TEDGlobal 2013
Suzana Herculano-Houzel: What is so special about the human brain?
Сюзана Херкулано-Хузел: В чем же особенность человеческого мозга?
Filmed:
Readability: 4
3,044,795 views
Устройство человеческого мозга сбивает с толку — он большой, относительно размеров нашего тела, он потребляет громадное количество энергии для своего веса и кора головного мозга невероятно плотная. Но почему? Невролог Сюзана Херкулано-Хузел взяла на себя роль Шерлока Холмса, чтобы провести нас через это расследование. Приготовив «бульон из мозгов», она приходит к потрясающим выводам.
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
Что же такого особенного
в человеческом мозге?
в человеческом мозге?
00:15
Why is it that we study other animals
1
3340
2212
Почему мы изучаем других животных,
00:17
instead of them studying us?
2
5552
2121
а не они изучают нас?
00:19
What does a human brain have or do
3
7673
1798
Что есть в человеческом мозге,
00:21
that no other brain does?
4
9471
1733
чего нет ни в каком другом?
00:23
When I became interested
in these questions about 10 years ago,
in these questions about 10 years ago,
5
11204
2848
Когда я задалась этими вопросами
около 10 лет назад,
около 10 лет назад,
00:26
scientists thought they knew
what different brains were made of.
what different brains were made of.
6
14052
2942
учёные думали, что знают,
из чего состоит мозг различных особей.
из чего состоит мозг различных особей.
00:28
Though it was based on very little evidence,
7
16994
1729
И хотя их догадки
строились на очень скудных данных,
строились на очень скудных данных,
00:30
many scientists thought that all mammalian brains,
8
18723
2187
многие учёные думали,
что мозг всех млекопитающих,
что мозг всех млекопитающих,
00:32
including the human brain,
9
20910
1725
в том числе и человека,
00:34
were made in the same way,
10
22635
1300
был устроен одинаково,
00:35
with a number of neurons that was always
11
23935
1502
имея постоянное число нейронов,
которое всегда
которое всегда
00:37
proportional to the size of the brain.
12
25437
2231
пропорционально размеру мозга.
00:39
This means that two brains of the same size,
13
27668
2076
Это означает
что два мозга одного размера,
что два мозга одного размера,
00:41
like these two, with a respectable 400 grams,
14
29744
3548
как вот эти, например,
весящие приличные 400 грамм,
весящие приличные 400 грамм,
00:45
should have similar numbers of neurons.
15
33292
2552
должны иметь примерно одинаковое
количество нейронов.
количество нейронов.
00:47
Now, if neurons are the functional
16
35844
1796
Таким образом, если нейроны являются
00:49
information processing units of the brain,
17
37640
2903
функциональными составляющими мозга,
обрабатывающими информацию,
обрабатывающими информацию,
00:52
then the owners of these two brains
18
40543
1592
значит, их владельцы
00:54
should have similar cognitive abilities.
19
42135
2729
должны иметь
схожие умственные способности.
схожие умственные способности.
00:56
And yet, one is a chimp,
20
44864
2349
Но, тем не менее,
один из них — шимпанзе,
один из них — шимпанзе,
00:59
and the other is a cow.
21
47213
2637
а другой — корова.
01:01
Now maybe cows have a really rich
22
49850
2362
Конечно, может быть, коровы обладают
01:04
internal mental life and are so smart
23
52212
2253
богатой невидимой умственной жизнью,
и настолько умны,
и настолько умны,
01:06
that they choose not to let us realize it,
24
54465
3803
что предпочитаю держать нас в неведении,
01:10
but we eat them.
25
58268
1445
но ведь мы их едим.
01:11
I think most people will agree
26
59713
1699
Я думаю,
что большинство людей согласится,
что большинство людей согласится,
01:13
that chimps are capable of much more complex,
27
61412
2001
что шимпанзе способны на более сложное
01:15
elaborate and flexible behaviors than cows are.
28
63413
3056
продуманное и адаптивное поведение,
чем коровы.
чем коровы.
01:18
So this is a first indication that the
29
66469
1932
Таким образом, это является
свидетельством того, что история о том,
свидетельством того, что история о том,
01:20
"all brains are made the same way" scenario
30
68401
2033
что «мозг всех живых существ
устроен одинаково»
устроен одинаково»
01:22
is not quite right.
31
70434
1671
в корне неверна.
01:24
But let's play along.
32
72105
1346
Но всё же продолжим.
01:25
If all brains were made the same way
33
73451
1778
Если бы мозг всех живых существ
был бы устроен одинаково,
был бы устроен одинаково,
01:27
and you were to compare animals
with brains of different sizes,
with brains of different sizes,
34
75229
2912
и нужно было бы сравнить животных
с мозгом разных размеров,
с мозгом разных размеров,
01:30
larger brains should always have more neurons
35
78141
2182
то мозг больших размеров всегда бы
располагал большим количеством нейронов,
располагал большим количеством нейронов,
01:32
than smaller brains,
and the larger the brain,
and the larger the brain,
36
80323
2323
чем тот, что меньше,
и, чем больше был бы мозг,
и, чем больше был бы мозг,
01:34
the more cognitively able its owner should be.
