Marta Alicja Trzeciak
Mamy poważny problem z naszym mózgiem. Wciąż nie zdołał on wymyślić metody, która dałaby twarde dowody na to, że jest najmądrzejszy. A to dla niego bardzo bolesna porażka.
Spór na temat tego, czy różnica pomiędzy człowiekiem a zwierzętami ma charakter jakościowy, czy ilościowy prawdopodobnie nigdy nie zostanie rozstrzygnięty, ponieważ jego wynik jest w dużej mierze uzależniony od kwestii ideologicznych. Kwestiami wiary i poglądów nie będziemy się zajmować, ale możemy się przyjrzeć dowodom naukowym. Czy nauka potwierdza, że jesteśmy najmądrzejszymi ze wszystkich stworzeń zamieszkujących Ziemię? No pewnie, że tak: przecież mamy największe mózgi. Wystarczy wyciągnąć pierwszą lepszą grafikę na ten temat i wszystko staje się zrozumiałe.
Rycina 1. Porównanie wielkości mózgu szczura, kota, szympansa i człowieka (Autor: CNX OpenStax; Wiki Commons)
Mysz – mały mózg. Kot i pies – średni mózg. Szympans – duży mózg. Człowiek – największy mózg. I wszystko jasne.
Czy aby na pewno? Jeśli powyższe porównanie sprawia, że czujemy się komfortowo, to poniższe prawdopodobnie pozbawi nas tego komfortu.
Rycina 2. Od lewej strony: mózg świni (Sus scrofa) delfina butlonosa (Tursiops truncatus) oraz człowieka (Homo sapiens sapiens) (autorzy: Boksi & Looie496; Wiki Commons)
Po lewej stronie widać mózg świni (Sus scrofa), po prawej mózg człowieka (Homo sapiens sapiens). Po środku – mózg butlonosa (Tursiops truncatus). Trudno zaprzeczyć, że mózg delfina jest zarazem większy, jak i bardziej pofałdowany. Czy to oznacza, że delfiny są „mądrzejsze od ludzi”? Niezupełnie.
Masywny czyli mądry?
Po uwzględnieniu masy mózgu oraz masy ciała okaże się, że stosunek pierwszego parametru do drugiego wynosi u człowieka 1/40, zaś u delfina 1/50. No dobrze, „wybroniliśmy się”. Niby wszystko się zgadza. U kota stosunek ten wynosi 1/100, u psa 1/125, a na przykład u rekina 1/2496. Problemy zaczynają się, gdy uwzględnimy masę ciała i masę mózgu na przykład u słonia. Tutaj stosunek obu parametrów wynosi 1/560 (a przecież wydaje się mało prawdopodobne, by słoń był „głupszy” od kota). Co gorsza, u szympansa stosunek masy mózgu do masy ciała równa się 1/113. Jeszcze bardziej druzgoczące: stosunek masy mózgu do masy ciała u myszy wynosi 1/40, czyli dokładnie tyle samo do człowieka. I „najgorsze” na sam deser: u małych ptaków (takich jak ptaki wróblowe) stosunek obu tych parametrów równa 1/12, z czego wynika, że ptaki te mają znacznie cięższe mózgi w stosunku do masy ciała od nas.
