的大脑是一个迷 -- 对于我们的身体来说,它是出奇地大。它的重量和那一个奇形怪状的密集的大脑皮层消耗了大量的能量。但是:为什么?神经学家苏珊娜带上她的侦探帽,带领我们探索这个神秘的大脑。通过制作“大脑汤剂”,她得到了一个惊人的结论。
- Neuroscientist
Suzana Herculano-Houzel shrunk the human brain by 14 billion neurons -- by developing a new way to count them. Full bio

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00:12
What is so special特别 about the human人的 brain?
0
946
2394
对于人类的大脑来说,什么是最特别的?
00:15
Why is it that we study研究 other animals动物
1
3340
2212
我们为什么要研究其他的动物?
00:17
instead代替 of them studying研究 us?
2
5552
2121
而不是他们研究我们?
00:19
What does a human人的 brain have or do
3
7673
1798
有没有什么是人类大脑可以做的
00:21
that no other brain does?
4
9471
1733
而其他的大脑不能做的?
00:23
When I became成为 interested有兴趣
in these questions问题 about 10 years年份 ago,
5
11204
2848
十年前,我对这些问题产生兴趣
00:26
scientists科学家们 thought they knew知道
what different不同 brains大脑 were made制作 of.
6
14052
2942
科学家认为他们知道大脑不同的组成部分
00:28
Though虽然 it was based基于 on very little evidence证据,
7
16994
1729
即使那些都是基于一些非常小的证据,
00:30
many许多 scientists科学家们 thought that all mammalian哺乳动物 brains大脑,
8
18723
2187
很多科学界认为所有的哺乳动物的大脑,
00:32
including包含 the human人的 brain,
9
20910
1725
包括人类的大脑
00:34
were made制作 in the same相同 way,
10
22635
1300
是由同样的东西组成,
00:35
with a number of neurons神经元 that was always
11
23935
1502
一系列的神经元和大脑的大小
00:37
proportional成比例的 to the size尺寸 of the brain.
12
25437
2231
总是成为成正比
00:39
This means手段 that two brains大脑 of the same相同 size尺寸,
13
27668
2076
这个以为着,两个同样大小的大脑
00:41
like these two, with a respectable可敬 400 grams,
14
29744
3548
就看这两个,有大概400克,
00:45
should have similar类似 numbers数字 of neurons神经元.
15
33292
2552
应该有同样数量的神经元
00:47
Now, if neurons神经元 are the functional实用
16
35844
1796
如果我们说神经元是大脑
00:49
information信息 processing处理 units单位 of the brain,
17
37640
2903
功能信息处理的单位
00:52
then the owners拥有者 of these two brains大脑
18
40543
1592
然后,这些两个大脑各自的拥有者
00:54
should have similar类似 cognitive认知 abilities能力.
19
42135
2729
应该有的相近的认知能力。
00:56
And yet然而, one is a chimp黑猩猩,
20
44864
2349
然而,其中一个是黑猩猩,
00:59
and the other is a cow.
21
47213
2637
和另一种是一头母牛。
01:01
Now maybe cows奶牛 have a really rich丰富
22
49850
2362
现在也许牛有很丰富的
01:04
internal内部 mental心理 life and are so smart聪明
23
52212
2253
精神生活,并且很聪明
01:06
that they choose选择 not to let us realize实现 it,
24
54465
3803
他们选择不会让我们意识到这一点,
01:10
but we eat them.
25
58268
1445
但我们吃他们。
01:11
I think most people will agree同意
26
59713
1699
我想大多数人会同意
01:13
that chimps黑猩猩 are capable of much more complex复杂,
27
61412
2001
相比于牛来说,黑猩猩具有更加复杂
01:15
elaborate阐述 and flexible灵活 behaviors行为 than cows奶牛 are.
28
63413
3056
和细节,以及灵活的行为。
01:18
So this is a first indication迹象 that the
29
66469
1932
所以这是第一个征兆显示
01:20
"all brains大脑 are made制作 the same相同 way" scenario脚本
30
68401
2033
"所有的大脑的构成方式都是一样的"
01:22
is not quite相当 right.
31
70434
1671
不是特别正确的。
01:24
But let's play along沿.
32
72105
1346
我们不妨继续这个比喻
01:25
If all brains大脑 were made制作 the same相同 way
33
73451
1778
如果所有的大脑由相同的方式组成
01:27
and you were to compare比较 animals动物
with brains大脑 of different不同 sizes大小,
34
75229
2912
你要将大脑大小不同的动物拿来做比较,
01:30
larger brains大脑 should always have more neurons神经元
35
78141
2182
大一点的大脑对于小一点的大脑来说
01:32
than smaller brains大脑,
and the larger the brain,
36
80323
2323
应该具有等多的神经元,
并且越大的大脑,
01:34
the more cognitively认知 able能够 its owner所有者 should be.
37
82646
3022
它的主人应该更有认知能力。
01:37
So the largest最大 brain around should also be
38
85668
2136
所以最大的脑应该具有
01:39
the most cognitively认知 able能够.