37
82646
3022
тем выше должны бы были быть
интеллектуальные способности обладателя.
интеллектуальные способности обладателя.
01:37
So the largest brain around should also be
38
85668
2136
Поэтому самый большой мозг
должен также обладать
должен также обладать
01:39
the most cognitively able.
39
87804
2289
и наивысшими
интеллектуальными способностями.
интеллектуальными способностями.
01:42
And here comes the bad news:
40
90093
1581
Но трагедия здесь в том,
01:43
Our brain, not the largest one around.
41
91674
2757
что наш мозг не является самым большим.
01:46
It seems quite vexing.
42
94431
1555
Весьма досадно, не так ли?
01:47
Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,
43
95986
2735
Наш мозг весит от 1,2 до 1,5 кг,
01:50
but elephant brains weigh between four and five kilos,
44
98721
3317
мозг слона весит около 4-5 кг,
01:54
and whale brains can weigh up to nine kilos,
45
102038
2585
а мозг кита может достигать
веса вплоть до 9 кг.
веса вплоть до 9 кг.
01:56
which is why scientists used to resort to saying
46
104623
4738
Вот почему учёные раньше
часто прибегали к утверждению,
часто прибегали к утверждению,
02:01
that our brain must be special
47
109361
2157
что «наш мозг особенный»,
02:03
to explain our cognitive abilities.
48
111518
2862
тем самым обосновывая
наши умственные способности.
наши умственные способности.
02:06
It must be really extraordinary,
49
114380
2946
Они должны быть выдающимися,
02:09
an exception to the rule.
50
117326
1977
исключением из правил.
02:11
Theirs may be bigger, but ours is better,
51
119303
3226
Их мозг может быть больше,
но наш всё равно лучше,
но наш всё равно лучше,
02:14
and it could be better, for example,
52
122529
1875
и, допустим, что такое могло быть,
02:16
in that it seems larger than it should be,
53
124404
2111
поскольку он кажется больше,
чем он должен быть,
чем он должен быть,
02:18
with a much larger cerebral cortex
than we should have
than we should have
54
126515
2698
с более толстой корой головного мозга,
чем теоретически должна быть
чем теоретически должна быть
02:21
for the size of our bodies.
55
129213
1539
относительно размеров наших тел.
02:22
So that would give us extra cortex
56
130752
1652
Таким образом, это даёт нам
дополнительную кору чтобы заниматься
дополнительную кору чтобы заниматься
02:24
to do more interesting things
than just operating the body.
than just operating the body.
57
132404
2960
более интересными вещами,
чем просто управлять нашим телом.
чем просто управлять нашим телом.
02:27
That's because the size of the brain
58
135364
1679
Это обусловлено тем, что размер мозга
02:29
usually follows the size of the body.
59
137043
2333
обычно соответствует размерам тела.
02:31
So the main reason for saying that
60
139376
2317
Поэтому основное объяснение того, что
02:33
our brain is larger than it should be
61
141693
2087
наш мозг больше,
чем ему следовало бы быть,
чем ему следовало бы быть,
02:35
actually comes from comparing ourselves
62
143780
1772
базируется на сопоставлении самих себя
02:37
to great apes.
63
145552
1686
с приматами.
02:39
Gorillas can be two to three times larger than we are,
64
147238
2594
Гориллы могут быть вдвое,
а то и втрое, больше нас,
а то и втрое, больше нас,
02:41
so their brains should also be larger than ours,
65
149832
2421
значит, и их мозг
должен быть больше, чем наш,
должен быть больше, чем наш,
02:44
but instead it's the other way around.
66
152253
1945
но, тем не менее,
всё с точностью наоборот.
всё с точностью наоборот.
02:46
Our brain is three times larger than a gorilla brain.
67
154198
2935
Наш мозг втрое больше,
чем мозг гориллы.
чем мозг гориллы.
02:49
The human brain also seems special
68
157133
2120
Человеческий мозг ещё интересен тем,
02:51
in the amount of energy that it uses.
69
159253
2247
какое количество энергии он потребляет.
02:53
Although it weighs only two percent of the body,
70
161500
2749
И хотя он обладает всего 2% массы тела,
02:56
it alone uses 25 percent of all the energy
71
164249
3443
он поглощает 25% всей энергии,
02:59
that your body requires to run per day.
72
167692
2463
ежедневно требующейся нашему телу.
03:02
That's 500 calories out of a total of 2,000 calories,
73
170155
3353
Из общих 2000 калорий 500 калорий идут
03:05
just to keep your brain working.
74
173508
2405
на поддержание
работоспособности нашего мозга.
работоспособности нашего мозга.
