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?

蘇珊納· 賀古拉奴 · 霍札 (Suzana Herculano-Houzel): 人腦有何特別之處?

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人腦令人感到困惑——對照我們的身體,它大的古怪,十分耗能量,大腦皮質密度又異常地高。這是怎麼回事呢?神經學家蘇珊納 賀古拉奴·霍札 (Suzana Herculano-Houzel) 戴上她的偵探帽,帶領我們解開這個謎題。經由製作「腦湯」,她下了一個驚人的結論。
- 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特別 about the human人的 brain?
0
946
2394
人類的腦有什麼特別的呢?
00:15
Why is it that we study研究 other animals動物
1
3340
2212
為何是我們研究其它動物的腦
00:17
instead代替 of them studying研究 us?
2
5552
2121
而不是我們的被研究呢?
00:19
What does a human人的 brain have or do
3
7673
1798
人腦擁有什麼
00:21
that no other brain does?
4
9471
1733
其它動物的腦沒有的呢?
00:23
When I became成為 interested有興趣
in these questions問題 about 10 years年份 ago,
5
11204
2848
十幾年前我開始
對這類的問題感興趣
00:26
scientists科學家們 thought they knew知道
what different不同 brains大腦 were made製作 of.
6
14052
2942
那時的科學家自認已知差異所在
00:28
Though雖然 it was based基於 on very little evidence證據,
7
16994
1729
即便可依據的證據非常少
00:30
many許多 scientists科學家們 thought that all mammalian哺乳動物 brains大腦,
8
18723
2187
許多科學家認為所有哺乳類的腦
00:32
including包含 the human人的 brain,
9
20910
1725
包括人類的頭腦
00:34
were made製作 in the same相同 way,
10
22635
1300
都有著相同的構造
00:35
with a number of neurons神經元 that was always
11
23935
1502
有著一定數量的神經元
00:37
proportional成比例的 to the size尺寸 of the brain.
12
25437
2231
而數量與腦的大小成正比例
00:39
This means手段 that two brains大腦 of the same相同 size尺寸,
13
27668
2076
這表示同樣大小的兩個腦
00:41
like these two, with a respectable可敬 400 grams,
14
29744
3548
例如這兩約400公克的
00:45
should have similar類似 numbers數字 of neurons神經元.
15
33292
2552
應有差不多數量的神經元
00:47
Now, if neurons神經元 are the functional實用
16
35844
1796
如果神經元是腦裡面
00:49
information信息 processing處理 units單位 of the brain,
17
37640
2903
訊息處理的最小單位
00:52
then the owners擁有者 of these two brains大腦
18
40543
1592
那這兩腦的主人
00:54
should have similar類似 cognitive認知 abilities能力.
19
42135
2729
應該有著差不多一樣的認知能力
00:56
And yet然而, one is a chimp黑猩猩,
20
44864
2349
然而一個是黑猩猩的
00:59
and the other is a cow.
21
47213
2637
另一個是乳牛的
01:01
Now maybe cows奶牛 have a really rich豐富
22
49850
2362
或許乳牛有著
01:04
internal內部 mental心理 life and are so smart聰明
23
52212
2253
心靈極豐富的內在美
01:06
that they choose選擇 not to let us realize實現 it,
24
54465
3803
聰明到不讓我們發現這些
01:10
but we eat them.
25
58268
1445
但我們吃牠們
01:11
I think most people will agree同意
26
59713
1699
我想大部分的人會同意
01:13
that chimps黑猩猩 are capable of much more complex複雜,
27
61412
2001
黑猩猩比乳牛更有能力處理
01:15
elaborate闡述 and flexible靈活 behaviors行為 than cows奶牛 are.
28
63413
3056
複雜、精細且有彈性的行為
01:18
So this is a first indication跡象 that the
29
66469
1932
所以這意味著
01:20
"all brains大腦 are made製作 the same相同 way" scenario腳本
30
68401
2033
「所有腦都有相同的構造」的想法
01:22
is not quite相當 right.
31
70434
1671
不完全正確
01:24
But let's play along沿.
32
72105
1346
但先讓我們繼續下去
01:25
If all brains大腦 were made製作 the same相同 way
33
73451
1778
如果所有腦的構造都是一樣的
01:27
and you were to compare比較 animals動物
with brains大腦 of different不同 sizes大小,
34
75229
2912
你比較動物之間不同大小的腦
01:30
larger brains大腦 should always have more neurons神經元
35
78141
2182
那較大的腦就該有較多的神經元
01:32
than smaller brains大腦,
and the larger the brain,
36
80323
2323
腦愈大的話
01:34
the more cognitively認知 able能夠 its owner所有者 should be.
37
82646
3022
其主人也該有較強的認知能力
01:37
So the largest最大 brain around should also be
38
85668
2136
所以世上最大的腦
01:39
the most cognitively認知 able能夠.