39
87804
2289
最好的认知能力。
01:42
And here comes the bad news新闻:
40
90093
1581
这里有个坏消息要说:
01:43
Our brain, not the largest最大 one around.
41
91674
2757
我们的大脑,不是最大的一个。
01:46
It seems似乎 quite相当 vexing伤脑筋.
42
94431
1555
看起来相当棘手。
01:47
Our brain weighs between之间 1.2 and 1.5 kilos公斤,
43
95986
2735
我们的大脑重量 1.2 和 1.5 公斤之间
01:50
but elephant brains大脑 weigh称重 between之间 four and five kilos公斤,
44
98721
3317
但大象脑子称之间四、 五公斤
01:54
and whale brains大脑 can weigh称重 up to nine kilos公斤,
45
102038
2585
鲸鱼大脑可重达 9 公斤
01:56
which哪一个 is why scientists科学家们 used to resort采取 to saying
46
104623
4738
这就是为什么科学家们用来诉诸说
02:01
that our brain must必须 be special特别
47
109361
2157
我们的大脑肯定是非常特别地
02:03
to explain说明 our cognitive认知 abilities能力.
48
111518
2862
来解释我们的认知能力。
02:06
It must必须 be really extraordinary非凡,
49
114380
2946
它必须是真的非同寻常,
02:09
an exception例外 to the rule规则.
50
117326
1977
一个例外情况。
02:11
Theirs他们的 may可能 be bigger, but ours我们的 is better,
51
119303
3226
他们的大脑可能会更大,但我们的更好,
02:14
and it could be better, for example,
52
122529
1875
并且我们的可以变得更加好,例如,
02:16
in that it seems似乎 larger than it should be,
53
124404
2111
在这似乎比它应该更大
02:18
with a much larger cerebral颅内 cortex皮质
than we should have
54
126515
2698
与很多大大脑皮层比我们应该有的
02:21
for the size尺寸 of our bodies身体.
55
129213
1539
对于我们的身体的大小。
02:22
So that would give us extra额外 cortex皮质
56
130752
1652
因此,这样将会给我们额外皮质
02:24
to do more interesting有趣 things
than just operating操作 the body身体.
57
132404
2960
去做更多有趣的事情,而不是只主管我的身体。
02:27
That's because the size尺寸 of the brain
58
135364
1679
这是因为大脑的大小
02:29
usually平时 follows如下 the size尺寸 of the body身体.
59
137043
2333
通常遵循身体的大小。
02:31
So the main主要 reason原因 for saying that
60
139376
2317
所以说这句话的主要原因就是
02:33
our brain is larger than it should be
61
141693
2087
我们的大脑已经比它应有的大小大出好多了
02:35
actually其实 comes from comparing比较 ourselves我们自己
62
143780
1772
其实是来自于比较我们自己
02:37
to great apes类人猿.
63
145552
1686
和巨猿。
02:39
Gorillas大猩猩 can be two to three times larger than we are,
64
147238
2594
大猩猩可以是比我们大两到三倍
02:41
so their brains大脑 should also be larger than ours我们的,
65
149832
2421
因此,他们的大脑也应该比我们的大
02:44
but instead代替 it's the other way around.
66
152253
1945
但相反,它的大脑比我们的小。
02:46
Our brain is three times larger than a gorilla大猩猩 brain.
67
154198
2935
我们的大脑是比大猩猩脑大三倍。
02:49
The human人的 brain also seems似乎 special特别
68
157133
2120
人类的大脑似乎也很特别
02:51
in the amount of energy能源 that it uses使用.
69
159253
2247
在于它使用的能源的量。
02:53
Although虽然 it weighs only two percent百分 of the body身体,
70
161500
2749
虽然它的重量只有全身的2%,
02:56
it alone单独 uses使用 25 percent百分 of all the energy能源
71
164249
3443
但是它单独使用
02:59
that your body身体 requires要求 to run per day.
72
167692
2463
你身体每天所需能量的25%
03:02
That's 500 calories卡路里 out of a total of 2,000 calories卡路里,
73
170155
3353
2000卡路里里面的500卡路里
03:05
just to keep your brain working加工.
74
173508
2405
仅仅只是为了让你的大脑的工作。
03:07
So the human人的 brain is larger than it should be,
75
175913
2928
所以,人类的大脑已经比应有的大小大出很多了
03:10
it uses使用 much more energy能源 than it should,
76
178841
2026
它消耗了更加多的能量,对于他应该消耗的来说
03:12
so it's special特别.
77
180867
1458
所以它很特殊。
03:14
And this is where the story故事 started开始 to bother me.
78
182325
2571
这是这个故事开始让我感到疑惑。
03:16
In biology生物学, we look for rules规则
79
184896
1671
在生物学中,我们发现规则
03:18
that apply应用 to all animals动物 and to life in general一般,
80
186567
2846
一般情况下,适用于所有的动物和生活
03:21
so why should the rules规则 of evolution演化
81
189413
1850
那么为什么进化的规则
03:23
apply应用 to everybody每个人 else其他 but not to us?
