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Evolución, cerebro y cocina

Inteligencia y tamaño cerebral

Durante muchos años se tuvo la idea de que, en los mamíferos, existía una proporción entre el número de células neuronales y el tamaño cerebral, o lo que es lo mismo: entre el tamaño del cerebro y la inteligencia. Hoy sabemos que esto no es cierto. Por ejemplo, el tamaño de los cerebros de un chimpancé y de una vaca es parecido, y sin embargo la inteligencia del simio es mucho mayor. El propio cerebro humano pesa aproximadamente 1,4 kg, mucho menos que el del elefante (4,5 kg) y mucho menos que el de la ballena (8,9 kg), y sin embargo la inteligencia humana es mayor. La conclusión obvia es que no todos los cerebros de mamíferos están formados de la misma manera.

Contar neuronas en un cerebro humano

El cerebro humano solo ocupa el 2% de la masa corporal, pero consume el 25% de la energía total (aproximadamente 500kcal sobre un total de 2000), lo cual lo hace ciertamente peculiar dentro del reino animal. Y esta peculiaridad se refleja en un dato: el elevado número de células neuronales.

La investigadora científica Suzana Herculano-Houzel (SHH) buscó referencias que confirmaran la cifra de 100x10E9 (Nota 10E9=1.000.000.000), que se venía proponiendo desde hace tiempo como número medio de neuronas en cada cerebro humano, pero al no encontrarlas diseñó un experimento a propósito. Se disuelve el cerebro en un líquido detergente que destruye los tejidos conectores, pero deja los núcleos neuronales intactos. Por simple agitación se consigue una mezcla homogénea en la que es muy fácil obtener una buena estimación del número de núcleos neuronales.

Alegoría gráfica de experimentos cerebrales en el salón de casa

Estructura cerebral

Después de una amplia gama de experimentos con cerebros de varias especies, las conclusiones apuntan a que, efectivamente, no todos los cerebros están hechos de la misma forma. Si se comparan, por ejemplo, el cerebro de un roedor y el de un primate, se encuentran diferencias importantes en los patrones de crecimiento cerebral. En el caso de los roedores, cuando el cerebro crece, también crece el tamaño de la célula neuronal, pero no aumenta su número. Así pues, a igualdad de tamaño cerebral, un cerebro primate siempre tendrá un número de neuronas mucho más elevado que un cerebro roedor.

En el caso del cerebro humano, el promedio de neuronas obtenido es 86x10E9 de las cuales 16x10E9 están en el neocortex. Este número es muy superior al de cualquier otra especie y se cree que está relacionado con la superior capacidad humana para el razonamiento y la abstracción. Recordemos que la capacidad de proceso está relacionada con el número de unidades de proceso, no con su tamaño. Y la unidad de proceso cerebral es la neurona.

Gasto energético neuronal

El experimento permite hacer abstracciones de las cuales se obtienen reflexiones muy ilustrativas. Por ejemplo, un roedor con 86x10E9 neuronas necesitaría un cerebro de 36kg, en un cuerpo de 89t. El propio cerebro se aplastaría bajo su propio peso. También se pueden extraer conclusiones sobre caracterización de especies y relaciones de proximidad evolutiva. Ciertamente, el cerebro humano no es de tipo roedor. Pero ¿se puede decir que es de tipo primate?

Cabría esperar que el estudio así lo reflejara, pues el resto de campos científicos, sin excepción: biología, paleontología, embriología, nos dice que somos primates. El estudio de SHH refleja que un primate con 86x10E9 neuronas tendría un cerebro de 1,24kg, en un cuerpo de 66kg. Luego, en efecto, una de las conclusiones de este estudio es que, desde el punto de vista neuronal, el humano no desentona dentro del grupo de los grandes primates.

Pero queda por explicar la peculiaridad del elevado consumo de energía del cerebro humano que mencionábamos al principio. Cuando se toman cifras relativas, se encuentra que la neurona es una máquina celular que tiene un consumo energético unitario aproximadamente constante y que vale 6kcal/día/10E9 neuronas. Otra forma de verlo es decir que el costo energético total de un cerebro es directamente proporcional a su número de neuronas, con dependencia lineal. Para las 86x10E9 neuronas del cerebro humano esto nos da 86×6=516kcal, más o menos las 500 que decíamos al principio.

Primates humanos

Aquí surgen más preguntas relacionadas con la evolución dentro del grupo de los primates. Y es que en algunos casos, como los gorilas y los orangutanes, nos encontramos con primates más grandes que el humano, con neuronas claramente primates, pero que no han desarrollado cerebros tan grandes, o sea con tantas neuronas como el humano ¿Cómo puede ser esto? Y sobre todo: ¿Qué es lo que ha provocado que el cerebro humano si haya seguido acumulando neuronas en el camino evolutivo?

El problema plantea una paradoja evidente, pues al desarrollar un cerebro tan neuronado, el humano se obliga a un mayor gasto energético, lo que, aparentemente, lo coloca en una posición evolutiva más complicada que la de sus parientes primates. SHH y su equipo aplicaron toda la información sobre gasto energético neuronal, esos 6kcal/día/10E9 neuronas, y comprobaron sus implicaciones. El resultado es que un primate que dedique 8 horas a comer vegetales crudos puede, como mucho, sacar energía para mantener un cerebro de 53x10E9 neuronas, en un cuerpo de 25kg. Si el cerebro no fuera tan grande, el cuerpo podría crecer, según la relación aproximadamente lineal que se refleja en esta tabla.

O sea, un primate herbívoro se puede pasar todo el día comiendo, pero solo podrá mantener un cerebro pequeño en un cuerpo grande o viceversa, con un límite práctico de 8,5 horas comiendo sin parar, que lo limita al cerebro de 53x10E9 neuronas que pueden tener los chimpancés más inteligentes.

¿Hay relación entre evolución, cerebro y cocina?

Pero observemos que los valores típicos del humano, digamos: peso = 70 kg y Nº neuronas=86x10E9 no encajan de ninguna manera en la línea de los primates vegetarianos y se encuentran en la zona superior sombreada en verde. La única forma de que el humano esté ahí es sacando más energía de la misma comida. Pero el humano no dedica 8 horas al día a comer. ¿Cómo lo consigue, entonces? ¡Cocinando los alimentos antes de ingerirlos!

Recordemos que la propia digestión es una gran consumidora de energía. Cocinando se aporta calor a los alimentos para pre-digerirlos. Así se ahorra gran parte de esa energía, que se puede dedicar a atender la enorme demanda energética de las neuronas. Cocinar permite liberar tiempo para dedicarse a otras cosas que no sean comer o buscar más comida, mientras se mantiene ese magnífico equipamiento neuronal.

La cocina no es solo una marca cultural, sino la marca diferenciadora entre el primate humano y el resto de los grandes simios; algo sin lo cual nuestra explicación evolutiva como humanos sería imposible.

Este artículo está basado en una presentación de TED que puedes ver aquí: http://on.ted.com/rrTc

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