39
87804
2289
都該有最強大的認知能力
01:42
And here comes the bad news新聞:
40
90093
1581
但壞消息來了
01:43
Our brain, not the largest最大 one around.
41
91674
2757
我們人類的腦不是最大的
01:46
It seems似乎 quite相當 vexing傷腦筋.
42
94431
1555
這聽起來有點傷腦筋
01:47
Our brain weighs between之間 1.2 and 1.5 kilos公斤,
43
95986
2735
我們人類的腦大約是 1.2~1.5 公斤
01:50
but elephant brains大腦 weigh稱重 between之間 four and five kilos公斤,
44
98721
3317
但大象的腦是 4~5 公斤
01:54
and whale brains大腦 can weigh稱重 up to nine kilos公斤,
45
102038
2585
而鯨的腦重達 9 公斤
01:56
which哪一個 is why scientists科學家們 used to resort採取 to saying
46
104623
4738
這就是為何科學家總是說
02:01
that our brain must必須 be special特別
47
109361
2157
我們的腦一定是特別
02:03
to explain說明 our cognitive認知 abilities能力.
48
111518
2862
這有便於解釋我們的認知能力
02:06
It must必須 be really extraordinary非凡,
49
114380
2946
我們的腦一定是很非比尋常
02:09
an exception例外 to the rule規則.
50
117326
1977
排除在一般規則外
02:11
Theirs他們的 may可能 be bigger, but ours我們的 is better,
51
119303
3226
牠們的腦或許更大但我們的更好
02:14
and it could be better, for example,
52
122529
1875
舉例來說
02:16
in that it seems似乎 larger than it should be,
53
124404
2111
我們的腦比它應該有的樣子更大
02:18
with a much larger cerebral顱內 cortex皮質
than we should have
54
126515
2698
而且依我們身軀的大小來看
02:21
for the size尺寸 of our bodies身體.
55
129213
1539
它有著超過應有的大腦皮質數量
02:22
So that would give us extra額外 cortex皮質
56
130752
1652
這些「過多」的大腦皮質讓我們
02:24
to do more interesting有趣 things
than just operating操作 the body身體.
57
132404
2960
做出比操控身軀更多有趣的事情
02:27
That's because the size尺寸 of the brain
58
135364
1679
因為通常腦的大小
02:29
usually平時 follows如下 the size尺寸 of the body身體.
59
137043
2333
跟身材的大小有關係
02:31
So the main主要 reason原因 for saying that
60
139376
2317
主要會說「我們的腦
02:33
our brain is larger than it should be
61
141693
2087
比它應有的樣子更大」
02:35
actually其實 comes from comparing比較 ourselves我們自己
62
143780
1772
是來自於
02:37
to great apes類人猿.
63
145552
1686
我們跟大猩猩作的比較
02:39
Gorillas大猩猩 can be two to three times larger than we are,
64
147238
2594
大猩猩的身材比我們大上二到三倍
02:41
so their brains大腦 should also be larger than ours我們的,
65
149832
2421
所以牠們的腦也該比我們的大才對
02:44
but instead代替 it's the other way around.
66
152253
1945
事實上卻相反
02:46
Our brain is three times larger than a gorilla大猩猩 brain.
67
154198
2935
我們的腦比大猩猩的大上三倍
02:49
The human人的 brain also seems似乎 special特別
68
157133
2120
從能量消耗的角度來看
02:51
in the amount of energy能源 that it uses使用.
69
159253
2247
人類的腦也是很特別的
02:53
Although雖然 it weighs only two percent百分 of the body身體,
70
161500
2749
雖然腦只佔身體重量的 2%
02:56
it alone單獨 uses使用 25 percent百分 of all the energy能源
71
164249
3443
光是它就消耗了身體
02:59
that your body身體 requires要求 to run per day.
72
167692
2463
每天需要25% 的能量
03:02
That's 500 calories卡路里 out of a total of 2,000 calories卡路里,
73
170155
3353
也就是一天 2,000 卡路里中的 500 卡
03:05
just to keep your brain working加工.
74
173508
2405
都是花在腦的運作上
03:07
So the human人的 brain is larger than it should be,
75
175913
2928
人腦不僅比它應有的大小還大
03:10
it uses使用 much more energy能源 than it should,
76
178841
2026
且還消耗掉更多能量
03:12
so it's special特別.
77
180867
1458
所以說它是特別的
03:14
And this is where the story故事 started開始 to bother me.
78
182325
2571
這也是一開始困擾我的地方
03:16
In biology生物學, we look for rules規則
79
184896
1671
在生物學上我們尋找規則
03:18
that apply應用 to all animals動物 and to life in general一般,
80
186567
2846
可以大體上適用於所有的動物和生命
03:21
so why should the rules規則 of evolution演化
81
189413
1850
但為什麼演化的規則
03:23
apply應用 to everybody每個人 else其他 but not to us?