03:07
So the human brain is larger than it should be,
75
175913
2928
Таким образом, человеческий мозг
больше, чем он должен быть,
больше, чем он должен быть,
03:10
it uses much more energy than it should,
76
178841
2026
он использует намного больше энергии,
чем должен,
чем должен,
03:12
so it's special.
77
180867
1458
то есть он — особенный.
03:14
And this is where the story started to bother me.
78
182325
2571
Вот как раз в этот момент
меня и стала интересовать эта история.
меня и стала интересовать эта история.
03:16
In biology, we look for rules
79
184896
1671
В биологии мы ищем закономерности,
03:18
that apply to all animals and to life in general,
80
186567
2846
которым подчиняются
все живые организмы и жизнь в целом,
все живые организмы и жизнь в целом,
03:21
so why should the rules of evolution
81
189413
1850
тогда почему законам эволюции
03:23
apply to everybody else but not to us?
82
191263
3642
должны подчиняться все, кроме нас самих?
03:26
Maybe the problem was with the basic assumption
83
194905
2197
Возможно, проблема была
в изначальном предположении,
в изначальном предположении,
03:29
that all brains are made in the same way.
84
197102
1871
что мозг всех живых существ
устроен одинаково.
устроен одинаково.
03:30
Maybe two brains of a similar size
85
198973
1599
Может быть, два мозга одного размера
03:32
can actually be made of
very different numbers of neurons.
very different numbers of neurons.
86
200572
2591
могут, на самом деле, иметь
совсем разное количество нейронов,
совсем разное количество нейронов,
03:35
Maybe a very large brain
87
203163
1607
Может быть, и необязательно,
что очень большой мозг
что очень большой мозг
03:36
does not necessarily have more neurons
88
204770
1840
имеет больше нейронов,
03:38
than a more modest-sized brain.
89
206610
2221
чем мозг более скромных размеров.
03:40
Maybe the human brain
actually has the most neurons
actually has the most neurons
90
208831
3009
Может быть, человеческий мозг
имеет большее количество нейронов,
имеет большее количество нейронов,
03:43
of any brain, regardless of its size,
91
211840
2573
чем какой-либо другой,
независимо от его размеров,
независимо от его размеров,
03:46
especially in the cerebral cortex.
92
214413
2094
особенно это касается
коры головного мозга.
коры головного мозга.
03:48
So this to me became
93
216507
1552
Это стало для меня
03:50
the important question to answer:
94
218059
1729
очень любопытным вопросом:
03:51
how many neurons does the human brain have,
95
219788
2400
Сколько нейронов в человеческом мозге,
03:54
and how does that compare to other animals?
96
222188
2522
и как это число соотносится
с другими животными?
с другими животными?
03:56
Now, you may have heard or read somewhere
97
224710
2423
Вы, вероятно,
слышали или читали где-нибудь,
слышали или читали где-нибудь,
03:59
that we have 100 billion neurons,
98
227133
2111
что мы имеем около 100 млрд нейронов,
04:01
so 10 years ago, I asked my colleagues
99
229244
2086
поэтому 10 лет назад,
я спросила своих коллег,
я спросила своих коллег,
04:03
if they knew where this number came from.
100
231330
1839
знают ли они,
как мы получили такое число.
как мы получили такое число.
04:05
But nobody did.
101
233169
1458
Но никто не смог мне ответить
04:06
I've been digging through the literature
102
234627
1453
Я перерыла литературу,
04:08
for the original reference for that number,
103
236080
2058
чтобы найти
первоисточник этой информации,
первоисточник этой информации,
04:10
and I could never find it.
104
238138
1783
но так и не смогла найти.
04:11
It seems that nobody had actually ever counted
105
239921
2739
Казалось, что никто никогда
на самом деле-то и не считал
на самом деле-то и не считал
04:14
the number of neurons in the human brain,
106
242660
1534
число нейронов человеческого мозга,
04:16
or in any other brain for that matter.
107
244194
2499
да и вообще
какого-либо мозга в принципе.
какого-либо мозга в принципе.
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
Поэтому, я придумала свой собственный
метод вычисления числа клеток в мозге,
метод вычисления числа клеток в мозге,
04:22
and it essentially consists of
109
250228
2108
и по сути своей он сводится
04:24
dissolving that brain into soup.
110
252336
3245
к растворению мозга
до состояния бульона.
до состояния бульона.
04:27
It works like this:
111
255581
2037
Происходит это так:
04:29
You take a brain, or parts of that brain,
112
257618
3127
Берём мозг, или часть этого мозга,
04:32
and you dissolve it in detergent,
113
260745
1744
и растворяем его в растворителе,
04:34
which destroys the cell membranes
114
262489
1509
который разрушает мембраны клеток,
04:35
but keeps the cell nuclei intact,
115
263998
2436
но оставляет нетронутым ядро клеток,
04:38
so you end up with a suspension of free nuclei
116
266434
3140
поэтому, мы имеем раствор
свободных клеточных ядер,
свободных клеточных ядер,
04:41
that looks like this,
117
269574
1781
который выглядит вот так,
04:43
like a clear soup.
