چه چیز مغز انسان ویژه است؟

امروز داشتم نتایج یک مطالعه که روی مغز انسان انجام شده بود رو مطالعه می‌کردم، خیلی نحوه‌ی مطالعه و نتیجه‌گیری که کرده بودن برایم جالب بود. فقط متاسفانه چون دوست داشتم در موردش بنویسم و خیلی وقت کافی برای نگارشش نداشتم، به زبان عامیانه می‌نویسم. چه چیز در خصوص مغز انسان این قدر ویژه است؟ چرا ما بقیه حیوونا رو مطالعه میکنیم به جای اینکه اونا، ما را مطالعه کنند؟ مغز انسان چه چیز خاصی داره یا چه کار خاصی انجام میده که بقیه مغزها ندارند یا نمی‌توانند؟ دانشمندان فکر میکردند که می دونن مغزهای مختلف از چی ساخته شدن. از اونجا که بر مبنای شواهد کمی بود، خیلی از دانشمندها فکر میکردن مغز همه پستانداران، از جمله مغز انسان،به یک روش ساخته شده است و تعداد سلول‌های عصبی در آن‌ها متناسب با اندازه حجمی مغز است. به این معنا که دو مغز با اندازه یکسان، با ۴۰۰ گرم باید تعداد مساوی سلول عصبی داشته باشن. حالا، اگه سلول های عصبی واحدای برای پردازش اطلاعات کاربردی مغز باشن، اونوقت صاحبان این دو مغز باید توانایی های شناختی یکسانی داشته باشن. ولی، یکی شون شامپانزه است، اون یکی گاوه.مقایسه اندازه مغز شامپانزه و گاو ( سمت راست شامپانزه و سمت چپ گاو) فکر کنم بیشتر آدمها موافقند که شامپانزه های توانایی رفتارهای پیچیده تر، جزئی تر و انعطاف پذیرتری نسبت به گاوها دارن. پس این اولین نشانه است که سناریو "همه مغزها به یه روش ایجاد شدن" خیلی درست نیست. اگه همه مغزها به یه روش ایجاد شده بودن و قرار بود حیوونا با اندازه مغز گوناگون رو با هم مقایسه کنید، مغزهای بزرگتر همیشه باید سلولهای عصبی بیشتری نسبت به مغزهای کوچکتر داشته باشن، و هر چه مغز بزرگتر، توانایی شناختی صاحبش باید بیشتر باشه. پس بزرگترین مغز موجود باید بیشترین توانایی شناختی رو داشته باشه. و حالا خبرهای بد: مغز ما بزرگترین مغز موجود نیست. خیلی ناراحت کننده به نظر میاد. مغز ما بین ۱/۲ تا ۱/۵ کیلو است، ولی مغز فیل ها بین ۴ تا ۵ کیلو است، و مغز وال ها تا ۹ کیلو هم میرسه، به همین دلیل هست که دانشمندان به این گفته متوسل میشن که مغز ما باید خاص باشه که توانایی های شناختی مون رو توضیح بده. باید واقعاً خارق العاده باشه، یک استثناء برای قاعده. مغز اونها بزرگتره، ولی مال ما بهتره، و می تونست بهتر باشه، مغز ما انسان‌ها کمی نسبت به بدنمان بزرگ‌تر هست. بنابراین این بزرگی به ما قشای اضافی میده که کارهای جالبتری نسبت به فقط اداره بدنمون انجام بدیم . چون اندازه مغز معمولاً پیروی اندازه بدن است. پس مهترین دلیل برای گفتن این که مغز ما بزرگتر از اونیه که باید باشه در واقع از مقایسه خودمان با کَپی های بزرگ (انسان واران). گوریل ها می تونن دو تا سه برابر بزرگتر از ما باشن، پس مغز اونا هم می تونه بزرگتر از مال ما باشه، ولی به جایش یه طور دیگه ای است. مغز ما تقریبا بین دو تا سه برابر بزرگتر از مغز گوریل است. مغز انسان هم چنین در میزان انرژی مصرفی هم خاص به نظر میرسه. اگرچه فقط دو درصد وزن بدن هست، ولی به تنهایی مصرف کننده ۲۵ درصد کل انرژی مورد نیاز بدن است. ۵۰۰ کالری از مجموع ۲٫۰۰۰ کالری کل روزانه بدن، فقط برای اینکه مغزتون کار کنه مصرف میشه.