82
191263
3642
適用於所有生物,但不包括我們呢?
03:26
Maybe the problem問題 was with the basic基本 assumption假設
83
194905
2197
或許問題就在於
03:29
that all brains大腦 are made製作 in the same相同 way.
84
197102
1871
「所有腦的構造都是一樣的」這個假設上
03:30
Maybe two brains大腦 of a similar類似 size尺寸
85
198973
1599
或許兩個大小相近的腦
03:32
can actually其實 be made製作 of
very different不同 numbers數字 of neurons神經元.
86
200572
2591
其實可以有著非常不同數量的神經元
03:35
Maybe a very large brain
87
203163
1607
或許一個非常大的腦
03:36
does not necessarily一定 have more neurons神經元
88
204770
1840
並不需要比一般大小的腦
03:38
than a more modest-sized規模適中 brain.
89
206610
2221
需要更多的神經元
03:40
Maybe the human人的 brain
actually其實 has the most neurons神經元
90
208831
3009
或許不管人腦的大小
03:43
of any brain, regardless而不管 of its size尺寸,
91
211840
2573
都比其他生物擁有最多的神經元
03:46
especially特別 in the cerebral顱內 cortex皮質.
92
214413
2094
尤其是在大腦皮質這部分
03:48
So this to me became成為
93
216507
1552
這些讓我想到一個
03:50
the important重要 question to answer回答:
94
218059
1729
待解答的重要問題:
03:51
how many許多 neurons神經元 does the human人的 brain have,
95
219788
2400
人類的腦有多少神經元?
03:54
and how does that compare比較 to other animals動物?
96
222188
2522
答案可如何與其它動物做比較呢?
03:56
Now, you may可能 have heard聽說 or read somewhere某處
97
224710
2423
你可能聽過或在哪讀到
03:59
that we have 100 billion十億 neurons神經元,
98
227133
2111
我們有一千億個神經元
04:01
so 10 years年份 ago, I asked my colleagues同事
99
229244
2086
十前年我問我的同事
04:03
if they knew知道 where this number came來了 from.
100
231330
1839
知不知這數字哪來的
04:05
But nobody沒有人 did.
101
233169
1458
結果沒人知道
04:06
I've been digging挖掘 through通過 the literature文學
102
234627
1453
我翻閱所有的文獻
04:08
for the original原版的 reference參考 for that number,
103
236080
2058
想找出這數字最原始的出處
04:10
and I could never find it.
104
238138
1783
但我也沒辦法找到
04:11
It seems似乎 that nobody沒有人 had actually其實 ever counted
105
239921
2739
看來似乎沒有人真正算出過
04:14
the number of neurons神經元 in the human人的 brain,
106
242660
1534
人類的腦究竟有多少個神經元
04:16
or in any other brain for that matter.
107
244194
2499
其它的腦也一樣沒數出來過
04:18
So I came來了 up with my own擁有 way
to count計數 cells細胞 in the brain,
108
246693
3535
所以我用自己的方法來數
04:22
and it essentially實質上 consists of
109
250228
2108
這方法基本上是
04:24
dissolving溶解 that brain into soup.
110
252336
3245
把大腦溶解在一碗湯裡
04:27
It works作品 like this:
111
255581
2037
就像這樣
04:29
You take a brain, or parts部分 of that brain,
112
257618
3127
你拿出一個或部分的腦
04:32
and you dissolve溶解 it in detergent洗滌劑,
113
260745
1744
用某種溶劑溶解它
04:34
which哪一個 destroys破陣 the cell細胞 membranes
114
262489
1509
破壞掉細胞壁
04:35
but keeps保持 the cell細胞 nuclei原子核 intact完整,
115
263998
2436
但保留細胞核完整
04:38
so you end結束 up with a suspension懸掛 of free自由 nuclei原子核
116
266434
3140
這樣你就有自由懸浮的細胞核
04:41
that looks容貌 like this,
117
269574
1781
看起來就會像這樣
04:43
like a clear明確 soup.
118
271355
1273
一碗清湯
04:44
This soup contains包含 all the nuclei原子核
119
272628
1891
這碗湯內有一隻鼠腦
04:46
that once一旦 were a mouse老鼠 brain.
