TEDGlobal 2013
Suzana Herculano-Houzel: What is so special about the human brain?
سوزانا هرکولانو-هوزل: چه چیز مغز انسان ویژه است؟
Filmed:
Readability: 4
3,044,795 views
مغز انسان پیچیده است-- با در نظر گرفتن اندازه بدن ما، به طرز غریبی بزرگ است، برای وزنش مقدار قابل توجهی انرژی صرف می کند و قشرضخیم شگفت آوری دارد. ولی: چرا؟ پژوهشگر مغز و اعصاب خانم سوزانا هرکولانو-هوزل دست به کار می شود و ما را در این رمز و راز هدایت می کند. با درست کردن "سوپ مغز" او به نتیجه شگفت آوری می رسد.
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
چه چیز در خصوص مغز انسان این قدر ویژه است؟
00:15
Why is it that we study other animals
1
3340
2212
چرا ما بقیه حیوونا رو مطالعه میکنیم
00:17
instead of them studying us?
2
5552
2121
به جای اینکه اونا، ما را مطالعه کنند؟
00:19
What does a human brain have or do
3
7673
1798
مغز انسان چی داره یا انجام میده
00:21
that no other brain does?
4
9471
1733
که بقیه مغزها ندارند؟
00:23
When I became interested
in these questions about 10 years ago,
in these questions about 10 years ago,
5
11204
2848
وقتی حدود ده سال پیش به این سئوالات
علاقمند شدم،
علاقمند شدم،
00:26
scientists thought they knew
what different brains were made of.
what different brains were made of.
6
14052
2942
دانشمندان فکر میکردند که می دونن مغزهای
مختلف از چی ساخته شدن.
مختلف از چی ساخته شدن.
00:28
Though it was based on very little evidence,
7
16994
1729
از اونجا که بر مبنای شواهد کمی بود،
00:30
many scientists thought that all mammalian brains,
8
18723
2187
خیلی از دانشمندها فکر میکردن مغز همه
پستانداران،
پستانداران،
00:32
including the human brain,
9
20910
1725
من جمله مغز انسان،
00:34
were made in the same way,
10
22635
1300
به یه روش ساخته شدن،
00:35
with a number of neurons that was always
11
23935
1502
با تعدادی سلول عصبی که همیشه
00:37
proportional to the size of the brain.
12
25437
2231
متناسب با اندازه مغز بودن.
00:39
This means that two brains of the same size,
13
27668
2076
به این معنا که دو مغز با اندازه یکسان،
00:41
like these two, with a respectable 400 grams,
14
29744
3548
مثل این دوتا، با ۴۰۰ گرم قابل احترام،
00:45
should have similar numbers of neurons.
15
33292
2552
باید تعداد مساوی سلول عصبی داشته باشن.
00:47
Now, if neurons are the functional
16
35844
1796
حالا، اگه سلول های عصبی واحدای برای پردازش
00:49
information processing units of the brain,
17
37640
2903
اطلاعات کاربردی مغز باشن،
00:52
then the owners of these two brains
18
40543
1592
اونوقت صاحبان این دو مغز
00:54
should have similar cognitive abilities.
19
42135
2729
باید توانایی های شناختی یکسانی داشته باشن.
00:56
And yet, one is a chimp,
20
44864
2349
ولی، یکی شون شامپانزه است،
00:59
and the other is a cow.
21
47213
2637
اون یکی گاوه.
01:01
Now maybe cows have a really rich
22
49850
2362
حالا شاید گاوها یه زندگی مغزی درونی
01:04
internal mental life and are so smart
23
52212
2253
خیلی گرانبهایی داشته باشن و اونقدر باهوشن
که
که
01:06
that they choose not to let us realize it,
24
54465
3803
انتخاب کردن به ما اجازه ندن اونو بفهمیم،
01:10
but we eat them.
25
58268
1445
ولی ما اونا رو می خوریم.
01:11
I think most people will agree
26
59713
1699
فکر کنم بیشتر آدمها موافقند که
01:13
that chimps are capable of much more complex,
27
61412
2001
شامپانزه های توانایی رفتارهای پیچیده تر،
01:15
elaborate and flexible behaviors than cows are.
28
63413
3056
جزئی تر و انعطاف پذیرتری را نسبت به گاوها
دارن.
دارن.
01:18
So this is a first indication that the
29
66469
1932
پس این اولین نشانه است که
01:20
"all brains are made the same way" scenario
30
68401
2033
سناریو "همه مغزها به یه روش ایجاد شدن"
01:22
is not quite right.
31
70434
1671
خیلی درست نیست.
01:24
But let's play along.
32
72105
1346
ولی بذارین باهاش ور بریم.
01:25
If all brains were made the same way
33
73451
1778
اگه همه مغزها به یه روش ایجاد شده بودن
01:27
and you were to compare animals
with brains of different sizes,
with brains of different sizes,
34
75229
2912
و قرار بود حیوونا با اندازه مغزگوناگون رو
با هم مقایسه کنید،
با هم مقایسه کنید،
01:30
larger brains should always have more neurons
35
78141
2182
مغزهای بزرگتر همیشه باید سلولهای عصبی بیشتری
01:32
than smaller brains,
and the larger the brain,
and the larger the brain,
36
80323
2323
نسبت به مغزهای کوچکتر داشته باشن، و هر چه مغز بزرگتر،
01:34
the more cognitively able its owner should be.