118
271355
1273
как бульон.
04:44
This soup contains all the nuclei
119
272628
1891
Бульон содержит все ядра,
04:46
that once were a mouse brain.
120
274519
2054
которые не так давно
были мышиным мозгом.
были мышиным мозгом.
04:48
Now, the beauty of a soup is that because it is soup,
121
276573
3030
Так вот, гениальность бульона в том,
04:51
you can agitate it and make those nuclei
122
279603
2898
что его можно взболтать
и распределить ядра клеток
и распределить ядра клеток
04:54
be distributed homogeneously in the liquid,
123
282501
1971
равномерно в растворе,
04:56
so that now by looking under the microscope
124
284472
1981
поэтому, рассмотрев в микроскоп
всего 4 или 5 образцов
всего 4 или 5 образцов
04:58
at just four or five samples
of this homogeneous solution,
of this homogeneous solution,
125
286453
4083
этого однородного раствора,
05:02
you can count nuclei, and therefore tell
126
290536
2536
мы можем посчитать ядра
и, тем самым, посчитать,
и, тем самым, посчитать,
05:05
how many cells that brain had.
127
293072
1679
сколько клеток было в этом мозге.
05:06
It's simple, it's straightforward,
128
294751
1625
Элементарно
05:08
and it's really fast.
129
296376
1434
и очень быстро.
05:09
So we've used that method to count neurons
130
297810
1997
Мы использовали этот метод
для подсчёта нейронов
для подсчёта нейронов
05:11
in dozens of different species so far,
131
299807
2311
уже десятков различных видов,
05:14
and it turns out that all brains
132
302118
1689
и, оказывается, у всех видов
05:15
are not made the same way.
133
303807
2582
мозг устроен по-разному.
05:18
Take rodents and primates, for instance:
134
306389
2187
Возьмём, например, грызунов и приматов.
05:20
In larger rodent brains, the average size
135
308576
2284
По мере увеличения размеров грызуна
05:22
of the neuron increases,
136
310860
1686
среднее число
нейронов мозга увеличивается,
нейронов мозга увеличивается,
05:24
so the brain inflates very rapidly
137
312546
2599
то есть мозг быстро увеличивается,
05:27
and gains size much faster than it gains neurons.
138
315145
3165
в размере — гораздо быстрее,
чем в количестве нейронов.
чем в количестве нейронов.
05:30
But primate brains gain neurons
139
318310
1703
У приматов же
увеличивается количество нейронов,
увеличивается количество нейронов,
05:32
without the average neuron becoming any larger,
140
320013
2459
однако при этом
размер нейрона не изменяется,
размер нейрона не изменяется,
05:34
which is a very economical way
141
322472
1525
и это очень практичный способ —
05:35
to add neurons to your brain.
142
323997
1653
увеличить количество нейронов.
05:37
The result is that a primate brain
143
325650
1764
В результате, мозг примата
будет всегда располагать
будет всегда располагать
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
большим количеством нейронов,
чем мозг грызуна такого же размера,
чем мозг грызуна такого же размера,
05:42
and the larger the brain,
145
330581
1483
и чем больше размер мозга,
05:44
the larger this difference will be.
146
332064
2214
тем больше будет эта разница.
05:46
Well, what about our brain then?
147
334278
2103
А что же тогда насчёт нашего мозга?
05:48
We found that we have, on average,
148
336381
1684
Мы обнаружили, что в среднем
05:50
86 billion neurons,
149
338065
1785
у нас около 86 млрд нейронов,
05:51
16 billion of which are in the cerebral cortex,
150
339850
2999
16 млрд из которых
находятся в коре головного мозга,
находятся в коре головного мозга,
05:54
and if you consider that the cerebral cortex
151
342849
2081
и, если вы считаете,
что кора мозга является
что кора мозга является
05:56
is the seat of functions like
152
344930
3094
центром таких функций,
06:00
awareness and logical and abstract reasoning,
153
348024
3137
как понимание,
логическое и абстрактное мышление,
логическое и абстрактное мышление,
06:03
and that 16 billion is the most neurons
154
351161
2984
и что 16 млрд
это самое большое число,
это самое большое число,
06:06
that any cortex has,
155
354145
2621
которое может быть
в коре головного мозга,
в коре головного мозга,
06:08
I think this is the simplest explanation
156
356766
1718
я думаю,
что это наипростейшее объяснение
что это наипростейшее объяснение
06:10
for our remarkable cognitive abilities.
157
358484
3142
наших выдающихся
умственных способностей.
умственных способностей.
06:13
But just as important is what
the 86 billion neurons mean.
the 86 billion neurons mean.
158
361626
3221
Не менее важно знать,
что же означает число «86 млрд»
что же означает число «86 млрд»
06:16
Because we found that the relationship
159
364847
1529
Так как мы доказали, что отношение
06:18
between the size of the brain
and its number of neurons
and its number of neurons
160
366376
2352
размера мозга к количеству нейронов
06:20
could be described mathematically,
161
368728
1627
может быть выражено математически,
06:22
we could calculate what a human brain
162
370355
2218
мы смогли рассчитать,
как бы выглядел мозг человека,
как бы выглядел мозг человека,
06:24
would look like if it was made like a rodent brain.