120
274519
2054
所有的細胞核
04:48
Now, the beauty美女 of a soup is that because it is soup,
121
276573
3030
這碗湯的好處就在於因為它是一碗湯
04:51
you can agitate激盪 it and make those nuclei原子核
122
279603
2898
你可攪動它
04:54
be distributed分散式 homogeneously均勻 in the liquid液體,
123
282501
1971
讓細胞核均勻散布在液體中
04:56
so that now by looking under the microscope顯微鏡
124
284472
1981
然後只需要在顯微鏡之下
04:58
at just four or five samples樣本
of this homogeneous同質 solution,
125
286453
4083
觀察這碗湯中四到五個樣本
05:02
you can count計數 nuclei原子核, and therefore因此 tell
126
290536
2536
數算細胞核的數量
05:05
how many許多 cells細胞 that brain had.
127
293072
1679
就可得知這個腦有多少個細胞了
05:06
It's simple簡單, it's straightforward直截了當,
128
294751
1625
這既簡單又直接
05:08
and it's really fast快速.
129
296376
1434
而且迅速
05:09
So we've我們已經 used that method方法 to count計數 neurons神經元
130
297810
1997
所以我們利用這方法
05:11
in dozens許多 of different不同 species種類 so far,
131
299807
2311
計數十種不同物種的神經元
05:14
and it turns out that all brains大腦
132
302118
1689
得到的結果是
05:15
are not made製作 the same相同 way.
133
303807
2582
所有的腦都不具有相同的構造
05:18
Take rodents囓齒動物 and primates靈長類動物, for instance:
134
306389
2187
以嚙齒動物和靈長類為例
05:20
In larger rodent囓齒動物 brains大腦, the average平均 size尺寸
135
308576
2284
較大隻的嚙齒動物腦中
05:22
of the neuron神經元 increases增加,
136
310860
1686
其神經元的平均大小變大
05:24
so the brain inflates膨脹 very rapidly急速
137
312546
2599
腦就可迅速變大
05:27
and gains收益 size尺寸 much faster更快 than it gains收益 neurons神經元.
138
315145
3165
腦變大的速度比增加神經元快
05:30
But primate靈長類動物 brains大腦 gain獲得 neurons神經元
139
318310
1703
但靈長類的腦
05:32
without the average平均 neuron神經元 becoming變得 any larger,
140
320013
2459
可在神經元沒有變大的情況下增加數量
05:34
which哪一個 is a very economical經濟 way
141
322472
1525
這使得增加腦的神經元數量上
05:35
to add neurons神經元 to your brain.
142
323997
1653
變得非常有效率
05:37
The result結果 is that a primate靈長類動物 brain
143
325650
1764
結果顯示同樣大小的腦
05:39
will always have more neurons神經元 than
a rodent囓齒動物 brain of the same相同 size尺寸,
144
327414
3167
靈長類的神經元數量都會超過嚙齒類的
05:42
and the larger the brain,
145
330581
1483
而且腦愈大
05:44
the larger this difference區別 will be.
146
332064
2214
這差異就顯得愈大
05:46
Well, what about our brain then?
147
334278
2103
那我們的腦呢?
05:48
We found發現 that we have, on average平均,
148
336381
1684
平均來講
05:50
86 billion十億 neurons神經元,
149
338065
1785
我們有 860億個神經元
05:51
16 billion十億 of which哪一個 are in the cerebral顱內 cortex皮質,
150
339850
2999
其中的 160億都在大腦皮質裡
05:54
and if you consider考慮 that the cerebral顱內 cortex皮質
151
342849
2081
如果你認為大腦皮質
05:56
is the seat座位 of functions功能 like
152
344930
3094
的功能中心是像
06:00
awareness意識 and logical合乎邏輯 and abstract抽象 reasoning推理,
153
348024
3137
認知 、邏輯 、抽象理解力
06:03
and that 16 billion十億 is the most neurons神經元
154
351161
2984
那腦皮層中的160億就比其他
06:06
that any cortex皮質 has,
155
354145
2621
任何大腦皮質擁有最多的數量了
06:08
I think this is the simplest簡單 explanation說明
156
356766
1718
我認為這是我們人類卓越的認知能力
06:10
for our remarkable卓越 cognitive認知 abilities能力.
157
358484
3142
最簡單的解釋了
06:13
But just as important重要 is what
the 86 billion十億 neurons神經元 mean.
158
361626
3221
同樣重要的是這860億個神經元意味著什?
06:16
Because we found發現 that the relationship關係
159
364847
1529
因為我們發現到
06:18
between之間 the size尺寸 of the brain
and its number of neurons神經元
160
366376
2352
腦的大小和神經元數量的關係
06:20
could be described描述 mathematically數學,
161
368728
1627
可以用數學的方式描述
06:22
we could calculate計算 what a human人的 brain
162
370355
2218
我們可計算出
06:24
would look like if it was made製作 like a rodent囓齒動物 brain.
163
372573
2674
如果人腦的構造像嚙齒動物的會怎麼樣呢?
06:27
So, a rodent囓齒動物 brain with 86 billion十億 neurons神經元
164
375247
3574
若嚙齒動物的腦有 860億的神經元
06:30
would weigh稱重 36 kilos公斤.