37
82646
3022
توانایی شناختی صاحبش باید بیشتر باشه.
01:37
So the largest brain around should also be
38
85668
2136
پس بزرگترین مغز موجود باید بیشترین توانایی
01:39
the most cognitively able.
39
87804
2289
شناختی رو داشته باشه.
01:42
And here comes the bad news:
40
90093
1581
و حالا خبرهای بد:
01:43
Our brain, not the largest one around.
41
91674
2757
مغز ما بزرگترین مغز موجود نیست.
01:46
It seems quite vexing.
42
94431
1555
خیلی ناراحت کننده به نظر میاد.
01:47
Our brain weighs between 1.2 and 1.5 kilos,
43
95986
2735
مغز ما بین ۱/۲ تا ۱/۵ کیلو است،
01:50
but elephant brains weigh between four and five kilos,
44
98721
3317
ولی مغز فیل ها بین ۴ تا ۵ کیلو است،
01:54
and whale brains can weigh up to nine kilos,
45
102038
2585
و مغز وال ها تا ۹ کیلو هم میرسه،
01:56
which is why scientists used to resort to saying
46
104623
4738
که دلیل اینه که دانشمندان به این گفته
متوسل میشن
متوسل میشن
02:01
that our brain must be special
47
109361
2157
که مغز ما باید خاص باشه
02:03
to explain our cognitive abilities.
48
111518
2862
که توانایی های شناختی مون رو توضیح بده.
02:06
It must be really extraordinary,
49
114380
2946
باید واقعاً خارق العاده باشه،
02:09
an exception to the rule.
50
117326
1977
یک استثناء برای قاعده.
02:11
Theirs may be bigger, but ours is better,
51
119303
3226
مغز اونها بزرگتره، ولی مال ما بهتره،
02:14
and it could be better, for example,
52
122529
1875
و می تونست بهتر باشه، به عنوان مثال،
02:16
in that it seems larger than it should be,
53
124404
2111
چون بزرگتر از اونی که باید باشه به نظر
میاد،
میاد،
02:18
with a much larger cerebral cortex
than we should have
than we should have
54
126515
2698
با قشر مغز بسیار بزرگتر از اونی که باید
داشته باشیم
داشته باشیم
02:21
for the size of our bodies.
55
129213
1539
نسبت به اندازه بدنمون.
02:22
So that would give us extra cortex
56
130752
1652
بنابراین اون به ما قشای اضافی میده
02:24
to do more interesting things
than just operating the body.
than just operating the body.
57
132404
2960
که کارهای جالبتری نسبت به فقط اداره
بدنمون انجام بدیم .
بدنمون انجام بدیم .
02:27
That's because the size of the brain
58
135364
1679
چون اندازه مغز
02:29
usually follows the size of the body.
59
137043
2333
معمولاً پیروی اندازه بدن است.
02:31
So the main reason for saying that
60
139376
2317
پس مهترین دلیل برای گفتن این که
02:33
our brain is larger than it should be
61
141693
2087
مغز ما بزرگتر از اونیه که باید باشه
02:35
actually comes from comparing ourselves
62
143780
1772
در واقع از مقایسه خودمان با
02:37
to great apes.
63
145552
1686
کَپی های بزرگ (انسان واران).
02:39
Gorillas can be two to three times larger than we are,
64
147238
2594
گوریل ها می تونن دو تا سه برابر بزرگتر از
ما باشن،
ما باشن،
02:41
so their brains should also be larger than ours,
65
149832
2421
پس مغز اونا هم می تونه بزرگتر از
مال ما باشه،
مال ما باشه،
02:44
but instead it's the other way around.
66
152253
1945
ولی به جایش یه طور دیگه ای است.
02:46
Our brain is three times larger than a gorilla brain.
67
154198
2935
مغز ما سه برابر بزرگتر از مغز گوریل است.
02:49
The human brain also seems special
68
157133
2120
مغز انسان هم چنین خاص به نظر میرسه
02:51
in the amount of energy that it uses.
69
159253
2247
در میزان انرژی مصرفی.
02:53
Although it weighs only two percent of the body,
70
161500
2749
اگرچه فقط دو درصد وزن بدن هست،
02:56
it alone uses 25 percent of all the energy
71
164249
3443
به تنهایی مصرف کننده ۲۵ درصد کل انرژی است
02:59
that your body requires to run per day.
72
167692
2463
که بدن شما هر روز برای کار کردن نیاز داره.
03:02
That's 500 calories out of a total of 2,000 calories,
73
170155
3353
۵۰۰ کالری از مجموع ۲٫۰۰۰ کالری کل روزانه بدن،
03:05
just to keep your brain working.
74
173508
2405
فقط برای اینه که مغزتون کار کنه مصرف میشه.
03:07
So the human brain is larger than it should be,
75
175913
2928
پس مغز انسان باید بزرگتر از اینی که هست
باشه،
باشه،
03:10
it uses much more energy than it should,
76
178841
2026
میزان مصرف انرژیش بیشتر از اونیه که باید،
03:12
so it's special.