163
372573
2674
если бы он был устроен как у грызуна.
06:27
So, a rodent brain with 86 billion neurons
164
375247
3574
Мозг грызуна с теми же 86 млрд нейронов
06:30
would weigh 36 kilos.
165
378821
3121
весил бы 36 килограммов.
06:33
That's not possible.
166
381942
1633
Это невозможно.
06:35
A brain that huge would be crushed
167
383575
1906
Мозг такого размера
был бы раздавлен
был бы раздавлен
06:37
by its own weight,
168
385481
1184
собственным весом,
06:38
and this impossible brain would go
169
386665
1587
и этому невероятному мозгу
потребовалось бы тело
потребовалось бы тело
06:40
in the body of 89 tons.
170
388252
3771
массой 89 тонн.
06:44
I don't think it looks like us.
171
392023
2134
Не думаю, что это хоть немного
похоже на нас.
похоже на нас.
06:46
So this brings us to a very important
conclusion already,
conclusion already,
172
394157
2553
Даже это приводит нас к важному выводу,
06:48
which is that we are not rodents.
173
396710
2647
что мы — не грызуны.
06:51
The human brain is not a large rat brain.
174
399357
3268
Человеческий мозг —
это не огромный мозг крысы.
это не огромный мозг крысы.
06:54
Compared to a rat, we might seem special, yes,
175
402625
2628
В сравнении с крысой,
мы, возможно кажемся особенными,
мы, возможно кажемся особенными,
06:57
but that's not a fair comparison to make,
176
405253
2220
но это неправильное сравнение,
06:59
given that we know that we are not rodents.
177
407473
2089
так как мы знаем, что мы не грызуны.
07:01
We are primates,
178
409562
1390
Мы — приматы,
07:02
so the correct comparison is to other primates.
179
410952
2774
поэтому правильным сравнением
было бы с приматами.
было бы с приматами.
07:05
And there, if you do the math,
180
413726
1227
Так вот, если провести все вычисления,
07:06
you find that a generic primate
181
414953
2786
выясняется, что средний примат
07:09
with 86 billion neurons
182
417739
1930
с 86 млрд нейронов
07:11
would have a brain of about 1.2 kilos,
183
419669
3003
имел бы мозг весом 1,2 кг,
07:14
which seems just right,
184
422672
1889
что кажется довольно правдоподобным,
07:16
in a body of some 66 kilos,
185
424561
1972
имел бы тело около 66 кг,
07:18
which in my case is exactly right,
186
426533
2645
что, в моем случае, прямо в точку.
07:21
which brings us to a very unsurprising
187
429178
2620
Это приводит нас
к совершенно неудивительному,
к совершенно неудивительному,
07:23
but still incredibly important conclusion:
188
431798
2969
но все же очень важному, выводу:
07:26
I am a primate.
189
434767
1341
я — примат.
07:28
And all of you are primates.
190
436108
2698
И вы все — приматы.
07:30
And so was Darwin.
191
438806
1900
И Чарльз Дарвин тоже им был.
07:32
I love to think that Darwin
would have really appreciated this.
would have really appreciated this.
192
440706
2940
Мне нравится думать,
что Дарвин оценил бы это.
что Дарвин оценил бы это.
07:35
His brain, like ours,
193
443646
1967
Его мозг, как и наш,
07:37
was made in the image of other primate brains.
194
445613
3511
был построен по подобию
мозгов других приматов.
мозгов других приматов.
07:41
So the human brain may be remarkable, yes,
195
449124
2302
Значит, мозг человека
может быть особенным — да,
может быть особенным — да,
07:43
but it is not special in its number of neurons.
196
451426
2781
но он не отличается
количеством нейронов.
количеством нейронов.
07:46
It is just a large primate brain.
197
454207
1855
Это просто мозг крупного примата.
07:48
I think that's a very humbling and sobering thought
198
456062
3044
На мой взгляд, это очень усмиряющая
и отрезвляющая мысль,
и отрезвляющая мысль,
07:51
that should remind us of our place in nature.
199
459106
3063
которая должна нам напоминать
о нашем месте в природе.
о нашем месте в природе.
07:54
Why does it cost so much energy, then?
200
462169
2644
Почему тогда наш мозг
поглощает так много энергии?
поглощает так много энергии?
07:56
Well, other people have figured out
201
464813
1447
Другие учёные подсчитали,
07:58
how much energy the human brain
202
466260
1503
сколько энергии
затрачивает человеческий мозг
затрачивает человеческий мозг
07:59
and that of other species costs,
203
467763
1407
и мозг других видов,
08:01
and now that we knew how many neurons
204
469170
1652
и теперь, зная число нейронов,
08:02
each brain was made of, we could do the math.