165
378821
3121
體重就會重達 36公斤
06:33
That's not possible可能.
166
381942
1633
這是不可能的事情
06:35
A brain that huge巨大 would be crushed
167
383575
1906
這麼大的一個腦
06:37
by its own擁有 weight重量,
168
385481
1184
會被自己的重量壓垮
06:38
and this impossible不可能 brain would go
169
386665
1587
要這麼重大的腦
06:40
in the body身體 of 89 tons.
170
388252
3771
搭配一個 89公噸的身體
06:44
I don't think it looks容貌 like us.
171
392023
2134
是件讓我難以想像的東西
06:46
So this brings帶來 us to a very important重要
conclusion結論 already已經,
172
394157
2553
這為我們今天下一個很重要的結論
06:48
which哪一個 is that we are not rodents囓齒動物.
173
396710
2647
我們不是嚙齒動物
06:51
The human人的 brain is not a large rat brain.
174
399357
3268
人腦沒有嚙齒動物搬的大腦
06:54
Compared相比 to a rat, we might威力 seem似乎 special特別, yes,
175
402625
2628
比起老鼠我們的看起來特別多了
06:57
but that's not a fair公平 comparison對照 to make,
176
405253
2220
但這樣比較並不公平
06:59
given特定 that we know that we are not rodents囓齒動物.
177
407473
2089
因為我們知道我們不是嚙齒動物
07:01
We are primates靈長類動物,
178
409562
1390
我們是靈長類
07:02
so the correct正確 comparison對照 is to other primates靈長類動物.
179
410952
2774
所以跟其它的靈長類動物作比較才正確
07:05
And there, if you do the math數學,
180
413726
1227
所以計算一下的話
07:06
you find that a generic通用 primate靈長類動物
181
414953
2786
你會發現一般靈長類動物
07:09
with 86 billion十億 neurons神經元
182
417739
1930
擁有860億的神經元
07:11
would have a brain of about 1.2 kilos公斤,
183
419669
3003
腦就會重約 1.2公斤
07:14
which哪一個 seems似乎 just right,
184
422672
1889
搭配重達 66公斤的身軀
07:16
in a body身體 of some 66 kilos公斤,
185
424561
1972
看起來似乎合理
07:18
which哪一個 in my case案件 is exactly究竟 right,
186
426533
2645
這剛好是我自身的例子
07:21
which哪一個 brings帶來 us to a very unsurprising令人吃驚
187
429178
2620
這結果雖然一點也不意外
07:23
but still incredibly令人難以置信 important重要 conclusion結論:
188
431798
2969
但還是下了一個很重要的結論:
07:26
I am a primate靈長類動物.
189
434767
1341
我是靈長類動物
07:28
And all of you are primates靈長類動物.
190
436108
2698
你們全部也是靈長類動物
07:30
And so was Darwin達爾文.
191
438806
1900
達爾文也是
07:32
I love to think that Darwin達爾文
would have really appreciated讚賞 this.
192
440706
2940
我猜想達爾文也會很喜歡這項結論
07:35
His brain, like ours我們的,
193
443646
1967
他的腦跟我們一樣
07:37
was made製作 in the image圖片 of other primate靈長類動物 brains大腦.
194
445613
3511
構造都是與其它靈長類相同的
07:41
So the human人的 brain may可能 be remarkable卓越, yes,
195
449124
2302
沒錯,人腦或許較卓越
07:43
but it is not special特別 in its number of neurons神經元.
196
451426
2781
但在神經元的數量方面就沒什特別的
07:46
It is just a large primate靈長類動物 brain.
197
454207
1855
它不過是大的靈長類的頭腦
07:48
I think that's a very humbling震撼人心 and sobering發人深省 thought
198
456062
3044
我想這是一個非常謙虛和中肯的想法
07:51
that should remind提醒 us of our place地點 in nature性質.
199
459106
3063
提醒我們在大自然中扮演的角色
07:54
Why does it cost成本 so much energy能源, then?
200
462169
2644
為何它會消耗如此多的能量?
07:56
Well, other people have figured想通 out
201
464813
1447
有人已經估算出
07:58
how much energy能源 the human人的 brain
202
466260
1503
人類和其它動物的腦
07:59
and that of other species種類 costs成本,
203
467763
1407
所消耗的能量
08:01
and now that we knew知道 how many許多 neurons神經元
204
469170
1652
現在了解每種腦有多少神經元
08:02
each brain was made製作 of, we could do the math數學.
205
470822
2342
我們就可做些計算
08:05
And it turns out that both human人的
206
473164
1866
結果發現人類和其它動物的腦
08:07
and other brains大腦 cost成本 about the same相同,
207
475030
2823
消耗方式差不多一樣
08:09
an average平均 of six calories卡路里
per billion十億 neurons神經元 per day.