77
180867
1458
پس خاص است.
03:14
And this is where the story started to bother me.
78
182325
2571
و از اینجا بود که قضیه برای من آزاردهنده
شد.
شد.
03:16
In biology, we look for rules
79
184896
1671
در زیست شناسی،ما دنبال قواعدی هستیم
03:18
that apply to all animals and to life in general,
80
186567
2846
که به طور کلی به همه حیوانات و زندگی
قابل تعمیم باشه،
قابل تعمیم باشه،
03:21
so why should the rules of evolution
81
189413
1850
پس چرا قواعد تکامل
03:23
apply to everybody else but not to us?
82
191263
3642
به همه قابل تعمیم هست به غیر از ما؟
03:26
Maybe the problem was with the basic assumption
83
194905
2197
شاید مشکل فرض اولیه بوده
03:29
that all brains are made in the same way.
84
197102
1871
که همه مغزها با یه روش ساخته شدن.
03:30
Maybe two brains of a similar size
85
198973
1599
شاید دو مغز با اندازه یکسان
03:32
can actually be made of
very different numbers of neurons.
very different numbers of neurons.
86
200572
2591
واقعاً از تعداد متفاوتی سلول عصبی
ساخته شده باشه.
ساخته شده باشه.
03:35
Maybe a very large brain
87
203163
1607
شاید یه مغز خیلی بزرگ
03:36
does not necessarily have more neurons
88
204770
1840
لزوماً تعداد سلول های عصبی اش بیشتر از
03:38
than a more modest-sized brain.
89
206610
2221
یه مغز اندازه متوسط نباشه.
03:40
Maybe the human brain
actually has the most neurons
actually has the most neurons
90
208831
3009
شاید مغز انسان واقعاً بیشترین سلول عصبی
03:43
of any brain, regardless of its size,
91
211840
2573
همه مغزا رو داره، جدای از اندازه اش،
03:46
especially in the cerebral cortex.
92
214413
2094
مخصوصاً در قشر مغزی.
03:48
So this to me became
93
216507
1552
پس این برای من تبدیل شد
03:50
the important question to answer:
94
218059
1729
به سئوال مهمی که جواب بدم:
03:51
how many neurons does the human brain have,
95
219788
2400
مغز انسان چند سلول عصبی داره،
03:54
and how does that compare to other animals?
96
222188
2522
و اون در مقایسه با بقیه حیوانات چطوریه؟
03:56
Now, you may have heard or read somewhere
97
224710
2423
حالا، شاید شما جایی خونده باشین یا
شنیده باشین
شنیده باشین
03:59
that we have 100 billion neurons,
98
227133
2111
که ما صد میلیارد سلول عصبی داریم،
04:01
so 10 years ago, I asked my colleagues
99
229244
2086
پس ده سال قبل، من از همکارانم پرسیدم
04:03
if they knew where this number came from.
100
231330
1839
که اونا میدونن این عدد از کجا اومده.
04:05
But nobody did.
101
233169
1458
ولی هیچکس نمی دونست.
04:06
I've been digging through the literature
102
234627
1453
شروع کردن به گشتن در مقالات علمی
04:08
for the original reference for that number,
103
236080
2058
برای مرجع اصلی اون عدد،
04:10
and I could never find it.
104
238138
1783
و هیچ وقت پیدایش نکردم.
04:11
It seems that nobody had actually ever counted
105
239921
2739
به نظر میرسه که هیچکس واقعاً نشمرده باشه
04:14
the number of neurons in the human brain,
106
242660
1534
تعداد سلولای عصبی مغز انسان رو،
04:16
or in any other brain for that matter.
107
244194
2499
یا هر مغز دیگه ای رو برای اون کار.
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
پس من با روش خودم شروع کردم برای شمردن
سلول های مغز،
سلول های مغز،
04:22
and it essentially consists of
109
250228
2108
و اون الزاماً تشکیل می شد از
04:24
dissolving that brain into soup.
110
252336
3245
حل کردن مغز در سوپ.
04:27
It works like this:
111
255581
2037
این جوری کار میکنه:
04:29
You take a brain, or parts of that brain,
112
257618
3127
مغز را برمیدارین، یا بخش هایی از اون رو،
04:32
and you dissolve it in detergent,
113
260745
1744
و در مایع شوینده حل می کنید،
04:34
which destroys the cell membranes
114
262489
1509
که غشای سلولی رو از بین میبره
04:35
but keeps the cell nuclei intact,
115
263998
2436
ولی هسته سلول را سالم نگه میداره،
04:38
so you end up with a suspension of free nuclei
116
266434
3140
که در آخر به سوسپانسیون هسته آزاد می رسید
04:41
that looks like this,
117
269574
1781
که این شکلیه،
04:43
like a clear soup.
118
271355
1273
شبیه یه سوپ شفاف.
04:44
This soup contains all the nuclei
119
272628
1891
اون سوپ شامل همه هسته هاست
04:46
that once were a mouse brain.
120
274519
2054
که یه زمانی مغز موش بودن.
