¿Qué tiene de especial el cerebro humano?

Suzana Herculano-Houzel

El cerebro humano es desconcertante. Es curiosamente grande dado el tamaño de nuestro cuerpo, utiliza una cantidad tremenda de energía para su peso y tiene una corteza cerebral singularmente densa. Pero, ¿por qué? La neurocientífica Suzana Herculano-Houzel se pone su gorra de detective y nos guía en este misterio. Al hacer “sopa de cerebro”, llega a una conclusión sorprendente.

¿Cuántas neuronas conforman un cerebro humano? Por años, la respuesta que escuchamos por años es de 100 mil millones. Sin embargo, la neurocientífica Suzana Herculano-Houzel decidió contarlas por ella misma. Su método de investigación incluyó disolver cuatro cerebros humanos (donados a la ciencia) en una mezcla homógena –en su laboratorio de Ciencias Biomédicas de Río de Janeiro, la llaman “sopa cerebral”. Ella tomó una muestra de esta sopa, contó el número de núcleos correspondientes a neuronas y escaló el resultado. El resultado: el cerebro humano tiene cerca de 86 mil millones de nueronas, 14 mil millones menos de lo asumido –pero sin duda, mucho más que otros animales con respecto al tamaño del cerebro.

Ella sugiere que la invención de nuestros ancestros de cocinar los alimentos –que hace que los alimentos suministren más energía metábolica– fue lo que permitió a los humanos desarrollar el cerebro primate más grande. La doctora Herculano-Houzel trabaja ahora con cerebros de elefante y ballenas para probar su hipótesis.

¿Qué tiene de especial el cerebro humano? ¿Por qué estudiamos otros animales en lugar de que ellos nos estudien? ¿Qué es lo que tiene o hace un cerebro humano que otros cerebros no hacen? Cuando me interesé por estos temas hace 10 años, los científicos pensaban que sabían cómo estaban formados los diferentes cerebros. Aunque se basaban en muy poca evidencia, muchos científicos pensaban que los cerebros de todos los mamíferos, incluyendo el cerebro humano, estaban formados de la misma manera, con un número de neuronas que era siempre proporcional al tamaño del cerebro. Esto significa que dos cerebros del mismo tamaño, como estos dos, con un peso respetable de 400 gramos, deberían tener un número similar de neuronas. Ahora, si las neuronas son las unidades funcionales de procesamiento de la información del cerebro, entonces, los dueños de estos dos cerebros deberían tener habilidades cognitivas similares. Sin embargo, uno es de un chimpancé, y el otro es de una vaca. Ahora, quizás las vacas tienen una vida mental interna y son tan listas que no nos permiten darnos cuenta, pero nos las comemos. Creo que la mayoría de la gente estará de acuerdo en que los chimpancés son capaces de manifestar comportamientos más complejos, elaborados y flexibles que las vacas. Por lo que este es el primer indicador de que el postulado de “todos los cerebros se forman de la misma manera” no es del todo correcto.

Pero sigamos. Si todos los cerebros estuvieran formados del mismo modo, y si comparáramos animales con cerebros de distinto tamaño, los cerebros más grandes deberían tener más neuronas que los cerebros más pequeños y, a mayor tamaño, mayor capacidad cognitiva debería tener su usuario. De modo que el cerebro más grande que existe debería ser también el de mayor capacidad cognitiva. Y aquí vienen las malas noticias: Nuestro cerebro no es el más grande que existe. Parece ser un poco desconcertante. Nuestro cerebro pesa entre 1.2 y 1.5 kg, pero los cerebros de elefante pesan entre 4 y 5 kg, y los cerebros de ballena pueden alcanzar los 9 kg, y es por esto que los científicos solían decir que nuestro cerebro era especial al explicar nuestras habilidades cognitivas. Debe ser realmente extraordinario, una excepción a la regla. El de ellos puede ser más grande, pero el nuestro es mejor, y podría ser mejor, por ejemplo, en que parece más grande de lo que debería ser, con una corteza cerebral mucho más grande de la que tendríamos por el tamaño de nuestros cuerpos. De modo que nos daría una corteza extra para realizar cosas más interesantes que solo operar el cuerpo. Eso se debe a que el tamaño del cerebro normalmente acompaña al tamaño del cuerpo. Por lo que la razón principal para decir que nuestro cerebro es más grande de lo que debería, en realidad proviene de compararnos con otros homínidos. Los gorilas pueden ser dos o tres veces más grandes que nosotros, de modo que sus cerebros deberían ser también más grandes que los nuestros, sin embargo, ocurre lo opuesto. Nuestro cerebro es tres veces más grande que el de un gorila.