208
477853
3421
每天平均每 10億個神經元消耗 6卡
08:13
So the total energetic有活力 cost成本 of a brain
209
481274
2139
一個腦所消耗的能量
08:15
is a simple簡單, linear線性 function功能
210
483413
2034
和它的神經元數量
08:17
of its number of neurons神經元,
211
485447
1709
成了一個簡單的線性關係
08:19
and it turns out that the human人的 brain
212
487156
2183
所以人腦消耗的能量
08:21
costs成本 just as much energy能源 as you would expect期望.
213
489339
3841
就跟你估算的一樣多
08:25
So the reason原因 why the human人的 brain
214
493180
2091
所以人腦為什麼
08:27
costs成本 so much energy能源 is simply只是 because
215
495271
1672
會消耗許多能量
08:28
it has a huge巨大 number of neurons神經元,
216
496943
1983
單純是因為它有較多神經元的關係
08:30
and because we are primates靈長類動物
217
498926
1485
作為靈長類
08:32
with many許多 more neurons神經元 for a given特定 body身體 size尺寸
218
500411
2499
比起身體大小類似的動物
08:34
than any other animal動物,
219
502910
1522
我們擁有更多的神經元
08:36
the relative相對的 cost成本 of our brain is large,
220
504432
3540
腦也就消耗較多能量
08:39
but just because we're primates靈長類動物,
not because we're special特別.
221
507972
3001
這單純是因為我們是靈長類動物的關係
不是因為我們特別
08:42
Last question, then:
222
510973
1190
最後一個問題:
08:44
how did we come by this
remarkable卓越 number of neurons神經元,
223
512163
3115
我們是如何有這麼多的神經元?
08:47
and in particular特定, if great apes類人猿
224
515278
1900
明確地說
08:49
are larger than we are,
225
517178
1555
如果大猩猩身體比我們大
08:50
why don't they have a larger brain
than we do, with more neurons神經元?
226
518733
3765
為何沒有較大的腦和更多的神經元呢?
08:54
When we realized實現 how much expensive昂貴 it is
227
522498
2090
當理解到擁有許多神經元的同時
08:56
to have a lot of neurons神經元 in the brain, I figured想通,
228
524588
2333
也就需要燃燒更多的能量時
08:58
maybe there's a simple簡單 reason原因.
229
526921
2003
我推測或許這就是原因-
09:00
They just can't afford給予 the energy能源
230
528924
1683
大猩猩無法同時供給能量
09:02
for both a large body身體
and a large number of neurons神經元.
231
530607
2950
應付龐大的身軀和大量的神經元
09:05
So we did the math數學.
232
533557
1429
我們計算過
09:06
We calculated計算 on the one hand
233
534986
1600
一方面計算出
09:08
how much energy能源 a primate靈長類動物 gets得到 per day
234
536586
1941
大猩猩一天從食物中
09:10
from eating raw生的 foods食品,
235
538527
1350
獲得多少能量
09:11
and on the other hand, how much energy能源
236
539877
2037
另一方面計算
09:13
a body身體 of a certain某些 size尺寸 costs成本
237
541914
1764
特定大小的身軀要消耗多少能量
09:15
and how much energy能源 a brain of a
certain某些 number of neurons神經元 costs成本,
238
543678
3387
還有一定數量的神經元所消耗的能量
09:19
and we looked看著 for the combinations組合
239
547065
1489
然後我們一併查看
09:20
of body身體 size尺寸 and number of brain neurons神經元
240
548554
2411
如果牠一天進食固定的時數
09:22
that a primate靈長類動物 could afford給予
241
550965
1270
牠可以提供多少能量
09:24
if it ate a certain某些 number of hours小時 per day.
242
552235
2548
給多大的身軀和多少的神經元數量
09:26
And what we found發現 is that
243
554783
1816
我們發現到
09:28
because neurons神經元 are so expensive昂貴,
244
556599
1712
因為神經元消耗太多
09:30
there is a tradeoff交易 between之間
body身體 size尺寸 and number of neurons神經元.
245
558311
3370
這是身軀大小和神經元數量之間的妥協
09:33
So a primate靈長類動物 that eats eight hours小時 per day
246
561681
2951
一個靈長類一天進食八小時
09:36
can afford給予 at most 53 billion十億 neurons神經元,
247
564632
3024
可提供最多 530億個神經元的能量
09:39
but then its body身體 cannot不能 be any bigger
248
567656
1727
但同時牠的身軀無法超過
09:41
than 25 kilos公斤.
249
569383
1954
25公斤
09:43
To weigh稱重 any more than that,
250
571337
1701
如果增加體重
09:45
it has to give up neurons神經元.