04:48
Now, the beauty of a soup is that because it is soup,
121
276573
3030
حالا، زیبایی سوپ اینه که به خاطر
سوپ بودنش،
سوپ بودنش،
04:51
you can agitate it and make those nuclei
122
279603
2898
میشه تحریکش کرد و یه کاری کرد که همه
هسته ها
هسته ها
04:54
be distributed homogeneously in the liquid,
123
282501
1971
به صورت همگنی در مایع پخش بشن،
04:56
so that now by looking under the microscope
124
284472
1981
پس حالا با نگاه در زیر میروسکوپ
04:58
at just four or five samples
of this homogeneous solution,
of this homogeneous solution,
125
286453
4083
به چهار یا پنج نمونه از این محلول همگن،
05:02
you can count nuclei, and therefore tell
126
290536
2536
میشه هسته ها را شمرد و بعدش گفت
05:05
how many cells that brain had.
127
293072
1679
مغز چند سلول داره.
05:06
It's simple, it's straightforward,
128
294751
1625
ساده و سر راست.
05:08
and it's really fast.
129
296376
1434
و واقعاً سریع.
05:09
So we've used that method to count neurons
130
297810
1997
پس ما از اون روش برای شمردن سلول های عصبی
05:11
in dozens of different species so far,
131
299807
2311
چندین و چند نمونه مختلف تا به حال
استفاده کردیم،
استفاده کردیم،
05:14
and it turns out that all brains
132
302118
1689
و این نتیجه حاصل شد که همه مغزها
05:15
are not made the same way.
133
303807
2582
با یک روش ایجاد نشده اند.
05:18
Take rodents and primates, for instance:
134
306389
2187
به عنوان مثال، جوندگان و نخستی سانان:
05:20
In larger rodent brains, the average size
135
308576
2284
در مغزهای بزرگتر جوندگان، اندازه متوسط
05:22
of the neuron increases,
136
310860
1686
سلول های عصبی افزایش پیدا می کنه،
05:24
so the brain inflates very rapidly
137
312546
2599
پس مغز به سرعت رشد میکنه
05:27
and gains size much faster than it gains neurons.
138
315145
3165
و اندازه میگیره زودتر از اینکه سلول عصبی
بسازه.
بسازه.
05:30
But primate brains gain neurons
139
318310
1703
ولی نخستی سانان سلول عصبی میسازن
05:32
without the average neuron becoming any larger,
140
320013
2459
بدون این که تعداد سلولهای عصبی
خیلی بزرگتر بشه،
خیلی بزرگتر بشه،
05:34
which is a very economical way
141
322472
1525
که یک راه خیلی اقتصادی
05:35
to add neurons to your brain.
142
323997
1653
برای افزودن سلول عصبی به مغزتونه.
05:37
The result is that a primate brain
143
325650
1764
نتیجه اینکه مغز یک نخستی سان
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
همیشه نورون های بیشتری از مغز یک جونده
همون اندازه داره،
همون اندازه داره،
05:42
and the larger the brain,
145
330581
1483
و هر چی مغز بزرگتره،
05:44
the larger this difference will be.
146
332064
2214
این تفاوت بیشتره.
05:46
Well, what about our brain then?
147
334278
2103
خب، پس مغز ما چی؟
05:48
We found that we have, on average,
148
336381
1684
کشف کردیم که ما، به طور متوسط،
05:50
86 billion neurons,
149
338065
1785
۸۶ میلیارد سلول عصبی داریم،
05:51
16 billion of which are in the cerebral cortex,
150
339850
2999
۱۶ میلیاردش درقشر مغزه،
05:54
and if you consider that the cerebral cortex
151
342849
2081
و اگه قشر مغز رو
05:56
is the seat of functions like
152
344930
3094
به عنوان پایه عملکردهایی مثل
06:00
awareness and logical and abstract reasoning,
153
348024
3137
آگاهی، استدلال منطقی و انتزاعی بدونید،
06:03
and that 16 billion is the most neurons
154
351161
2984
و اون ۱۶ میلیارد بیشترین تعداد سلول
عصبیه که
عصبیه که
06:06
that any cortex has,
155
354145
2621
هر قشری داره،
06:08
I think this is the simplest explanation
156
356766
1718
من فکر می کنم که ساده ترین توضیح
06:10
for our remarkable cognitive abilities.
157
358484
3142
برای توانایی های شناختی بی نظیرما باشه.
06:13
But just as important is what
the 86 billion neurons mean.
the 86 billion neurons mean.
158
361626
3221
ولی به همون درجه اهمیت معنای ۸۶ میلیارد
سلول عصبی است.
سلول عصبی است.
06:16
Because we found that the relationship
159
364847
1529
چون ما رابطه بین
06:18
between the size of the brain
and its number of neurons
and its number of neurons
160
366376
2352
اندازه مغز و تعداد سلولهای عصبی
رو پیدا کردیم
رو پیدا کردیم
06:20
could be described mathematically,
161
368728
1627
میشه با ریاضیات توضیح داد،
06:22
we could calculate what a human brain
162
370355
2218
ما می تونیم حساب کنیم که مغز انسان چه
06:24
would look like if it was made like a rodent brain.
163
372573
2674
شکلی می شد اگه شبیه مغز یک جونده
ساخته میشد.
ساخته میشد.
06:27
So, a rodent brain with 86 billion neurons
164
375247
3574
پس، مغز یک جونده با ۸۶ میلیارد سلول عصبی
06:30
would weigh 36 kilos.