82
191263
3642
应用到了其他生物,但不是我们?
03:26
Maybe the problem问题 was with the basic基本 assumption假设
83
194905
2197
也许这个问题是一个基础的假设
03:29
that all brains大脑 are made制作 in the same相同 way.
84
197102
1871
所有的大脑都是由相同的方式组成。
03:30
Maybe two brains大脑 of a similar类似 size尺寸
85
198973
1599
也许两个大小相似的大脑
03:32
can actually其实 be made制作 of
very different不同 numbers数字 of neurons神经元.
86
200572
2591
实际上可以由数目不同的神经元组成。
03:35
Maybe a very large brain
87
203163
1607
也许是一个非常大的大脑
03:36
does not necessarily一定 have more neurons神经元
88
204770
1840
不一定需要具有更多的神经元
03:38
than a more modest-sized规模适中 brain.
89
206610
2221
对于一个更具规模适度的大脑。
03:40
Maybe the human人的 brain
actually其实 has the most neurons神经元
90
208831
3009
也许,相比于其他大脑来说,人类的大脑具有
03:43
of any brain, regardless而不管 of its size尺寸,
91
211840
2573
最多的神经元,无论其规模大小,
03:46
especially特别 in the cerebral颅内 cortex皮质.
92
214413
2094
尤其是在大脑皮质中。
03:48
So this to me became成为
93
216507
1552
所以这对我来说成为了
03:50
the important重要 question to answer回答:
94
218059
1729
对于这个答案来说最重要的问题
03:51
how many许多 neurons神经元 does the human人的 brain have,
95
219788
2400
人类大脑有多少神经元
03:54
and how does that compare比较 to other animals动物?
96
222188
2522
和其他动物比较起来怎样?
03:56
Now, you may可能 have heard听说 or read somewhere某处
97
224710
2423
现在,您可能会听到或读到过
03:59
that we have 100 billion十亿 neurons神经元,
98
227133
2111
我们有 1000 亿个神经元
04:01
so 10 years年份 ago, I asked my colleagues同事
99
229244
2086
10 年前,我就问我的同事们
04:03
if they knew知道 where this number came来了 from.
100
231330
1839
他们是否知道这个数字是从哪里来的。
04:05
But nobody没有人 did.
101
233169
1458
但没人知道。
04:06
I've been digging挖掘 through通过 the literature文学
102
234627
1453
我通过深入细致的研究文献
04:08
for the original原版的 reference参考 for that number,
103
236080
2058
试图找出该数字的原始参考
04:10
and I could never find it.
104
238138
1783
但我找不到它。
04:11
It seems似乎 that nobody没有人 had actually其实 ever counted
105
239921
2739
这似乎其实没有人去真正的数过
04:14
the number of neurons神经元 in the human人的 brain,
106
242660
1534
人类大脑里面的神经元数量,
04:16
or in any other brain for that matter.
107
244194
2499
或者其他任何的大脑里面神经元的数量。
04:18
So I came来了 up with my own拥有 way
to count计数 cells细胞 in the brain,
108
246693
3535
所以我想出了我自己的方式来统计大脑里面的细胞,
04:22
and it essentially实质上 consists of
109
250228
2108
它最重要的一个步骤是
04:24
dissolving溶解 that brain into soup.
110
252336
3245
那大脑溶解在试剂里。
04:27
It works作品 like this:
111
255581
2037
它的工作方式:
04:29
You take a brain, or parts部分 of that brain,
112
257618
3127
你带一个大脑或部分的大脑,
04:32
and you dissolve溶解 it in detergent洗涤剂,
113
260745
1744
让它溶化在洗涤剂里,
04:34
which哪一个 destroys破阵 the cell细胞 membranes
114
262489
1509
洗涤剂会破坏细胞膜
04:35
but keeps保持 the cell细胞 nuclei原子核 intact完整,
115
263998
2436
但保持细胞核不变,
04:38
so you end结束 up with a suspension悬挂 of free自由 nuclei原子核
116
266434
3140
所以你最终会看到细胞核悬浮
04:41
that looks容貌 like this,
117
269574
1781
看起来像这样,
04:43
like a clear明确 soup.
118
271355
1273
像一碗清汤。
04:44
This soup contains包含 all the nuclei原子核
119
272628
1891
这汤包含所有细胞核
04:46
that once一旦 were a mouse老鼠 brain.
120
274519
2054
曾经是一个老鼠的大脑。
04:48
Now, the beauty美女 of a soup is that because it is soup,
121
276573
3030
现在,这个液体的魅力在于因为它是液体,
04:51
you can agitate激荡 it and make those nuclei原子核
122
279603
2898
可以摇晃它,并使这些细胞核
04:54
be distributed分散式 homogeneously均匀 in the liquid液体,
123
282501
1971
在液体中均匀分布
04:56
so that now by looking under the microscope显微镜
124
284472
1981
所以,现在通过在显微镜下观察
04:58
at just four or five samples样本
of this homogeneous同质 solution,
125
286453
4083
只需四个或五个
这种细胞核均匀分布的样本
05:02
you can count计数 nuclei原子核, and therefore因此 tell
126
290536
2536
你可以数数原子核,并能够知道
05:05
how many许多 cells细胞 that brain had.