251
573038
1769
則須捨棄神經元
09:46
So it's either a large body身體
252
574807
2653
所以只能單單擁有龐大的身軀
09:49
or a large number of neurons神經元.
253
577460
1495
或只能單單擁有大量的神經元
09:50
When you eat like a primate靈長類動物,
254
578955
1365
如果你像靈長類一樣進食
09:52
you can't afford給予 both.
255
580320
2236
你無法同時有這兩項
09:54
One way out of this metabolic新陳代謝 limitation局限性
256
582556
1964
跳脫這限制的其中一個方法
09:56
would be to spend even more hours小時 per day eating,
257
584520
3401
是每天花更多時間進食
09:59
but that gets得到 dangerous危險,
258
587921
1363
但這會提高危險
10:01
and past過去 a certain某些 point, it's just not possible可能.
259
589284
2719
所以這方法行不通
10:04
Gorillas大猩猩 and orangutans猩猩, for instance,
260
592003
1537
以大猩猩和紅毛猩猩為例
10:05
afford給予 about 30 billion十億 neurons神經元
261
593540
1923
為了養活大約 300億個神經元
10:07
by spending開支 eight and a half hours小時 per day eating,
262
595463
2966
每天要花8.5小時進食
10:10
and that seems似乎 to be about as much as they can do.
263
598429
3116
這已經是它們所能做的了
10:13
Nine hours小時 of feeding饋送 per day
264
601545
1791
每天進食九小時
10:15
seems似乎 to be the practical實際的 limit限制 for a primate靈長類動物.
265
603336
3271
應是靈長類的極限
10:18
What about us?
266
606607
1791
那我們呢?
10:20
With our 86 billion十億 neurons神經元
267
608398
1600
我們有 860億個神經元
10:21
and 60 to 70 kilos公斤 of body身體 mass,
268
609998
3035
體重約 60~70公斤
10:25
we should have to spend over nine hours小時
269
613033
3561
我們每一天應該都要
10:28
per day every一切 single day feeding饋送,
270
616594
3575
花超過九小時在進食上
10:32
which哪一個 is just not feasible可行.
271
620169
2039
但這不可行
10:34
If we ate like a primate靈長類動物,
272
622208
1834
如果我們像靈長類一樣的吃
10:36
we should not be here.
273
624042
2253
我們就不會在這裡了
10:38
How did we get here, then?
274
626295
2127
那我們是怎麼辦到的?
10:40
Well, if our brain costs成本 just as much energy能源
275
628422
2735
如果我們的腦真的需要大量的能量應付
10:43
as it should, and if we can't spend
276
631157
1723
而且又不能花每個
10:44
every一切 waking醒來 hour小時 of the day feeding饋送,
277
632880
3674
清醒的時刻在進食上
10:48
then the only alternative替代, really,
278
636554
1911
另一個替代方式就是
10:50
is to somehow不知何故 get more energy能源
279
638465
1958
從同樣的食物中
10:52
out of the same相同 foods食品.
280
640423
1953
用某種方式得到更多能量
10:54
And remarkably異常, that matches火柴 exactly究竟
281
642376
3800
很神奇的
10:58
what our ancestors祖先 are believed相信 to have invented發明
282
646176
3037
這完全符合我們的假設-
11:01
one and a half million百萬 years年份 ago,
283
649213
1839
150萬年前我們的祖先
11:03
when they invented發明 cooking烹飪.
284
651052
2782
發明了烹煮
11:05
To cook廚師 is to use fire
285
653834
1970
烹煮是利用火
11:07
to pre-digest簡化 foods食品 outside of your body身體.
286
655804
3800
在我們身外先消化好食物
11:11
Cooked foods食品 are softer柔和, so they're easier更輕鬆 to chew
287
659604
2606
煮過的食物較軟 易咀嚼
11:14
and to turn completely全然 into mush濃粥 in your mouth,
288
662210
2563
能在嘴裡完全嚼碎
11:16
so that allows允許 them to be completely全然 digested消化
289
664773
2152
好讓胃能夠完全消化
11:18
and absorbed吸收 in your gut腸道,
290
666925
1436
供你吸收
11:20
which哪一個 makes品牌 them yield產量 much more
energy能源 in much less time.
291
668361
3655
這樣就能在較短的時間內獲取更多的能量
11:24
So cooking烹飪 frees的FreeS time for us to do
292
672016
2489
所以烹煮讓我們有更多的時間
11:26
much more interesting有趣 things with our day
293
674505
2062
利用我們的時間和神經元
11:28
and with our neurons神經元
294
676567
1480
從事更多有趣的事情
11:30
than just thinking思維 about food餐飲,
295
678047
1905
這樣就不用為了
11:31
looking for food餐飲, and gobbling吞噬 down food餐飲
296
679952
1704
老是要找食物,趕著吃
11:33
all day long.