El cerebro humano también parece especial en cuanto a la cantidad de energía que utiliza. Si bien pesa apenas el 2% del cuerpo, él solo utiliza el 25% de toda la energía que el cuerpo requiere para funcionar diariamente. Eso es 500 calorías de un total de 2000, solo para mantener tu cerebro en funcionamiento.

Entonces, el cerebro humano es más grande de lo que debería, utiliza mucha más energía de la que debería, por lo tanto, es especial. Y es aquí donde la historia comenzó a molestarme. En biología, buscamos reglas que se apliquen a todos los animales y a la vida en general. ¿Por qué habrían de aplicarse las reglas de la evolución a todos excepto a nosotros? Quizás el problema estaba en la suposición básica de que todos los cerebros estaban hechos del mismo modo. Quizás dos cerebros de un tamaño similar podrían estar hechos, en realidad, de una cantidad muy diferente de neuronas. Quizás un cerebro muy grande no necesariamente tiene más neuronas que un cerebro de tamaño modesto. Quizás el cerebro humano tiene la mayor cantidad de neuronas que cualquier otro cerebro, sin importar su tamaño, especialmente en la corteza cerebral. Por lo que esto se convirtió en una pregunta importante a responder: ¿cuántas neuronas tiene el cerebro humano, y cómo se las compara con otros animales?

Ahora, Uds. pueden haber escuchado o leído en algún lugar que tenemos 100 mil millones de neuronas, por lo que, hace 10 años, le pregunté a mis colegas si sabían de dónde provenía esta cifra. Pero nadie sabía. Estuve buscando la referencia original del número en la bibliografía, pero nunca logré encontrarla. Parece que nadie contó en realidad el número de neuronas en el cerebro humano, o en cualquier otro cerebro para el caso.

Por lo que ideé una forma para contar las células del cerebro, y esencialmente consiste en disolver el cerebro hasta hacerlo sopa. Funciona así: Tomas un cerebro, o partes de él, y lo disuelves en detergente, lo cual destruye las membranas celulares pero conserva el núcleo celular intacto, de modo que te quedas finalmente con una suspensión de núcleo libre que se parece a esto, como un caldo. Esta sopa contiene todos los núcleos que una vez fueron un cerebro de ratón. Ahora, la belleza de una sopa es que, como es sopa, puedes agitarla y hacer que todos esos núcleos se distribuyan homogéneamente en el líquido, de modo que ahora al mirar en el microscopio solo cuatro o cinco muestras de esta solución homogénea, puedes contar los núcleos, y por lo tanto saber cuántas células tenía ese cerebro. Es simple, sencillo, y realmente rápido. Entonces, utilizamos ese método para contar neuronas en docenas de diferentes especies, y resulta que los cerebros no están hechos del mismo modo. Consideremos a los roedores y los primates, por ejemplo: En los cerebros más grandes de los roedores, el tamaño promedio de la neurona aumenta; de modo que el cerebro se infla muy rápidamente y aumenta su tamaño de forma mucho más rápida de la que obtiene neuronas. Pero los cerebros de los primates obtienen neuronas sin que la neurona promedio se haga más grande, lo cual es una forma muy económica de agregarle neuronas al cerebro. El resultado es que el cerebro de un primate tendrá siempre más neuronas que un cerebro de roedor del mismo tamaño, y a mayor cerebro, mayor será esta diferencia. Entonces, ¿qué sucede con nuestro cerebro? Hemos encontrado que poseemos, en promedio, 86 mil millones de neuronas, 16 mil millones de las cuales se encuentran en la corteza cerebral, y si consideramos que la corteza cerebral es la sede de funciones como la consciencia, y el razonamiento lógico y abstracto, y que esas 16 mil millones es la mayor cantidad de neuronas que posee cualquier otra corteza, considero que esta es la explicación más simple a nuestras habilidades cognitivas extraordinarias. Pero igual de importante es lo que significan esas 86 mil millones de neuronas. Al descubrir que la relación entre el tamaño del cerebro y su número de neuronas podía ser descrita matemáticamente, pudimos calcular cómo se vería un cerebro humano si fuese como el cerebro de un roedor. Entonces, el cerebro de un roedor con 86 mil millones de neuronas pesaría 36kg. Eso es imposible. Un cerebro tan grande se aplastaría por su propio peso, y este cerebro imposible le correspondería a un cuerpo de 89 toneladas. No creo que se parezca a nosotros.