127
293072
1679
有多少脑细胞了。
05:06
It's simple简单, it's straightforward直截了当,
128
294751
1625
这样很简单,非常直接,
05:08
and it's really fast快速.
129
296376
1434
并且,这样的速度也很快。
05:09
So we've我们已经 used that method方法 to count计数 neurons神经元
130
297810
1997
所以我们使用了这种方法来计数神经元
05:11
in dozens许多 of different不同 species种类 so far,
131
299807
2311
目前为止计数了几十个不同的物种,
05:14
and it turns out that all brains大脑
132
302118
1689
结果发现,所有的大脑
05:15
are not made制作 the same相同 way.
133
303807
2582
是由不同的方式组成的。
05:18
Take rodents啮齿动物 and primates灵长类动物, for instance:
134
306389
2187
以啮齿类动物和灵长类动物为例:
05:20
In larger rodent啮齿动物 brains大脑, the average平均 size尺寸
135
308576
2284
在大一些的啮齿类动物大脑里,
05:22
of the neuron神经元 increases增加,
136
310860
1686
神经元的平均尺寸在增加,
05:24
so the brain inflates膨胀 very rapidly急速
137
312546
2599
所以,大脑非常迅速地膨胀
05:27
and gains收益 size尺寸 much faster更快 than it gains收益 neurons神经元.
138
315145
3165
尺寸增长比获得神经元更加快
05:30
But primate灵长类动物 brains大脑 gain获得 neurons神经元
139
318310
1703
但灵长类动物的大脑得到神经元
05:32
without the average平均 neuron神经元 becoming变得 any larger,
140
320013
2459
而不需要神经元平均尺寸增大
05:34
which哪一个 is a very economical经济 way
141
322472
1525
这是一种非常经济的方法
05:35
to add neurons神经元 to your brain.
142
323997
1653
在你大脑里添加神经元
05:37
The result结果 is that a primate灵长类动物 brain
143
325650
1764
结果是灵长类动物的大脑
05:39
will always have more neurons神经元 than
a rodent啮齿动物 brain of the same相同 size尺寸,
144
327414
3167
和啮齿动物相同大小的脑相比, 总有更多的神经元
05:42
and the larger the brain,
145
330581
1483
和大脑越大
05:44
the larger this difference区别 will be.
146
332064
2214
这种差异性將越來越大
05:46
Well, what about our brain then?
147
334278
2103
那么,我们的大脑又是如何呢?
05:48
We found发现 that we have, on average平均,
148
336381
1684
我们发现我们平均有
05:50
86 billion十亿 neurons神经元,
149
338065
1785
860 亿个神经元
05:51
16 billion十亿 of which哪一个 are in the cerebral颅内 cortex皮质,
150
339850
2999
其中有 160 亿个存在于大脑皮质里
05:54
and if you consider考虑 that the cerebral颅内 cortex皮质
151
342849
2081
而且如果你认为大脑皮质
05:56
is the seat座位 of functions功能 like
152
344930
3094
是下列功能的基础,
06:00
awareness意识 and logical合乎逻辑 and abstract抽象 reasoning推理,
153
348024
3137
意识,逻辑和抽象推理,
06:03
and that 16 billion十亿 is the most neurons神经元
154
351161
2984
那么,这160 亿个神经元
06:06
that any cortex皮质 has,
155
354145
2621
对大脑皮质来说是最重要的
06:08
I think this is the simplest简单 explanation说明
156
356766
1718
我想这是最简单的說明
06:10
for our remarkable卓越 cognitive认知 abilities能力.
157
358484
3142
对于我们卓越的认知能力。
06:13
But just as important重要 is what
the 86 billion十亿 neurons神经元 mean.
158
361626
3221
但,就和 860 亿神经元的意义一样重要
06:16
Because we found发现 that the relationship关系
159
364847
1529
因为我们发现了
06:18
between之间 the size尺寸 of the brain
and its number of neurons神经元
160
366376
2352
大脑的大小和其神经元数目之间的关联
06:20
could be described描述 mathematically数学,
161
368728
1627
是可以用数学模型来计算的
06:22
we could calculate计算 what a human人的 brain
162
370355
2218
我们可以计算出人类大脑
06:24
would look like if it was made制作 like a rodent啮齿动物 brain.
163
372573
2674
如果被作成像是一个啮齿类动物的大脑会如何。
06:27
So, a rodent啮齿动物 brain with 86 billion十亿 neurons神经元
164
375247
3574
所以,有着 860 亿神经元的啮齿类动物大脑
06:30
would weigh称重 36 kilos公斤.
165
378821
3121
将重 36 公斤。
06:33
That's not possible可能.