205
470822
2342
составляющих каждый мозг,
мы можем посчитать.
мы можем посчитать.
08:05
And it turns out that both human
206
473164
1866
Выходит, что и человеческий мозг
08:07
and other brains cost about the same,
207
475030
2823
и мозг любого другого вида затрачивает
примерно одинаковое количество —
примерно одинаковое количество —
08:09
an average of six calories
per billion neurons per day.
per billion neurons per day.
208
477853
3421
в среднем 6 калорий
на млрд нейронов в день.
на млрд нейронов в день.
08:13
So the total energetic cost of a brain
209
481274
2139
Значит, общее количество энергии мозга
08:15
is a simple, linear function
210
483413
2034
это простая линейная функция,
08:17
of its number of neurons,
211
485447
1709
зависящая от количества нейронов.
08:19
and it turns out that the human brain
212
487156
2183
И оказывается,
что человеческий мозг затрачивает ровно
что человеческий мозг затрачивает ровно
08:21
costs just as much energy as you would expect.
213
489339
3841
ожидаемое количество энергии.
08:25
So the reason why the human brain
214
493180
2091
Значит причина того,
почему человеческий мозг
почему человеческий мозг
08:27
costs so much energy is simply because
215
495271
1672
затрачивает так много энергии в том,
08:28
it has a huge number of neurons,
216
496943
1983
что в нем большое число нейронов,
08:30
and because we are primates
217
498926
1485
и потому что мы приматы
08:32
with many more neurons for a given body size
218
500411
2499
с намного большим числом
нейронов на данный размер тела,
нейронов на данный размер тела,
08:34
than any other animal,
219
502910
1522
чем какое либо другое животное.
08:36
the relative cost of our brain is large,
220
504432
3540
Относительные затраты
нашего мозга велики,
нашего мозга велики,
08:39
but just because we're primates,
not because we're special.
not because we're special.
221
507972
3001
но только потому что мы — приматы,
а не потому что мы — особенные.
а не потому что мы — особенные.
08:42
Last question, then:
222
510973
1190
Тогда последний вопрос:
08:44
how did we come by this
remarkable number of neurons,
remarkable number of neurons,
223
512163
3115
как же мы получили
такое значительное число нейронов,
такое значительное число нейронов,
08:47
and in particular, if great apes
224
515278
1900
и особенно, если некоторые приматы
08:49
are larger than we are,
225
517178
1555
значительно больше нас,
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
почему их мозг не больше нашего
и не имеет большее число нейронов?
и не имеет большее число нейронов?
08:54
When we realized how much expensive it is
227
522498
2090
Когда мы осознали, во сколько обходится
08:56
to have a lot of neurons in the brain, I figured,
228
524588
2333
такое число нейронов в мозге,
я обнаружила,
я обнаружила,
08:58
maybe there's a simple reason.
229
526921
2003
что может быть у этого простая причина.
09:00
They just can't afford the energy
230
528924
1683
У них просто не хватает энергии на то,
09:02
for both a large body
and a large number of neurons.
and a large number of neurons.
231
530607
2950
чтобы содержать и крупное тело,
и большое число нейронов.
и большое число нейронов.
09:05
So we did the math.
232
533557
1429
Поэтому мы посчитали сначала,
09:06
We calculated on the one hand
233
534986
1600
какое количество энергии
09:08
how much energy a primate gets per day
234
536586
1941
получает примат в день
09:10
from eating raw foods,
235
538527
1350
от поедания сырой еды,
09:11
and on the other hand, how much energy
236
539877
2037
а потом, сколько энергии
09:13
a body of a certain size costs
237
541914
1764
необходимо телу определённого размера
09:15
and how much energy a brain of a
certain number of neurons costs,
certain number of neurons costs,
238
543678
3387
и, сколько необходимо
мозгу определённого размера,
мозгу определённого размера,
09:19
and we looked for the combinations
239
547065
1489
и мы стали искать такое сочетание
09:20
of body size and number of brain neurons
240
548554
2411
размера тела и количества нейронов
09:22
that a primate could afford
241
550965
1270
которое смог бы себе позволить примат,
09:24
if it ate a certain number of hours per day.
242
552235
2548
если бы он питался
определённое количество часов в день.
определённое количество часов в день.
09:26
And what we found is that
243
554783
1816
И вот что мы обнаружили:
09:28
because neurons are so expensive,
244
556599
1712
так как нейроны очень энергозатратны,
09:30
there is a tradeoff between
body size and number of neurons.
body size and number of neurons.
245
558311
3370
есть баланс между
количеством нейронов и размерами тела.
количеством нейронов и размерами тела.
09:33
So a primate that eats eight hours per day
246
561681
2951
Примат, который ест 8 часов в день,
09:36
can afford at most 53 billion neurons,
247
564632
3024
может позволить себе
максимум 53 млрд нейронов,
максимум 53 млрд нейронов,
09:39
but then its body cannot be any bigger
248
567656
1727
но тогда его тело будет не больше
09:41
than 25 kilos.