165
378821
3121
۳۶ کیلو خواهد بود.
06:33
That's not possible.
166
381942
1633
امکان پذیر نیست.
06:35
A brain that huge would be crushed
167
383575
1906
یه مغز به اون بزرگی ممکنه به خاطر
06:37
by its own weight,
168
385481
1184
وزنش از کار بیفته،
06:38
and this impossible brain would go
169
386665
1587
و این مغز غیرممکن باید در یک بدن
06:40
in the body of 89 tons.
170
388252
3771
۸۹ تنی قرار بگیره.
06:44
I don't think it looks like us.
171
392023
2134
فکر نمی کنم شکل ما باشه.
06:46
So this brings us to a very important
conclusion already,
conclusion already,
172
394157
2553
پس این منو به یک نتیجه خیلی مهم رسوند،
06:48
which is that we are not rodents.
173
396710
2647
که ما جونده نیستیم.
06:51
The human brain is not a large rat brain.
174
399357
3268
مغز انسان، مغز یک موش بزرگ نیست.
06:54
Compared to a rat, we might seem special, yes,
175
402625
2628
در مقایسه با موش، ما خاص به نظر می رسیم،
بله،
بله،
06:57
but that's not a fair comparison to make,
176
405253
2220
ولی اون مقایسه منصفانه ای نیست،
06:59
given that we know that we are not rodents.
177
407473
2089
با دونستن این که ما می دونیم که
موش نیستیم.
موش نیستیم.
07:01
We are primates,
178
409562
1390
ما نخستی سان هستیم،
07:02
so the correct comparison is to other primates.
179
410952
2774
پس مقایسه درست با بقیه نخستی سانان است.
07:05
And there, if you do the math,
180
413726
1227
و اونجا اگه محاسبه کنین،
07:06
you find that a generic primate
181
414953
2786
می فهمید که یک نخستی سان معمولی
07:09
with 86 billion neurons
182
417739
1930
با ۸۶ میلیارد سلول عصبی
07:11
would have a brain of about 1.2 kilos,
183
419669
3003
مغزی به اندازه ۱/۲ کیلو خواهد داشت،
07:14
which seems just right,
184
422672
1889
که درست به نظر میرسه،
07:16
in a body of some 66 kilos,
185
424561
1972
در یک بدن تقریباً ۶۶ کیلویی،
07:18
which in my case is exactly right,
186
426533
2645
که در مورد من کاملاً درسته،
07:21
which brings us to a very unsurprising
187
429178
2620
که ما رو به یک نتیجه قابل انتظار
07:23
but still incredibly important conclusion:
188
431798
2969
ولی هنوز به طرز ویژه ای مهم می رسونه:
07:26
I am a primate.
189
434767
1341
من یک نخستی سان هستم.
07:28
And all of you are primates.
190
436108
2698
و همه شما هم نخستی سان هستید.
07:30
And so was Darwin.
191
438806
1900
و داروین هم بود.
07:32
I love to think that Darwin
would have really appreciated this.
would have really appreciated this.
192
440706
2940
عاشق اینم که فکر کنم اگه داروین بود،
این ایده رو تحسین می کرد.
این ایده رو تحسین می کرد.
07:35
His brain, like ours,
193
443646
1967
مغز اون، مثل ما،
07:37
was made in the image of other primate brains.
194
445613
3511
از تصویری از مغز دیگر نخستی سانان
ساخته شده بود.
ساخته شده بود.
07:41
So the human brain may be remarkable, yes,
195
449124
2302
پس مغز انسان شاید بی نظیر باشه، بله،
07:43
but it is not special in its number of neurons.
196
451426
2781
ولی در تعداد سلول های عصبی اش خاص نیست.
07:46
It is just a large primate brain.
197
454207
1855
فقط یه مغز بزرگ نخستی سان است.
07:48
I think that's a very humbling and sobering thought
198
456062
3044
فکر میکنم که خیلی فکر متواضعانه و
غمگینه ایه
غمگینه ایه
07:51
that should remind us of our place in nature.
199
459106
3063
که موقعیتمون در طبیعت رو یادمون میاره.
07:54
Why does it cost so much energy, then?
200
462169
2644
پس چرا اینقدر انرژی مصرف میکنه؟
07:56
Well, other people have figured out
201
464813
1447
خب، افراد دیگری حساب کردن که
07:58
how much energy the human brain
202
466260
1503
میزان انرژی مصرفی مغز انسان
07:59
and that of other species costs,
203
467763
1407
و بقیه گونه ها چقدره،
08:01
and now that we knew how many neurons
204
469170
1652
و حالا که میدونیم هر مغز از چند
08:02
each brain was made of, we could do the math.
205
470822
2342
سلول عصبی ساخته شده، میشه حساب کرد.
08:05
And it turns out that both human
206
473164
1866
و نتیجه این که هم انسان
08:07
and other brains cost about the same,
207
475030
2823
و هم بقیه مغزها یه جور مصرف می کنند،
08:09
an average of six calories
per billion neurons per day.
per billion neurons per day.
208
477853
3421
متوسط ۶ کالری برای هر میلیارد
سلول عصبی در روز.
