Quantes neurones té el cervell huma?


Quantes neurones té el cervell humà? Segurament el lector ha sentit o llegit moltes vegades la mateixa resposta: aproximadament 100.000 milions. Però d'on surt aquesta xifra? Qui la va calcular per primera vegada i quins estudis l'han confirmada?

Aquesta es la pegunta que es va fer i després va fer repetidament la Dra. Suzana Herculano-Houzel (1). Molts llibres de text i articles científics i divulgatius mencionen la xifra dels 100.000 milions, fins i tot ho fa Warren Tryon en el libre "Cognitive neuroscience and psychotherapy", sobre el que vaig escrivint repetidament en aquest blog (2), però no acostumen a donar referències sobre l'origen de la xifra. De fet, quan la Dra. 
Herculano-Houzel va començar a preguntar directament els seus col·legues d'on sortia aquesta xifra, ningú no li ho va saber explicar (3).

La Dra. Herculano-Houzel va decidir aleshores investigar per ella mateixa la qüestió. Per fer-ho, va agafar els cervells de quatre homes adults, de 50, 51, 54 i 71 anys, i els va convertir en el que ella anomena una "sopa cerebral". Tots els homes havien mort de malalties no neurològiques i havien donat els seus cervells per a la recerca.

"Vaig trigar un parell de mesos a fer-me a la idea que estava a punt d'agafar el cervell d'una persona o animal i convertir-lo en sopa" la Dra. Herculano-Houze va dir a Nature, "però el fet és que hem après tant amb aquest mètode que hem obtingut xifres que fins ara no s'havien aconseguit... només és un altre mètode, no pitjor que tallar el cervell en petites rodanxes".

El mètode implica dissoldre les membranes de les cèl·lules del cervell i la creació d'una barreja homogènia de tot el que en resulta. A continuació, es pren una mostra de la sopa, es compta el nombre de nuclis de cèl·lules pertanyents a les neurones (en contraposició a altres cèl·lules en el cervell com glia) i després es projecta la xifra per calcular el nombre global de neurones en el cervell. El gran avantatge d'aquest mètode és que resol el problema que diferents regions del cervell poden tenir diferent densitat de neurones, la qual cosa ens pot fer errar si comptem el nombre de neurones en una part del cervell i l'extrapolem a partir del resultat per a tot el cervell.

I el resultat és...

"Hem trobat que, de mitjana, el cervell humà té 86 mil milions de neurones, i cap dels cervells que hem estudiat fins ara en té 100 mil milions. Tot i que pot semblar una diferència petita, la quantitat de 14 mil milions de neurones correspon més o menys el nombre de neurones d'un cervell de babuí o gairebé a la meitat del nombre de neurones del cervell d'un goril·la. Així que la diferència és bastant gran en realitat".

Segons la Dra. Herculano-Houze, la reducció de l'estimació del nombre de neurones en el cervell humà té implicacions sobre una altre sèrie de creences que també cal desmantellar (4). 

En primer lloc, no és veritat que un cervell més gran sigui necessàriament millor. A primera vista, si mesurem els cervells de diferents animals, sembla que podem trobar una correlació entre la grandària absoluta del cervell i les capacitats cognitives. Per exemple, els primats o els cetacis tenen cervells més grans que els insectívors i segurament estaríem d'acord en que tenen capacitats cognitives més sofisticades. Tanmateix, aquest principi no se sosté si analitzem animals de diferents ordres (ordre és el nivell taxonòmic per sobre de famílies, gènere i espècia en la jerarquia de classificació biològica). Les vaques tenen cervells més grans que qualsevol primat, però, excepte que ho amaguin molt bé, no sembla que tinguin les capacitats cognitives de la majoria de primats. El cervell d'una capibara pesa uns 70 grams, però té menys capacitat cognitiva que el d'una mona caputxina, amb un cervell de 50 grams. Si el cervell d'una balena pesa 6 vegades més que el dels humans, com és que no són més intel·ligents que nosaltres?
La resposta habitual a aquesta pregunta és que el cervell humà és el més gran en relació a la grandària total del cos. Aquest mite es pot traçar fins a Aristòtil, que l'any 335 a.C va escriure "De tots els animals, l'home té el cervell més gran en proporció a la seva grandària; i és més gran en els homes que en les dones" (5). Però hi ha un problema: la ratio entre el cervell d'un humà i el seu cos és enorme comparada amb la d'un elefant (aproximadament 1/40 versus 1/560, respectivament), però similar a la d'un ratolí (també 1/40) i inferior a la d'alguns ocells petits (1/12). Per això s'ha introduït una altra mesura, el quocient
d'encefalització, que mesura les ratios cervell/cos en animals de mides similars. Amb aquesta correcció, els humans tenim el quocient d'encefalització més elevat (7,44)
Però fins i tot aquesta mesura resulta problemàtica, perquè un cervell més gran no conté necessàriament més neurones. La Dra. Herculano-Houze i el seu equip han estudiat cervell de diferents animals amb el "mètode de la sopa" i han trobat que l'augment de la grandària del cervell en diferents gèneres no comporta augments equivalents en el nombre de neurones que contenen.

"Un augment de 10 vegades en el nombre de neurones en el cervell de rosegadors comporta un cervell 35 vegades més gran; En contrast, un augment de 10 vegades similar en el nombre de neurones en un primat comporta un augment en la grandària del cervell de només 11 vegades.

... Un cervell de rosegadors hipotètica amb 86.000.000.000 de neurones, com el cervell humà, pesaria 35 kg - un valor superior al de la massa cerebral coneguda més gran [de qualsevol criatura viva en l'actualitat]".
Des d'aquesta perspectiva, el cervell humà és un cervell primat normal que té més neurones perquè és més gran que d'altres cervells primats. Però si això és així, perquè altres primats no han augmentat la mida del seu cervell i la seva intel·ligència? La Dra. Herculano-Houze creu que els cervell no poden créixer més enllà d'un cert punt perquè consumeixen molta energia. Un goril·la menja 8 hores al dia, i no pot tenir un cervell més gran sense dedicar-hi encara més hores. Doncs si els goril·les tenen aquest problema, perquè no el tenim els humans? Perquè els humans mengem aliments cuinats i això ens permet assimilar-los més eficientment. Dit d'una altra manera, el humans som el que som perquè cuinem el nostre menjar. 

No us perdeu la xerrada de la Dra. Herculano-Houze:
Referències

[1] Suzana Herculano-Houzel (2009). The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain. Front. Hum. Neurosci., 09 November 2009 | doi: 10.3389/neuro.09.031.2009
[2] Warren W. Tryon (2014). Cognitive Neuroscience and Psychotherapy: Network Principles for a Unified Theory. New York: Academic Press. 
[3] James Randerson (2012). How many neurons make a human brain? Billions fewer than we thought. The Guardian, Tuesday 28 February 2012 11.59 GMT
Williams RW, Herrup K (1988). "The control of neuron number". Annual Review of Neuroscience 11 (1): 423–53.
[4] Robbie Gonzalez (2012). The 4 Biggest Myths About the Human Brain.
[5] Aristòtil, Parts dls Animals, llibre II, Part 7, encara que no he pogut trobar el text online.

Comentaris