249
569383
1954
25-ти килограммов.
09:43
To weigh any more than that,
250
571337
1701
Чтобы набрать больший вес,
09:45
it has to give up neurons.
251
573038
1769
придётся жертвовать нейронами.
09:46
So it's either a large body
252
574807
2653
Поэтому выбор следующий —
либо крупное тело,
либо крупное тело,
09:49
or a large number of neurons.
253
577460
1495
либо большое число нейронов.
09:50
When you eat like a primate,
254
578955
1365
Если питаться, как примат,
09:52
you can't afford both.
255
580320
2236
невозможно себе позволить и то и другое.
09:54
One way out of this metabolic limitation
256
582556
1964
Способ обойти эти ограничения —
09:56
would be to spend even more hours per day eating,
257
584520
3401
есть ещё большее
количество часов в день,
количество часов в день,
09:59
but that gets dangerous,
258
587921
1363
но это — опасно,
10:01
and past a certain point, it's just not possible.
259
589284
2719
и на определённом этапе
просто переходит рамки возможного.
просто переходит рамки возможного.
10:04
Gorillas and orangutans, for instance,
260
592003
1537
Гориллы и орангутанги, например,
10:05
afford about 30 billion neurons
261
593540
1923
обслуживают около 30 млрд нейронов
10:07
by spending eight and a half hours per day eating,
262
595463
2966
затрачивая 8 с половиной часов на еду,
10:10
and that seems to be about as much as they can do.
263
598429
3116
и это наибольшее, что они могут.
10:13
Nine hours of feeding per day
264
601545
1791
9 часов в день на еду
10:15
seems to be the practical limit for a primate.
265
603336
3271
фактический предел для примата.
10:18
What about us?
266
606607
1791
Что же насчёт нас?
10:20
With our 86 billion neurons
267
608398
1600
Имея 86 млрд нейронов
10:21
and 60 to 70 kilos of body mass,
268
609998
3035
и массу тела 60-70 кг,
10:25
we should have to spend over nine hours
269
613033
3561
нам бы пришло питаться больше,
10:28
per day every single day feeding,
270
616594
3575
чем 9 часов в день,
10:32
which is just not feasible.
271
620169
2039
что просто неосуществимо.
10:34
If we ate like a primate,
272
622208
1834
Если бы мы питались, как приматы,
10:36
we should not be here.
273
624042
2253
нас бы не было здесь.
10:38
How did we get here, then?
274
626295
2127
Так как же мы стали такими?
10:40
Well, if our brain costs just as much energy
275
628422
2735
Ну, если наш мозг
затрачивает ровно столько энергии,
затрачивает ровно столько энергии,
10:43
as it should, and if we can't spend
276
631157
1723
сколько он должен,
и если мы не можем потратить
и если мы не можем потратить
10:44
every waking hour of the day feeding,
277
632880
3674
каждый час бодрствования на прокорм,
10:48
then the only alternative, really,
278
636554
1911
тогда единственная альтернатива —
10:50
is to somehow get more energy
279
638465
1958
каким бы то ни было способом
получить больше энергии
получить больше энергии
10:52
out of the same foods.
280
640423
1953
из той же самой еды.
10:54
And remarkably, that matches exactly
281
642376
3800
И это в точности совпадает с тем,
10:58
what our ancestors are believed to have invented
282
646176
3037
как наши предки вышли из этого положения
11:01
one and a half million years ago,
283
649213
1839
1,5 млн лет назад,
11:03
when they invented cooking.
284
651052
2782
когда они изобрели приготовление пищи.
11:05
To cook is to use fire
285
653834
1970
Готовить — это использовать огонь,
11:07
to pre-digest foods outside of your body.
286
655804
3800
чтобы пре-переварить пищу вне наших тел.
11:11
Cooked foods are softer, so they're easier to chew
287
659604
2606
Приготовленная пища мягче,
значит её легче жевать
значит её легче жевать
11:14
and to turn completely into mush in your mouth,
288
662210
2563
и пережевать её
до состояния пюре во рту,
до состояния пюре во рту,
11:16
so that allows them to be completely digested
289
664773
2152
а это позволяет ей
полностью перевариваться
полностью перевариваться
11:18
and absorbed in your gut,
290
666925
1436
и всасываться в кишечнике,
11:20
which makes them yield much more
energy in much less time.
energy in much less time.
291
668361
3655
что тем самым даёт большее количество
энергии в более короткие сроки.
энергии в более короткие сроки.
11:24
So cooking frees time for us to do
292
672016
2489
Таким образом, приготовление пищи
освобождает время
освобождает время
11:26
much more interesting things with our day
293
674505
2062
для более интересных занятий
11:28
and with our neurons
294
676567
1480
нам и нашим нейронам,
11:30
than just thinking about food,
295
678047
1905
чем просто заниматься
мыслями о еде,
мыслями о еде,
11:31
looking for food, and gobbling down food
296
679952
1704
поисками еды, поглощением еды
11:33
all day long.