سلول عصبی در روز.
08:13
So the total energetic cost of a brain
209
481274
2139
پس مصرف کل انرژی مغز
08:15
is a simple, linear function
210
483413
2034
ساده است، تابع خطی
08:17
of its number of neurons,
211
485447
1709
از تعداد سلول های عصبی اش.
08:19
and it turns out that the human brain
212
487156
2183
و نتیجه این که مغز انسان
08:21
costs just as much energy as you would expect.
213
489339
3841
همون اندازه انرژی که انتظار دارید
مصرف میکنه.
مصرف میکنه.
08:25
So the reason why the human brain
214
493180
2091
پس دلیل اینکه چرا مغز انسان
08:27
costs so much energy is simply because
215
495271
1672
اونقدر انرژی مصرف میکنه، به سادگی
08:28
it has a huge number of neurons,
216
496943
1983
اینه که تعداد زیادی سلول عصبی داره،
08:30
and because we are primates
217
498926
1485
و چون ما نخستی سان هستیم
08:32
with many more neurons for a given body size
218
500411
2499
با تعداد بیشتری سلول عصبی در همون
اندازه بدن
اندازه بدن
08:34
than any other animal,
219
502910
1522
به نسبت حیوانات دیگه،
08:36
the relative cost of our brain is large,
220
504432
3540
مصرف نسبی مغز ما زیاده،
08:39
but just because we're primates,
not because we're special.
not because we're special.
221
507972
3001
ولی فقط چون ما نخستی سان هستیم، نه
چون منحصر به فردیم.
چون منحصر به فردیم.
08:42
Last question, then:
222
510973
1190
سئوال آخر این که:
08:44
how did we come by this
remarkable number of neurons,
remarkable number of neurons,
223
512163
3115
ما چطور به این تعداد بی نظیر سلول
عصبی رسیدیم،
عصبی رسیدیم،
08:47
and in particular, if great apes
224
515278
1900
و به طور خاص، اگر کپی های بزرگ
08:49
are larger than we are,
225
517178
1555
بزرگتر از ما هستند،
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
چرا اونها مغزشون از ما بزرگتر نیست،
با تعداد سلول عصبی بیشتر؟
با تعداد سلول عصبی بیشتر؟
08:54
When we realized how much expensive it is
227
522498
2090
وقتی فهمیدیم که چقدر هزینه بره که
08:56
to have a lot of neurons in the brain, I figured,
228
524588
2333
در مغز اون تعداد سلول عصبی داشته باشیم،
08:58
maybe there's a simple reason.
229
526921
2003
فکر کردم، شاید یه دلیل ساده داره.
09:00
They just can't afford the energy
230
528924
1683
اونا نمی تونن انرژی رو تقبل کنن
09:02
for both a large body
and a large number of neurons.
and a large number of neurons.
231
530607
2950
برای یک بدن بزرگ و اون تعداد سلول عصبی.
09:05
So we did the math.
232
533557
1429
پس ما حساب کردیم.
09:06
We calculated on the one hand
233
534986
1600
از یک طرف حساب کردیم
09:08
how much energy a primate gets per day
234
536586
1941
که یک نخستی سان چقدر انرژی هر روز از
09:10
from eating raw foods,
235
538527
1350
خوردن غذای خام به دست میاره،
09:11
and on the other hand, how much energy
236
539877
2037
و از طرف دیگه، چقدر انرژی
09:13
a body of a certain size costs
237
541914
1764
یک بدن با اندازه مشخص می سوزونه
09:15
and how much energy a brain of a
certain number of neurons costs,
certain number of neurons costs,
238
543678
3387
و چقدر انرژی یک مغز با تعداد مشخص
سلول عصبی می سوزونه،
سلول عصبی می سوزونه،
09:19
and we looked for the combinations
239
547065
1489
و ما گشتیم دنبال ترکیبات
09:20
of body size and number of brain neurons
240
548554
2411
اندازه بدن و تعداد سلول عصبی مغز که یک
09:22
that a primate could afford
241
550965
1270
نخستی سان میتونه تقبل کنه
09:24
if it ate a certain number of hours per day.
242
552235
2548
اگر تعداد ساعت مشخصی در روز بخوره.
09:26
And what we found is that
243
554783
1816
و اونچه ما کشف کردیم این بود که
09:28
because neurons are so expensive,
244
556599
1712
از آنجا که نورونها بسیار هزینه برند،
09:30
there is a tradeoff between
body size and number of neurons.
body size and number of neurons.
245
558311
3370
یک بده بستان در اندازه بدن و تعداد
سلول های عصبی وجود داره.
سلول های عصبی وجود داره.
09:33
So a primate that eats eight hours per day
246
561681
2951
پس یک نخستی سان که هشت ساعت در روز
غذا می خوره
غذا می خوره
09:36
can afford at most 53 billion neurons,
247
564632
3024
میتونه نهایتاً ۵۳ میلیارد سلول عصبی
رو تامین کنه،
رو تامین کنه،
09:39
but then its body cannot be any bigger
248
567656
1727
ولی بدنش نمی تونه بزرگتر از
09:41
than 25 kilos.
249
569383
1954
۲۵ کیلو بشه.