166
381942
1633
那是不可能的。
06:35
A brain that huge巨大 would be crushed
167
383575
1906
巨大的大脑將会被
06:37
by its own拥有 weight重量,
168
385481
1184
它自己本身的重量所挤压,
06:38
and this impossible不可能 brain would go
169
386665
1587
这个不可能的大脑將会适用于
06:40
in the body身体 of 89 tons.
170
388252
3771
一个89吨的身体 。
06:44
I don't think it looks容貌 like us.
171
392023
2134
我不认为它看起来跟我们一样。
06:46
So this brings带来 us to a very important重要
conclusion结论 already已经,
172
394157
2553
因此,这已经带給我们的一个非常重要的结论,
06:48
which哪一个 is that we are not rodents啮齿动物.
173
396710
2647
我们不是啮齿类动物。
06:51
The human人的 brain is not a large rat brain.
174
399357
3268
人类的大脑不是一个大老鼠的大脑。
06:54
Compared相比 to a rat, we might威力 seem似乎 special特别, yes,
175
402625
2628
和一只老鼠相比,我们看起来可能特别些,是的
06:57
but that's not a fair公平 comparison对照 to make,
176
405253
2220
但这样的比较不公平,
06:59
given特定 that we know that we are not rodents啮齿动物.
177
407473
2089
我们知道我们不是啮齿类动物。
07:01
We are primates灵长类动物,
178
409562
1390
我们是灵长类动物,
07:02
so the correct正确 comparison对照 is to other primates灵长类动物.
179
410952
2774
因此和其他的灵长类动物做正确的比较。
07:05
And there, if you do the math数学,
180
413726
1227
這里还有,如果你自己来算一下,
07:06
you find that a generic通用 primate灵长类动物
181
414953
2786
你会发现一般的的灵长类动物
07:09
with 86 billion十亿 neurons神经元
182
417739
1930
有着860 亿神经元
07:11
would have a brain of about 1.2 kilos公斤,
183
419669
3003
将会有一个约 1.2 公斤的大脑
07:14
which哪一个 seems似乎 just right,
184
422672
1889
这似乎刚刚好,
07:16
in a body身体 of some 66 kilos公斤,
185
424561
1972
在大约66 公斤身体中,
07:18
which哪一个 in my case案件 is exactly究竟 right,
186
426533
2645
在我的研究是完全正确的
07:21
which哪一个 brings带来 us to a very unsurprising令人吃惊
187
429178
2620
我们对此一点儿也不惊讶
07:23
but still incredibly令人难以置信 important重要 conclusion结论:
188
431798
2969
但这仍是令人难以置信的重要结论:
07:26
I am a primate灵长类动物.
189
434767
1341
我是灵长类动物。
07:28
And all of you are primates灵长类动物.
190
436108
2698
而且,你们全部都是灵长类动物。
07:30
And so was Darwin达尔文.
191
438806
1900
达尔文也是。
07:32
I love to think that Darwin达尔文
would have really appreciated赞赏 this.
192
440706
2940
我认为达尔文会很欣赏这个研究结论。
07:35
His brain, like ours我们的,
193
443646
1967
他的大脑,像我们一样,
07:37
was made制作 in the image图片 of other primate灵长类动物 brains大脑.
194
445613
3511
和其它灵长类动物的大脑一样。
07:41
So the human人的 brain may可能 be remarkable卓越, yes,
195
449124
2302
所以,人类的大脑可能是显著的,是的
07:43
but it is not special特别 in its number of neurons神经元.
196
451426
2781
但它特别之处不在于其神经元的数目。
07:46
It is just a large primate灵长类动物 brain.
197
454207
1855
它只是一个大的灵长类动物的大脑。
07:48
I think that's a very humbling震撼人心 and sobering发人深省 thought
198
456062
3044
我想这是个非常谦卑和发人深省的思考
07:51
that should remind提醒 us of our place地点 in nature性质.
199
459106
3063
提醒了我们在自然界的位置。
07:54
Why does it cost成本 so much energy能源, then?
200
462169
2644
为什么我们的大脑消耗这么大的能量,然后呢?
07:56
Well, other people have figured想通 out
201
464813
1447
有些人已经想通了,
07:58
how much energy能源 the human人的 brain
202
466260
1503
人类的大脑能消耗多少能量
07:59
and that of other species种类 costs成本,
203
467763
1407
和其他物种的大脑消耗多少能量
08:01
and now that we knew知道 how many许多 neurons神经元
204
469170
1652
而现在,我们知道
08:02
each brain was made制作 of, we could do the math数学.
205
470822
2342
每个大脑中有多少神经元,我们可以算一算。
08:05
And it turns out that both human人的
206
473164
1866
结果是,人类
08:07
and other brains大脑 cost成本 about the same相同,
207
475030
2823
和其他物种的大脑消耗相同的能量
08:09
an average平均 of six calories卡路里
per billion十亿 neurons神经元 per day.