297
681656
1225
весь день.
11:34
So because of cooking, what once was
298
682881
2499
Благодаря приготовлению пищи,
то, что раньше было
то, что раньше было
11:37
a major liability, this large,
299
685380
2353
значительной ответственностью,
этот большой,
этот большой,
11:39
dangerously expensive brain with a lot of neurons,
300
687733
3033
чрезмерно энергозатратный мозг
с огромным числом нейронов
с огромным числом нейронов
11:42
could now become a major asset,
301
690766
2036
смог теперь стать значительным активом,
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
чтобы теперь мы смогли иметь
достаточно энергии для нейронов
достаточно энергии для нейронов
11:48
and the time to do interesting things with them.
303
696056
2503
и времени для интересных для них дел.
11:50
So I think this explains why the human brain
304
698559
1974
Это, я думаю, объясняет,
почему человеческий мозг
почему человеческий мозг
11:52
grew to become so large so fast in evolution,
305
700533
3240
в ходе эволюции так быстро
достиг таких размеров,
достиг таких размеров,
11:55
all of the while remaining just a primate brain.
306
703773
3897
в то же самое время
оставаясь просто мозгом примата.
оставаясь просто мозгом примата.
11:59
With this large brain now affordable by cooking,
307
707670
2774
Теперь, имея большой мозг,
доступный благодаря кулинарии,
доступный благодаря кулинарии,
12:02
we went rapidly from raw foods to culture,
308
710444
2913
мы стремительно перешли
от сыроедения к культуре,
от сыроедения к культуре,
12:05
agriculture, civilization, grocery stores,
309
713357
2606
сельскому хозяйству, цивилизации,
продуктовым магазинам,
продуктовым магазинам,
12:07
electricity, refrigerators,
310
715963
1625
электричеству, холодильникам,
12:09
all of those things that nowadays
311
717588
1607
и всем тем вещам, которые сегодня
12:11
allow us to get all the energy we need
312
719195
2042
позволяют нам получать
необходимую нам энергию
необходимую нам энергию
12:13
for the whole day in a single sitting
313
721237
2782
на весь день всего за одно посещение
12:16
at your favorite fast food joint.
314
724019
2954
вашего любимого фаст-фуда.
12:18
So what once was a solution
315
726973
2437
Что когда-то было решением,
12:21
now became the problem,
316
729410
1699
теперь стало проблемой
12:23
and ironically, we look for the solution in raw food.
317
731109
5517
и, по иронии мы ищем решение
в сыроедении.
в сыроедении.
12:28
So what is the human advantage?
318
736626
2556
В чем же человеческое превосходство?
12:31
What is it that we have
319
739182
1503
Что есть у нас,
12:32
that no other animal has?
320
740685
2535
чего нет у других животных?
12:35
My answer is that we have the largest number
321
743220
2348
Мой ответ — самое большое количество
12:37
of neurons in the cerebral cortex,
322
745568
1472
нейронов в коре головного мозга,
12:39
and I think that's the simplest explanation
323
747040
1844
и я думаю, это самое лёгкое объяснение
12:40
for our remarkable cognitive abilities.
324
748884
2013
наших выдающихся
умственных способностей.
умственных способностей.
12:42
And what is it that we do that no other animal does,
325
750897
3227
И что же мы умеем,
чего не умеет ни одно другое животное,
чего не умеет ни одно другое животное,
12:46
and which I believe was fundamental
326
754124
1969
и что было, по-моему,
основополагающим фактором,
основополагающим фактором,
12:48
to allow us to reach that large,
327
756093
3083
который позволил нам это большее,
12:51
largest number of neurons in the cortex?
328
759176
2222
самое большое число нейронов?
12:53
In two words, we cook.
329
761398
2215
В двух словах — мы готовим.
12:55
No other animal cooks its food. Only humans do.
330
763613
3566
Ни одно другое животное
не готовит свою пищу. Только человек.
не готовит свою пищу. Только человек.
12:59
And I think that's how we got to become human.
331
767179
2870
Я считаю, это то,
как нам удалось стать людьми.
как нам удалось стать людьми.
13:02
Studying the human brain changed
the way I think about food.
the way I think about food.
332
770049
2460
Изучение человеческого мозга
изменило мои представления о еде.
изменило мои представления о еде.
13:04
I now look at my kitchen,
333
772509
1645
Теперь я смотрю на свою кухню,
13:06
and I bow to it,
334
774154
1470
и я кланяюсь ей
13:07
and I thank my ancestors for coming up
335
775624
1705
и благодарю своих предков
за изобретение того,
за изобретение того,
13:09
with the invention that probably made us humans.
336
777329
1900
что, возможно, и сделало
из обезьяны — человека.
из обезьяны — человека.
13:11
Thank you very much.
337
779229
2132
Большое спасибо.
13:13
(Applause)
338
781361
6353
(Аплодисменты)
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