09:43
To weigh any more than that,
250
571337
1701
برای بیشتر از اون وزن گرفتن،
09:45
it has to give up neurons.
251
573038
1769
باید از سلولهای عصبی دست بکشه.
09:46
So it's either a large body
252
574807
2653
پس یا یک بدن بزرگ
09:49
or a large number of neurons.
253
577460
1495
یا تعداد بالای سلول عصبی.
09:50
When you eat like a primate,
254
578955
1365
اگه مثل یه نخستی سان بخورید،
09:52
you can't afford both.
255
580320
2236
نمیتونید دوتاش رو تامین کنید.
09:54
One way out of this metabolic limitation
256
582556
1964
یه راه فرار از این محدودیت متابولیک
09:56
would be to spend even more hours per day eating,
257
584520
3401
اینه که ساعات بیشتری رو در روز صرف
خوردن کنید،
خوردن کنید،
09:59
but that gets dangerous,
258
587921
1363
ولی خطرناک میشه،
10:01
and past a certain point, it's just not possible.
259
589284
2719
و به یه نقطه مهم میرسه، غیر ممکن است.
10:04
Gorillas and orangutans, for instance,
260
592003
1537
مثلاً گوریل و اورانگوتان،
10:05
afford about 30 billion neurons
261
593540
1923
۳۰ میلیارد نورون رو تامین می کنند
10:07
by spending eight and a half hours per day eating,
262
595463
2966
با ۸ ساعت و نیم خوردن در روز،
10:10
and that seems to be about as much as they can do.
263
598429
3116
و به نظر میرسه نهایت چیزیه که
می تونن انجام بدن.
می تونن انجام بدن.
10:13
Nine hours of feeding per day
264
601545
1791
۹ ساعت غذا خوردن در روز
10:15
seems to be the practical limit for a primate.
265
603336
3271
به نظر حد کاربردی یک نخستی سان است.
10:18
What about us?
266
606607
1791
در مورد ما چطور؟
10:20
With our 86 billion neurons
267
608398
1600
با ۸۶ میلیارد نورون ما
10:21
and 60 to 70 kilos of body mass,
268
609998
3035
و وزن بدن حدود ۶۰ تا ۷۰ کیلو،
10:25
we should have to spend over nine hours
269
613033
3561
ما باید بیشتر از ساعت برای غذا
10:28
per day every single day feeding,
270
616594
3575
هر روز وقت صرف کنیم،
10:32
which is just not feasible.
271
620169
2039
که غیر ممکن است.
10:34
If we ate like a primate,
272
622208
1834
اگر ما مثل یک نخستی سان بخوریم،
10:36
we should not be here.
273
624042
2253
ما نباید اینجا باشیم.
10:38
How did we get here, then?
274
626295
2127
پس ما چطوری به اینجا رسیدیم؟
10:40
Well, if our brain costs just as much energy
275
628422
2735
خب، اگر مغز ما همون قدر انرژی که
باید رو می سوزونه
باید رو می سوزونه
10:43
as it should, and if we can't spend
276
631157
1723
و اگه ما نمی تونیم همه ساعتای بیداری
10:44
every waking hour of the day feeding,
277
632880
3674
رو به خوردن بگذرونیم،
10:48
then the only alternative, really,
278
636554
1911
پس تنها راه جایگزین، در واقع،
10:50
is to somehow get more energy
279
638465
1958
اینه که یه جورایی از همون غذا
10:52
out of the same foods.
280
640423
1953
انرژی بیشتری بگیریم.
10:54
And remarkably, that matches exactly
281
642376
3800
و به طرز بینظیری، اون دقیقاً منطبقه با
10:58
what our ancestors are believed to have invented
282
646176
3037
اونچه که باور داریم اجداد ما اختراع کردند
11:01
one and a half million years ago,
283
649213
1839
یک و نیم میلیون سال پیش،
11:03
when they invented cooking.
284
651052
2782
وقتی غذا پختن رو اختراع کردن.
11:05
To cook is to use fire
285
653834
1970
پختن یعنی استفاده از آتش
11:07
to pre-digest foods outside of your body.
286
655804
3800
برای پیش هضم غذا خارج از بدن شما.
11:11
Cooked foods are softer, so they're easier to chew
287
659604
2606
غذاهای پخته نرمترند، پس راحت جویده می شوند
11:14
and to turn completely into mush in your mouth,
288
662210
2563
و کاملاً در دهانتان له می شوند،
11:16
so that allows them to be completely digested
289
664773
2152
پس بهشون اجازه میدین که کامل هضم شوند
11:18
and absorbed in your gut,
290
666925
1436
و در معده تون جذب شوند،
11:20
which makes them yield much more
energy in much less time.
energy in much less time.
291
668361
3655
که به تولید انرژی بیشتر در
زمان کمتر می انجامد.
زمان کمتر می انجامد.
11:24
So cooking frees time for us to do
292
672016
2489
پس غذاپختن برای ما وقت آزاد می کنه که
کارهای
کارهای
11:26
much more interesting things with our day
293
674505
2062
جالبتری رو در روز انجام بدیم
11:28
and with our neurons
294
676567
1480
و با سلولهای عصبی مون
11:30
than just thinking about food,
295
678047
1905
غیر از فکر کردن درباره غذا،
11:31
looking for food, and gobbling down food
296
679952
1704
گشتن دنبال غذا و جویدن غذا
11:33
all day long.