Lo que ya nos lleva a una conclusión muy importante: que no somos roedores. El cerebro humano no es un gran cerebro de rata. En comparación a una rata, podemos parecer especiales, sí, pero no es una comparación justa, dado que sabemos que no somos roedores. Somos primates, de modo que la comparación adecuada es con otros primates. Y allí, si uno hace la cuenta, encontrará que un primate genérico con 86 mil millones de neuronas tendría un cerebro de 1.2 kg aproximadamente, lo cual parece aceptable, en un cuerpo de unos 66 kg, el cual en mi caso es exactamente ese, lo cual nos lleva a una conclusión poco sorprendente, pero de todos modos importante: soy un primate. Y todos ustedes son primates.

Y también lo era Darwin. Me gusta pensar que Darwin habría realmente apreciado esto. Su cerebro, como el nuestro, estaba hecho a la imagen de otros cerebros de primate.

Por lo tanto, el cerebro humano puede ser extraordinario, sí, pero no es especial en cuanto a su número de neuronas. Es simplemente el cerebro de un gran primate. Pienso que es un pensamiento muy humilde y aleccionador que nos recuerda nuestro lugar en la naturaleza.

Entonces, ¿por qué utiliza tanta energía? Bueno, otros han descubierto cuánta energía utilizan el cerebro humano y el de otras especies, y, ahora que sabemos cuántas neuronas posee cada cerebro, podemos hacer la cuenta. Resulta que, tanto el cerebro humano como los otros, utilizan la misma cantidad: un promedio de 6 calorías por cada mil millones de neuronas por día. De modo que el gasto energético total de un cerebro es una simple función lineal de su cantidad de neuronas, y resulta que el cerebro humano utiliza casi tanta energía como podría esperarse. Por lo tanto, la razón por la que el cerebro humano utiliza tanta energía es simplemente porque tiene una enorme cantidad de neuronas, y porque somos primates con muchas más neuronas para nuestro tamaño que cualquier otro animal. El gasto relativo de nuestro cerebro es enorme, pero solo porque somos primates, no porque seamos especiales.

Entonces, la última pregunta: ¿Cómo hemos llegado a esta sorprendente cantidad de neuronas? Y, particularmente, si los primates son más grandes que nosotros, ¿por qué no tienen un cerebro más grande que el nuestro, con más neuronas? Cuando nos dimos cuenta de cuán costoso era tener un montón de neuronas en el cerebro, entendimos, que quizás existe una razón simple. Ellos no disponen de la energía para tanto un gran cuerpo como para una gran cantidad de neuronas. Por lo que hicimos la cuenta. Por un lado, calculamos cuánta energía obtiene un primate diariamente comiendo comida cruda, y por el otro, cuánta energía utiliza un cuerpo de determinado tamaño y cuánta energía utiliza un cerebro con un determinado número de neuronas, y observamos las combinaciones de tamaño de cuerpo y de número de neuronas en el cerebro que un primate podía disponer si comiera una determinada cantidad de horas por día.