208
477853
3421
平均每日,每十亿个神经元消耗六个卡路里的热量。
08:13
So the total energetic有活力 cost成本 of a brain
209
481274
2139
所以一个大脑全部精力的消耗
08:15
is a simple简单, linear线性 function功能
210
483413
2034
是简单的,线性函数
08:17
of its number of neurons神经元,
211
485447
1709
可计算其神经元的数目
08:19
and it turns out that the human人的 brain
212
487156
2183
结果发现,人类的大脑
08:21
costs成本 just as much energy能源 as you would expect期望.
213
489339
3841
消耗的能量就跟你预期的一样
08:25
So the reason原因 why the human人的 brain
214
493180
2091
所以,为什么人类的大脑
08:27
costs成本 so much energy能源 is simply只是 because
215
495271
1672
消耗如此多的能量的原因容易理解,
08:28
it has a huge巨大 number of neurons神经元,
216
496943
1983
因为它有大量的神经元,
08:30
and because we are primates灵长类动物
217
498926
1485
还有,因为我们是灵长类动物
08:32
with many许多 more neurons神经元 for a given特定 body身体 size尺寸
218
500411
2499
在一个特定大小的身体里,
08:34
than any other animal动物,
219
502910
1522
人类比任何其他的动物,有着更多的神经元
08:36
the relative相对的 cost成本 of our brain is large,
220
504432
3540
我们的大脑的相对消耗量是很大的,
08:39
but just because we're primates灵长类动物,
not because we're special特别.
221
507972
3001
但只是因为我们是灵长类动物,不是因为我们是特別的。
08:42
Last question, then:
222
510973
1190
最后一个问题,
08:44
how did we come by this
remarkable卓越 number of neurons神经元,
223
512163
3115
我们为什么有数量巨大的神经元,
08:47
and in particular特定, if great apes类人猿
224
515278
1900
特别是,如果巨猿
08:49
are larger than we are,
225
517178
1555
比我们更大,
08:50
why don't they have a larger brain
than we do, with more neurons神经元?
226
518733
3765
那为什么他们沒有一个有着更多神经细胞,比我们还大的大脑呢?
08:54
When we realized实现 how much expensive昂贵 it is
227
522498
2090
当我们意识到这个有多珍貴,
08:56
to have a lot of neurons神经元 in the brain, I figured想通,
228
524588
2333
在大脑中有大量的神经元,我想,
08:58
maybe there's a simple简单 reason原因.
229
526921
2003
可能有一个简单的原因。
09:00
They just can't afford给予 the energy能源
230
528924
1683
他们只是不能负担
09:02
for both a large body身体
and a large number of neurons神经元.
231
530607
2950
一个大型的身体以及多量的神经细胞共存所需的能量。
09:05
So we did the math数学.
232
533557
1429
所以我们算过
09:06
We calculated计算 on the one hand
233
534986
1600
一方面,我们计算着
09:08
how much energy能源 a primate灵长类动物 gets得到 per day
234
536586
1941
一个灵长类动物每一天获取多少能量
09:10
from eating raw生的 foods食品,
235
538527
1350
借由吃生的食物,
09:11
and on the other hand, how much energy能源
236
539877
2037
另一方面,有多少能量
09:13
a body身体 of a certain某些 size尺寸 costs成本
237
541914
1764
在一个特定大小的身体中消耗
09:15
and how much energy能源 a brain of a
certain某些 number of neurons神经元 costs成本,
238
543678
3387
和有多少能量在含有特定数量神经元的大脑中消耗
09:19
and we looked看着 for the combinations组合
239
547065
1489
然后我们找到一个结合
09:20
of body身体 size尺寸 and number of brain neurons神经元
240
548554
2411
身体尺寸和大脑神经元数目
09:22
that a primate灵长类动物 could afford给予
241
550965
1270
灵长类动物能夠负担得起
09:24
if it ate a certain某些 number of hours小时 per day.
242
552235
2548
如果它每天花一定数量的时间在吃上面。
09:26
And what we found发现 is that
243
554783
1816
然后, 我们发现到
09:28
because neurons神经元 are so expensive昂贵,
244
556599
1712
因为神经细胞太珍貴了,
09:30
there is a tradeoff交易 between之间
body身体 size尺寸 and number of neurons神经元.
245
558311
3370
有一个权衡出先在身体大小和神经元的數量之间。
09:33
So a primate灵长类动物 that eats eight hours小时 per day
246
561681
2951
所以, 一个灵长类动物每天吃八个小时
09:36
can afford给予 at most 53 billion十亿 neurons神经元,
247
564632
3024
能够负担最多 530 亿神经元,
09:39
but then its body身体 cannot不能 be any bigger
248
567656
1727
但是,它的身体不能
09:41
than 25 kilos公斤.
249
569383
1954
超过25 公斤。
09:43
To weigh称重 any more than that,
250
571337
1701
任何比这更重的重量
09:45
it has to give up neurons神经元.
251
573038
1769
它必须放弃一些神经细胞。
09:46
So it's either a large body身体
252
574807
2653
所以,它不是一个庞大身体
09:49
or a large number of neurons神经元.