297
681656
1225
همه روز.
11:34
So because of cooking, what once was
298
682881
2499
پس به خاطر آشپزی، که یه زمانی
11:37
a major liability, this large,
299
685380
2353
یه مسئولیت بزرگ بود، این مغز
11:39
dangerously expensive brain with a lot of neurons,
300
687733
3033
بزرگِ وحشتناک مصرف کننده با این
همه سلول عصبی،
همه سلول عصبی،
11:42
could now become a major asset,
301
690766
2036
الان می تونه یه سرمایه اصلی باشه،
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
حالا که ما می تونیم هم انرژی سلول های
زیاد رو تامین کنیم
زیاد رو تامین کنیم
11:48
and the time to do interesting things with them.
303
696056
2503
و هم زمان برای انجام کارهای جالب با اونا.
11:50
So I think this explains why the human brain
304
698559
1974
پس فکر کنم معلومه که چرا مغز انسان
11:52
grew to become so large so fast in evolution,
305
700533
3240
در تکامل اونقدر سریع رشد کرد تا بزرگ بشه،
11:55
all of the while remaining just a primate brain.
306
703773
3897
همه اون زمانی که فقط مغز یک نخستی سان بود.
11:59
With this large brain now affordable by cooking,
307
707670
2774
با این مغز بزرگ که با آشپزی
می تونه تقبل کنه،
می تونه تقبل کنه،
12:02
we went rapidly from raw foods to culture,
308
710444
2913
ما به سرعت از غذاهای خام به فرهنگ،
12:05
agriculture, civilization, grocery stores,
309
713357
2606
کشاورزی، تمدن، بقالی،
12:07
electricity, refrigerators,
310
715963
1625
برق، یخچال،
12:09
all of those things that nowadays
311
717588
1607
و همه اون چیزهایی که امروزه
12:11
allow us to get all the energy we need
312
719195
2042
به ما اجازه میده که همه انرژی مورد نیازمون
12:13
for the whole day in a single sitting
313
721237
2782
را برای همه روز با یک بار نشستن
12:16
at your favorite fast food joint.
314
724019
2954
در شعبه فست فود مورد علاقه تون تامین کنیم.
12:18
So what once was a solution
315
726973
2437
پس اون چیزی که یه زمانی راه حل بود
12:21
now became the problem,
316
729410
1699
حالا تبدیل به مشکل شده،
12:23
and ironically, we look for the solution in raw food.
317
731109
5517
و به طرز وارونه ای، در غذای خام
دنبال راه حل می گردیم.
دنبال راه حل می گردیم.
12:28
So what is the human advantage?
318
736626
2556
پس امتیاز انسان چیه؟
12:31
What is it that we have
319
739182
1503
اون چیه که ما داریم
12:32
that no other animal has?
320
740685
2535
ولی بقیه حیوونا ندارن؟
12:35
My answer is that we have the largest number
321
743220
2348
جواب من اینه که ما بزرگترین تعداد
12:37
of neurons in the cerebral cortex,
322
745568
1472
نورون ها در قشر مغز رو داریم،
12:39
and I think that's the simplest explanation
323
747040
1844
و فکر می کنم این ساده ترین توضیح
12:40
for our remarkable cognitive abilities.
324
748884
2013
برای توانایی های شناختی بی نظیرمون باشه.
12:42
And what is it that we do that no other animal does,
325
750897
3227
و اون چیه که ما انجام میدیم و
بقیه حیوانات انجام نمیدن،
بقیه حیوانات انجام نمیدن،
12:46
and which I believe was fundamental
326
754124
1969
که من باور دارم پایه و اساس
12:48
to allow us to reach that large,
327
756093
3083
امکان رساندن ما به اون تعداد،
12:51
largest number of neurons in the cortex?
328
759176
2222
بزرگترین تعداد سلول عصبی در قشر مغز است؟
12:53
In two words, we cook.
329
761398
2215
در دو کلمه، ما می پزیم.
12:55
No other animal cooks its food. Only humans do.
330
763613
3566
هیچ حیوان دیگری غذاش رو نمی پزه،
فقط انسان می پزه.
فقط انسان می پزه.
12:59
And I think that's how we got to become human.
331
767179
2870
و فکر می کنم این راه انسان شدن ما بوده.
13:02
Studying the human brain changed
the way I think about food.
the way I think about food.
332
770049
2460
مطالعه مغز انسان دیدگاه من درباره
غذا رو تغییر داد.
غذا رو تغییر داد.
13:04
I now look at my kitchen,
333
772509
1645
حالا به آشپزخانه ام نگاه می کنم،
13:06
and I bow to it,
334
774154
1470
و بهش مدیونم،
13:07
and I thank my ancestors for coming up
335
775624
1705
و از اجدادم سپاسگزارم برای رسیدن به
13:09
with the invention that probably made us humans.
336
777329
1900
کشف اون چیزی که ما را انسان کرد.
13:11
Thank you very much.
337
779229
2132
ازتون سپاسگزارم.
13:13
(Applause)
338
781361
6353
(تشویق حضار)
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