Y lo que descubrimos es que, como las neuronas son tan costosas, el tamaño del cuerpo y la cantidad de neuronas se compensan entre sí. Por lo que un primate que come ocho horas por día puede disponer como máximo de 53 mil millones de neuronas, pero su cuerpo no puede ser mayor a 25 kg. Para pesar más que eso, debe ceder neuronas. De modo que o se tiene un gran cuerpo o se tiene una gran cantidad de neuronas. Cuando comes como un primate, no puedes disponer de ambas cosas.

Una forma de liberarse de esta limitación metabólica sería dedicarle aún más horas diarias a comer, pero esto se torna peligroso, y, luego de un cierto punto, es simplemente imposible. Los gorilas y los orangutanes, por ejemplo, disponen de unas 30 mil millones de neuronas e invierten ocho horas y media comiendo, y eso parece ser el máximo que pueden lograr. Nueve horas de alimentación diaria parece ser el límite práctico en un primate.

¿Y qué hay de nosotros? Con nuestras 86 mil millones de neuronas y con nuestros 60 a 70 kg de masa corporal, deberíamos tener que dedicarle más de 9 horas diarias a nuestra alimentación todos los días, lo cual simplemente no es posible. Si comiéramos como un primate, no deberíamos estar aquí.

Entonces, ¿cómo llegamos hasta aquí? Bueno, si nuestro cerebro utiliza tanta energía como supone, y si no podemos dedicarle cada hora que estamos despiertos a nuestra alimentación, entonces, la única alternativa, realmente, es obtener de alguna manera más energía de los mismo alimentos. Y, extraordinariamente, eso coincide exactamente con lo que se cree que nuestros ancestros inventaron hace un millón y medio de años atrás cuando inventaron el cocinar. Cocinar es utilizar fuego para predigerir los alimentos fuera del cuerpo. Los alimentos cocidos son más suaves, por lo que son más fáciles de masticar y de transformarlos en papilla en la boca, de modo que permite que se digieran por completo y que se absorban en el estómago, lo que los hace producir mucha más energía en mucho menos tiempo. Entonces, cocinar nos libera tiempo para hacer cosas mucho más interesantes con nuestro día y con nuestras neuronas que simplemente pensar en comida, buscar comida y engullir comida todo el día.

Entonces, como cocinamos, lo que una vez fue un gran lastre, este cerebro tan grande y peligrosamente costoso, repleto de neuronas, ahora podría convertirse en algo muy valioso, ahora que nos alcanzaba la energía para un montón de neuronas y el tiempo para hacer cosas interesantes con ellas. Entonces, creo que esto explica por qué el cerebro humano creció hasta hacerse tan grande tan rápidamente en la evolución, todo mientras permanecía simplemente un cerebro de primate. Ahora, que cocinar hizo asequible este gran cerebro, avanzamos rápidamente de alimentos crudos a cultura, agricultura, civilización, tiendas, electricidad, refrigeradores, y todas esas cosas que hoy en día nos permiten obtener toda la energía que necesitamos para todo el día de un tirón en tu lugar de comida rápida favorito. Lo que una vez fue una solución ahora se convirtió en un problema, e, irónicamente, ahora buscamos la solución en alimentos crudos.

¿Cuál es la ventaja humana? ¿Qué es lo que poseemos que ningún otro animal posee? Mi respuesta es que poseemos el mayor número de neuronas en la corteza cerebral, y creo que es la explicación más simple para nuestras habilidades cognitivas extraordinarias. ¿Y qué es lo que hacemos que ningún otro animal hace, que creo que fue fundamental para permitirnos llegar a tal cantidad, la más grande de todas, de neuronas en la corteza? En dos palabras: nosotros cocinamos. Ningún otro animal cocina sus alimentos. Solo los humanos lo hacen. Y creo que es cómo llegamos a ser humanos.

Estudiar el cerebro humano cambió cómo pienso sobre los alimentos. Ahora miro hacia mi cocina, y me inclino ante ella, y le agradezco a mis ancestros por haber elaborado el invento que probablemente nos haya convertido en humanos. Muchas gracias. (Aplausos)

Traducido al español por: Javier Pardo
Revisado por: Emma Gon

Tomado íntegro de Ted Ideas que vale la pena difundir.

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