253
577460
1495
就是一个大数量的神经元。
09:50
When you eat like a primate灵长类动物,
254
578955
1365
当你吃的像灵长类动物时,
09:52
you can't afford给予 both.
255
580320
2236
你不能负担任何一方。
09:54
One way out of this metabolic新陈代谢 limitation局限性
256
582556
1964
一个方法超出此种代谢限制是
09:56
would be to spend even more hours小时 per day eating,
257
584520
3401
每一天花更多的时间在吃饭上面,
09:59
but that gets得到 dangerous危险,
258
587921
1363
但是,这样是很危险的
10:01
and past过去 a certain某些 point, it's just not possible可能.
259
589284
2719
某种程度上,它是不可能发生的。
10:04
Gorillas大猩猩 and orangutans猩猩, for instance,
260
592003
1537
大猩猩和红毛猩猩,例如,
10:05
afford给予 about 30 billion十亿 neurons神经元
261
593540
1923
能夠负担约 300 亿个神经元
10:07
by spending开支 eight and a half hours小时 per day eating,
262
595463
2966
它们每天花八个半小时吃饭,
10:10
and that seems似乎 to be about as much as they can do.
263
598429
3116
这似乎是它们所能做的一切。
10:13
Nine hours小时 of feeding馈送 per day
264
601545
1791
9 个小时的每日饲喂
10:15
seems似乎 to be the practical实际的 limit限制 for a primate灵长类动物.
265
603336
3271
是灵长类动物的实际限制。
10:18
What about us?
266
606607
1791
那我们呢?
10:20
With our 86 billion十亿 neurons神经元
267
608398
1600
根据我们的860 亿神经元
10:21
and 60 to 70 kilos公斤 of body身体 mass,
268
609998
3035
和 60 到 70 公斤的体重,
10:25
we should have to spend over nine hours小时
269
613033
3561
我们应该要花超过九个小时
10:28
per day every一切 single day feeding馈送,
270
616594
3575
每天在吃饭上
10:32
which哪一个 is just not feasible可行.
271
620169
2039
这是不可行的。
10:34
If we ate like a primate灵长类动物,
272
622208
1834
如果我们像灵长类动物一样吃,
10:36
we should not be here.
273
624042
2253
我们不应该在这里。
10:38
How did we get here, then?
274
626295
2127
我们怎么在这里呢?
10:40
Well, if our brain costs成本 just as much energy能源
275
628422
2735
好吧,如果我们的大脑消耗的能量跟他
10:43
as it should, and if we can't spend
276
631157
1723
应该所消耗的一致,并且如果我们不能把每天
10:44
every一切 waking醒来 hour小时 of the day feeding馈送,
277
632880
3674
醒着的时间都花在吃饭上,
10:48
then the only alternative替代, really,
278
636554
1911
然后这个唯一的选择,真的,
10:50
is to somehow不知何故 get more energy能源
279
638465
1958
是以某种方式
10:52
out of the same相同 foods食品.
280
640423
1953
从相同的食品上获取更多的能量。
10:54
And remarkably异常, that matches火柴 exactly究竟
281
642376
3800
引人注目的是,这和我们的祖先
10:58
what our ancestors祖先 are believed相信 to have invented发明
282
646176
3037
早已发现的完全匹配
11:01
one and a half million百万 years年份 ago,
283
649213
1839
在一百五十万年前,
11:03
when they invented发明 cooking烹饪.
284
651052
2782
他们发明了烹饪。
11:05
To cook厨师 is to use fire
285
653834
1970
要做饭就得使用火
11:07
to pre-digest简化 foods食品 outside of your body身体.
286
655804
3800
在食物进入你身体前预先消化食物。
11:11
Cooked foods食品 are softer柔和, so they're easier更轻松 to chew
287
659604
2606
煮熟的食物比较软,所以他们更容易嚼烂
11:14
and to turn completely全然 into mush浓粥 in your mouth,
288
662210
2563
在你的嘴里完全粉碎
11:16
so that allows允许 them to be completely全然 digested消化
289
664773
2152
这就使他们能够完全被消化
11:18
and absorbed吸收 in your gut肠道,
290
666925
1436
并且被你的肠道所吸收,
11:20
which哪一个 makes品牌 them yield产量 much more
energy能源 in much less time.
291
668361
3655
这使得它们在更少的时间内带来更多能源。
11:24
So cooking烹饪 frees的FreeS time for us to do
292
672016
2489
所以烹饪让我们有更多的时间,
11:26
much more interesting有趣 things with our day
293
674505
2062
去用我们的神经元
11:28
and with our neurons神经元
294
676567
1480
做更多有趣的事情
11:30
than just thinking思维 about food餐饮,
295
678047
1905
而不是只想着食物,
11:31
looking for food餐饮, and gobbling吞噬 down food餐饮
296
679952
1704
寻找食物,并吞噬下食物
11:33
all day long.