297
681656
1225
然後花掉一整天的時間
11:34
So because of cooking烹飪, what once一旦 was
298
682881
2499
也因為烹煮的關係
11:37
a major重大的 liability責任, this large,
299
685380
2353
讓這一度為了應付巨量神經元
11:39
dangerously危險 expensive昂貴 brain with a lot of neurons神經元,
300
687733
3033
消耗能量過度的腦
11:42
could now become成為 a major重大的 asset財富,
301
690766
2036
變成現在主要的資產
11:44
now that we could both afford給予
the energy能源 for a lot of neurons神經元
302
692802
3251
讓我們可以同時提供能量給大量神經元
11:48
and the time to do interesting有趣 things with them.
303
696056
2503
也能花時間利用它們從事有趣的事
11:50
So I think this explains說明 why the human人的 brain
304
698559
1974
所以我認為這說明了為何人腦
11:52
grew成長 to become成為 so large so fast快速 in evolution演化,
305
700533
3240
能夠在演化中迅速變大
11:55
all of the while remaining其餘 just a primate靈長類動物 brain.
306
703773
3897
即便仍使用靈長類的腦
11:59
With this large brain now affordable實惠 by cooking烹飪,
307
707670
2774
也因為烹煮可養活這大腦的關係
12:02
we went rapidly急速 from raw生的 foods食品 to culture文化,
308
710444
2913
我們很快速地從生食發展到養殖
12:05
agriculture農業, civilization文明, grocery雜貨 stores商店,
309
713357
2606
農、文明、雜貨店
12:07
electricity電力, refrigerators冰箱,
310
715963
1625
電力、電冰箱
12:09
all of those things that nowadays如今
311
717588
1607
現今的這一切
12:11
allow允許 us to get all the energy能源 we need
312
719195
2042
讓我們可以在
12:13
for the whole整個 day in a single sitting坐在
313
721237
2782
喜歡的速食店內一次消費
12:16
at your favorite喜愛 fast快速 food餐飲 joint聯合.
314
724019
2954
支撐一整天所需的能量
12:18
So what once一旦 was a solution
315
726973
2437
而過去的解決之道
12:21
now became成為 the problem問題,
316
729410
1699
卻成了當今的問題
12:23
and ironically諷刺地, we look for the solution in raw生的 food餐飲.
317
731109
5517
很諷刺地,我們在生食中尋求解答
12:28
So what is the human人的 advantage優點?
318
736626
2556
那人類的優勢是什麼?
12:31
What is it that we have
319
739182
1503
我們擁有什麼
12:32
that no other animal動物 has?
320
740685
2535
其它動物沒有的呢?
12:35
My answer回答 is that we have the largest最大 number
321
743220
2348
我們的大腦皮質成了答案
12:37
of neurons神經元 in the cerebral顱內 cortex皮質,
322
745568
1472
它擁有最多的神經元
12:39
and I think that's the simplest簡單 explanation說明
323
747040
1844
我想這為我們卓越的認知能力
12:40
for our remarkable卓越 cognitive認知 abilities能力.
324
748884
2013
提供了簡單好懂的解釋
12:42
And what is it that we do that no other animal動物 does,
325
750897
3227
那是什麼讓我們做其它動物做不到的呢?
12:46
and which哪一個 I believe was fundamental基本的
326
754124
1969
我認為最基本的方式
12:48
to allow允許 us to reach達到 that large,
327
756093
3083
讓我們擁有卓越大腦
12:51
largest最大 number of neurons神經元 in the cortex皮質?
328
759176
2222
且含大量神經元的大腦皮質
12:53
In two words, we cook廚師.
329
761398
2215
只有歸於兩個字- 烹煮
12:55
No other animal動物 cooks廚師 its food餐飲. Only humans人類 do.
330
763613
3566
其它動物不會煮食物,只有人類會
12:59
And I think that's how we got to become成為 human人的.
331
767179
2870
我認為這就是為何我們身為人類
13:02
Studying研究 the human人的 brain changed
the way I think about food餐飲.
332
770049
2460
研究人腦改變我對食物的看法
13:04
I now look at my kitchen廚房,
333
772509
1645
現在我看著我的廚房
13:06
and I bow to it,
334
774154
1470
都跟它敬禮
13:07
and I thank my ancestors祖先 for coming未來 up
335
775624
1705
我感謝我的祖先
13:09
with the invention發明 that probably大概 made製作 us humans人類.
336
777329
1900
發明這些讓我們得以成為人類
13:11
Thank you very much.
337
779229
2132
謝謝大家
13:13
(Applause掌聲)
338
781361
6353
(鼓掌)
Translated by Wen-Hsin (Willy) Feng
Reviewed by Jen-Huei Wu

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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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