پس مغز انسان باید بزرگتر از اینی که هست باشه، میزان مصرف انرژیش بیشتر از اونیه که باید، پس خاص است. و از اینجا بود که قضیه آزاردهنده شد. در زیست شناسی،به دنبال قواعدی هستیم که به طور کلی به همه حیوانات و زندگی قابل تعمیم باشه، پس چرا قواعد تکامل به همه قابل تعمیم هست به غیر از انسان؟ شاید مشکل فرض اولیه بوده که همه مغزها با یه روش ساخته شدن. شاید دو مغز با اندازه یکسان واقعاً از تعداد متفاوتی سلول عصبی ساخته شده باشه. شاید یه مغز خیلی بزرگ لزوماً تعداد سلول های عصبی اش بیشتر از یه مغز اندازه متوسط نباشه. شاید مغز انسان واقعاً بیشترین سلول عصبی را در بین همه مغزها رو داره، جدای از اندازه اش، مخصوصاً در قشر مغزی. پس این موضوع تبدیل شد به یک سئوال مهم: مغز انسان چند سلول عصبی داره، و اون در مقایسه با بقیه حیوانات چطوریه؟ حالا، شاید شما جایی خونده باشین یا شنیده باشین که انسان‌ها صد میلیارد سلول عصبی دارند، وقتی که از دانشمندان این حوزه پرسیده شد که آیا اونا میدونن این عدد از کجا اومده. ولی هیچکس نمی دونست. شروع کردن به گشتن در مقالات علمی برای مرجع اصلی اون عدد، و هیچ وقت پیدایش نکردند. به نظر میرسه که هیچکس واقعاً نشمرده باشه تعداد سلولای عصبی مغز انسان یا مغز دیگه‌ای رو برای اون کار. و این عدد یک عدد تخمینی هست. ولی تخمین تقریبا دقیقی است. سوزانا هرکولانو یکی از افرادی بود که با یک روش بسیار جالب، شروع به شمردن سلول‌های عصبی مغز کرد. او با روش خودش شروع به شمردن سلول های مغز کرد، و اون روش تشکیل می شد از حل کردن مغز در سوپ. این جوری کار میکنه: مغز را برمیدارین، یا بخش هایی از اون رو، و در مایع شوینده حل می کنید، که غشای سلولی رو از بین میبره ولی هسته سلول را سالم نگه میداره، که در آخر به سوسپانسیون هسته آزاد می رسید که شبیه یه سوپ شفاف هست. اون سوپ شامل همه هسته هاست که یه زمانی مغز بودن. حالا، زیبایی سوپ اینه که به خاطر سوپ بودنش، میشه تحریکش کرد و یه کاری کرد که همه هسته ها به صورت همگنی در مایع پخش بشن، پس حالا با نگاه در زیر میروسکوپ به چهار یا پنج نمونه از این محلول همگن، میشه هسته ها را شمرد و بعدش گفت مغز چند سلول داره. ساده و سر راست. و واقعاً سریع. پس از این روش برای شمردن سلول های عصبی چندین و چند نمونه مختلف تا به حال استفاده شد، و این نتیجه حاصل شد که همه مغزها با یک روش ایجاد نشده اند. به عنوان مثال، جوندگان و نخستی سانان: در جوندگان مغز به سرعت رشد می‌کند و اندازه آن بزرک‌تر می‌شود. این اتفاق خیلی زودتر از اینکه به همان میزان سلول عصبی ساخته شود اتفاق می‌افتد. بنابراین جوندگان که مغزهای بزرگی دارند ممکن است دارای سلول‌های عصبی کمی باشند. ولی در نخستی‌سانان مغز می‌تواند بدون اینکه خیلی اندازه‌اش تغییر کند، تا جایی که می‌تواند سلول عصبی بسازد. نتیجه این می‌شود که تعداد سلول عصبی مغز یک نخستی‌سان همیشه تعداد بسیار بیشتری از مغز جوندگان با اندازه برابر، است. و هرچه اندازه‌ی مغزها بزرگتر باشه، این تفاوت هم بیشتر میشه.خب، پس مغز ما چی؟ کشف شد که ما، به طور متوسط، ۸۶ میلیارد سلول عصبی داریم، ۱۶ میلیاردش در قشر مغزه، و اگه قشر مغز رو به عنوان پایه عملکردهایی مثل آگاهی، استدلال منطقی و انتزاعی بدونید، و اون ۱۶ میلیارد بیشترین تعداد سلول عصبیه که هر قشری داره،این میتونه ساده ترین توضیح برای توانایی های شناختی بی نظیر انسان باشه. ولی به همون درجه اهمیت معنای ۸۶ میلیارد سلول عصبی است. چون دانشمندان رابطه بین اندازه مغز و تعداد سلولهای عصبی رو پیدا کردن میشه با ریاضیات توضیح داد که اگر انسان یک جونده بود با ۸۶ میلیارد سلول عصبی شکل مغزش به چه صورتی در می‌امد. مغز یک جونده با ۸۶ میلیارد سلول عصبی ۳۶ کیلو خواهد بود. این وزن تقریبا امکان پذیر نیست. یه مغز به اون بزرگی ممکنه به خاطر وزنش از کار بیفته، و این مغز غیرممکن باید در یک بدن ۸۹ تنی قرار بگیره. پس این ما رو به یک نتیجه خیلی مهم رسوند، که ما جونده نیستیم. مغز انسان، مغز یک موش بزرگ نیست. در مقایسه با موش، ما خاص به نظر می رسیم، بله، ولی اون مقایسه منصفانه ای نیست، با دونستن این که ما می دونیم که موش نیستیم. ما نخستی سان هستیم، پس مقایسه درست با بقیه نخستی سانان است. و اونجا اگه محاسبه کنین، می فهمید که یک نخستی سان معمولی با ۸۶ میلیارد سلول عصبی مغزی به اندازه ۱/۲ کیلو خواهد داشت، که درست به نظر میرسه.پس مغز انسان شاید بی نظیر باشه، ولی در تعداد سلول های عصبی اش خاص نیست. فقط یه مغز بزرگ نخستی سان است. فکر میکنم که خیلی فکر متواضعانه و غمگینه ایه که موقعیتمون در طبیعت رو یادمون میاره.خب حالا با این دانش یک سوال اساسی دیگر به وجود می‌آید. پس چرا مغز ما اینقدر انرژی مصرف میکنه؟ خب، افراد دیگری حساب کردن که میزان انرژی مصرفی مغز انسان و بقیه گونه ها چقدره، و حالا که میدونیم هر مغز از چند سلول عصبی ساخته شده، میشه حساب کرد. و نتیجه این که هم انسان و هم بقیه مغزها یه جور مصرف می کنند، متوسط ۶ کالری برای هر میلیارد سلول عصبی در روز که برای انسان با ۸۶ میلیارد سلول عصبی تقریبا حدود ۵۰۰ کیلوکالری در روز خواهد شد. پس دلیل اینکه چرا مغز انسان اونقدر انرژی مصرف میکنه، به سادگی اینه که تعداد زیادی سلول عصبی داره، و چون ما نخستی سان هستیم با تعداد بیشتری سلول عصبی در همون اندازه بدن به نسبت حیوانات دیگه، مصرف نسبی مغز ما زیاده. سئوال آخر این که: ما چطور به این تعداد بی نظیر سلول عصبی رسیدیم، و به طور خاص، اگر کپی های بزرگ بزرگتر از ما هستند، چرا اونها مغزشون از ما بزرگتر نیست، با تعداد سلول عصبی بیشتر؟ جواب این سوال بسیار برای من شگفت‌آور بوده. بعد از مطالعاتی که نشون داد مغز از چه تعداد سلول عصبی تشکیل شده است و هر میلیارد سلول عصبی به چه میزان انرژی برای فعالیت نیاز دارد، این جواب وجود خواهد داشت که فراهم کردن این میزان انرژی برای مغز با آن تعداد سلول عصبی کار بسیار دشواری است. پس چرا انسان‌ها از پس این کار برآمده‌اند ولی حیوانات دیگر نمی‌توانند؟ از آنجا که نورونها بسیار هزینه برند، یک بده بستان در اندازه بدن و تعداد سلول های عصبی وجود داره. پس یک نخستی سان که هشت ساعت در روز غذا می خوره میتونه نهایتاً ۵۳ میلیارد سلول عصبی رو تامین کنه، ولی بدنش نمی تونه بزرگتر از ۲۵ کیلو بشه. برای بیشتر از اون وزن گرفتن، باید از سلولهای عصبی دست بکشه. پس یا یک بدن بزرگ یا تعداد بالای سلول عصبی. اگه مثل یه نخستی سان بخورید، نمیتونید دوتاش رو تامین کنید. یه راه فرار از این محدودیت متابولیک اینه که ساعات بیشتری رو در روز صرف خوردن کنید، ولی خطرناک میشه، و به یه نقطه مهم میرسه، غیر ممکن است. مثلاً گوریل و اورانگوتان، با ۸ ساعت و نیم خوردن در روز، ۳۰ میلیارد نورون رو تامین می کنند و به نظر میرسه نهایت چیزیه که می تونن انجام بدن. به نظر حد کاربردی یک نخستی سان ۹ ساعت غذا خوردن در روز است. در مورد ما چطور؟ با ۸۶ میلیارد نورون و وزن بدن حدود ۶۰ تا ۸۰ کیلو، ما باید بیشتر از ۲۴ ساعت برای غذا هر روز وقت صرف کنیم، که غیر ممکن است. اگر ما مثل یک نخستی سان بخوریم، ما نباید اینجا باشیم. پس ما چطوری به اینجا رسیدیم؟ خب، اگر مغز ما همون قدر انرژی که باید رو می سوزونه و اگه ما نمی تونیم همه ساعتای بیداری رو به خوردن بگذرونیم، پس تنها راه جایگزین، در واقع، اینه که یه جورایی از همون غذا انرژی بیشتری بگیریم. و به طرز بینظیری، اون دقیقاً منطبقه با اونچه که باور داریم اجداد ما اختراع کردند یک و نیم میلیون سال پیش، وقتی غذا پختن رو اختراع کردن. پختن یعنی استفاده از آتش برای پیش هضم غذا خارج از بدن شما. غذاهای پخته نرمترند، پس راحت جویده می شوند و کاملاً در دهانتان له می شوند، پس بهشون اجازه میدین که کامل هضم شوند و در معده تون جذب شوند، که به تولید انرژی بیشتر در زمان کمتر می انجامد. پس غذاپختن برای ما وقت آزاد می کنه و با سلولهای عصبی مون غیر از فکر کردن درباره غذا، گشتن دنبال غذا و جویدن غذا، کارهای جالبتر دیگه‌ای رو در طول روز انجام بدیم . پس به خاطر آشپزی، که یه زمانی یه مسئولیت بزرگ بود، این مغز بزرگِ وحشتناک مصرف کننده با این همه سلول عصبی، الان می تونه یه سرمایه اصلی باشه، حالا که ما می تونیم هم انرژی سلول های زیاد رو تامین کنیم و هم زمان برای انجام کارهای جالب با اونا. پس فکر کنم معلومه که چرا مغز انسان در تکامل اونقدر سریع رشد کرد تا بزرگ بشه، همه اون زمانی که فقط مغز یک نخستی سان بود. با این مغز بزرگ که با آشپزی می تونه تقبل کنه، ما به سرعت از غذاهای خام به فرهنگ، کشاورزی، تمدن، بقالی، برق، یخچال، و همه اون چیزهایی که امروزه به ما اجازه میده که همه انرژی مورد نیازمون را برای همه روز با یک بار نشستن در شعبه فست فود مورد علاقه تون تامین کنیم. پس امتیاز انسان چیه؟ اون چیه که ما داریم ولی بقیه حیوونا ندارن؟ جواب یک سری از دانشمندان اینه که ما بزرگترین تعداد نورون ها در قشر مغز رو داریم، و فکر می کنند این ساده ترین توضیح برای توانایی های شناختی بی نظیرمون باشه. و اون چیه که ما انجام میدیم و بقیه حیوانات انجام نمیدن،و پایه و اساس امکان رساندن ما به تعداد بسیار زیاد سلول عصبی در قسر مغز است؟ در دو کلمه، ما می پزیم. هیچ حیوان دیگری غذاش رو نمی پزه، فقط انسان می پزه.نتیجه این آزمایش‌ها این بوده که چون انسان غذایش را می‌پزه بنابراین توانایی تولید انرژی بیشتری رو با خوردن کم‌تر بدست آورده و این باعث شده که رشد تعداد سلول‌های مغزی‌اش به سرعت بالا برود و این تعداد سلول عصبی بیانگر تفاوت‌های شناختی ما انسان‌ها را با سایر موجودات به وجود آورده. از نظر من نتیجه‌گیری جالبی هست ولی خیلی بحث برانگیز. و خیلی جای تامل داره. چون خیلی از دانشمندان معتقدند خیلی از فعالیت‌های شناختی ما رابطه مستقیم فیزیکی با ساختار مغز ما ندارند. به هر حال به عنوان یک نقطه نظر برای من خیلی جالب بود و دوست داشتم با شما هم به اشتراک بگذارم.