297
681656
1225
花去整整一天。
11:34
So because of cooking烹饪, what once一旦 was
298
682881
2499
所以由于烹饪,曾是
11:37
a major重大的 liability责任, this large,
299
685380
2353
一个沉重的负担,这个大,
11:39
dangerously危险 expensive昂贵 brain with a lot of neurons神经元,
300
687733
3033
且极其昂贵的,有着一大堆神经元的大脑,
11:42
could now become成为 a major重大的 asset财富,
301
690766
2036
现在能够成为一项重要资产,
11:44
now that we could both afford给予
the energy能源 for a lot of neurons神经元
302
692802
3251
现在,我们可以为给予神经元提供能量
11:48
and the time to do interesting有趣 things with them.
303
696056
2503
并且把时间用在去做一些有趣的事情。
11:50
So I think this explains说明 why the human人的 brain
304
698559
1974
因此,我认为这就解释了为什么人类的大脑
11:52
grew成长 to become成为 so large so fast快速 in evolution演化,
305
700533
3240
在进化过程中增长如此之快,
11:55
all of the while remaining其余 just a primate灵长类动物 brain.
306
703773
3897
当所有剩余的只是一个灵长类动物的大脑。
11:59
With this large brain now affordable实惠 by cooking烹饪,
307
707670
2774
与这么大的大脑现在可以负担地起烹饪,
12:02
we went rapidly急速 from raw生的 foods食品 to culture文化,
308
710444
2913
我们去迅速地进步着,从生食到文化,
12:05
agriculture农业, civilization文明, grocery杂货 stores商店,
309
713357
2606
农业、 文明、 杂货店、
12:07
electricity电力, refrigerators冰箱,
310
715963
1625
电力、 冰箱、
12:09
all of those things that nowadays如今
311
717588
1607
所有这些事物,现今
12:11
allow允许 us to get all the energy能源 we need
312
719195
2042
使我们能够得到我们需要的所有能量
12:13
for the whole整个 day in a single sitting坐在
313
721237
2782
一整天所需的所有能量
12:16
at your favorite喜爱 fast快速 food餐饮 joint联合.
314
724019
2954
来自于你最喜欢的快餐食品。
12:18
So what once一旦 was a solution
315
726973
2437
所以曾是一种解决办法
12:21
now became成为 the problem问题,
316
729410
1699
现在成为了这一问题,
12:23
and ironically讽刺地, we look for the solution in raw生的 food餐饮.
317
731109
5517
讽刺的是,我们在生食中寻找解决方案。
12:28
So what is the human人的 advantage优点?
318
736626
2556
那么人类的优势是什么?
12:31
What is it that we have
319
739182
1503
我们有什么东西
12:32
that no other animal动物 has?
320
740685
2535
是其他动物没有的吗?
12:35
My answer回答 is that we have the largest最大 number
321
743220
2348
我的答案是我们有最大数量
12:37
of neurons神经元 in the cerebral颅内 cortex皮质,
322
745568
1472
神经元存在于大脑皮层中,
12:39
and I think that's the simplest简单 explanation说明
323
747040
1844
并且我认为这能最简单地解释
12:40
for our remarkable卓越 cognitive认知 abilities能力.
324
748884
2013
为什么我们有卓越的认知能力。
12:42
And what is it that we do that no other animal动物 does,
325
750897
3227
还有就是我们做了什么是没有其他动物做的,
12:46
and which哪一个 I believe was fundamental基本的
326
754124
1969
我认为
12:48
to allow允许 us to reach达到 that large,
327
756093
3083
使我们能够达到这么多的,
12:51
largest最大 number of neurons神经元 in the cortex皮质?
328
759176
2222
最多数量的神经元存在于大脑皮质中的基本原因是
12:53
In two words, we cook厨师.
329
761398
2215
两个词,我们做饭。
12:55
No other animal动物 cooks厨师 its food餐饮. Only humans人类 do.
330
763613
3566
没有其他动物烹饪它们的食物。只有人类才做。
12:59
And I think that's how we got to become成为 human人的.
331
767179
2870
而且我认为,这就是我们是怎么成为人类的。
13:02
Studying研究 the human人的 brain changed
the way I think about food餐饮.
332
770049
2460
研究人类大脑改变我对食物的想法。
13:04
I now look at my kitchen厨房,
333
772509
1645
现在我看看自己的厨房,
13:06
and I bow to it,
334
774154
1470
然后我向它鞠躬,
13:07
and I thank my ancestors祖先 for coming未来 up
335
775624
1705
然后我谢谢我的祖先想到
13:09
with the invention发明 that probably大概 made制作 us humans人类.
336
777329
1900
这个有可能使我们成为人类的发明。
13:11
Thank you very much.
337
779229
2132
谢谢。
13:13
(Applause掌声)
338
781361
6353
(掌声)
Translated by Dasheng Chen
Reviewed by Zhiting Chen

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ABOUT THE SPEAKER
Suzana Herculano-Houzel - Neuroscientist
Suzana 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.

More profile about the speaker
Suzana Herculano-Houzel | Speaker | TED.com

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