I co teraz? Już spieszę z pomocą. Otóż, okazuje się, że choć większe zwierzęta mają generalnie większe mózgi, zależność ta nie jest liniowa. Między innymi z tego powodu opracowano tak zwany współczynnik encefalizacji (EQ – encephalization quotient), o którym wspominałam na przykład w artykule dotyczącym orek. EQ jest stosowany do szacowania możliwości intelektualnych danego zwierzęcia. Uwzględnia on wprawdzie masę mózgu oraz masę ciała, ale wprowadza również dodatkowe współczynniki. Pierwotny wzór do obliczania EQ wyglądał następująco (później przekształcono go nieco, wprowadzając między innymi wartość definiowaną jako stosunek cefalizacji do spodziewanej cefalizacji):
Ryc. 3. Pierwotny wzór do obliczania współczynnika encefalizacji
Współczynnik encefalizacji służy do wskazania, ile razy większy (lub mniejszy) jest mózg danego osobnika w stosunku do spodziewanego rozmiaru przedstawicieli jego gatunku. Punktem odniesienia jest tutaj kot, dla którego EQ wynosi 1. Znowu możemy poczuć się komfortowo, bo współczynnik encefalizacji człowieka wynosi 7,4-7,8, czyli więcej niż na przykład u szympansa (2,2-2,5), słonia (do 2,36), a nawet u wielkomózgiego butlonosa, u którego EQ jest równe 4,14. Ale znowu pojawiają się wątpliwości… Jak wspomniano, EQ kota to 1, zaś EQ wiewiórki 1,1. Serio? Kot miałby być mniej inteligentny od wiewiórki?
Ile zje mózg?
Lepszym sposobem szacowania możliwości intelektualnych przez długie lata wydawało się obliczanie, jak dużą ilość energii organizm danego zwierzęcia przeznacza na zaspokojenie potrzeb mózgu. To brzmi logicznie – im więcej energii inwestujesz w mózg, tym bardziej jest on aktywny. Do niedawna wszystko się zgadzało – mózg człowieka stanowi jedynie 2% jego masy ciała, ale na jego funkcjonowanie przeznacza się około 25% budżetu energetycznego. I tutaj dochodzimy do najbardziej pikantnego newsa. Badania opublikowane dosłownie kilka dni temu (31 października 2017) w Journal of Human Evolution ujawniły, że mózg nie kosztuje nas aż tyle energii, ile dotychczas sądziliśmy. Na podstawie analizy czaszkowych kanałów tętniczych (kanałów mieszczących tętnice) badacze z Duke University oszacowali, jak energochłonne jest funkcjonowanie mózgu u przedstawicieli różnych gatunków. Jest to o tyle logiczne, że mózg odżywia się glukozą, która transportowana jest do niego dzięki tętnicom. Im większy przepływ krwi – tym większe ukrwienie, a zarazem – tym lepsze odżywienie.
Jesteśmy mądrzy jak wiewiórecznik?
Dla skalibrowania swojej metody badacze wykorzystali wcześniej opublikowane obliczenia dotyczące mózgowej konsumpcji glukozy w odniesieniu do siedmiu gatunków, w tym myszy, szczurów, wiewiórek, królików, niektórych małp i człowieka. W obliczeniach uwzględniono również masę ciała zwierzęcia, jego całkowitą dobową konsumpcję kalorii oraz tempo metabolizmu. Uzyskane wyniki były po części łatwe do przewidzenia: oszacowana w opisany sposób proporcjonalna do metabolizmu konsumpcja glukozy mózgu człowieka jest dwukrotnie wyższa niż u szympansa i nawet pięciokrotnie wyższa niż u innych zwierząt, takich jak wiewiórki, myszy czy króliki.
Ale jest też pewien haczyk. Okazało się, że nie tylko nasz mózg jest „głodny”. Względna konsumpcja kaloryczna naszego mózgu jest niemal taka sama jak względna konsumpcja kaloryczna mózgu wiewiórecznika, czyli ryjówki nadrzewnej. A musicie wiedzieć, że nadrzewna ryjówka wygląda o tak:
Ryc. 4 Ryjówka nadrzewna z gatunku Tupaia nicobarica nicobarica (autor: Shreeram M V; Wiki Commons)
To nie koniec rewelacji. Badania wykazały, że nasz mózg konsumuje względnie tyle samo energii co mózg pigmejki karłowatej (Cebuella pygmaea), czyli tego – ważącego 100 gramów zwierzątka:
Ryc. 5 Pigmejka karłowata Cebuella pygmaea (autor: Don Faulkner; Wiki Commons)
Na razie nie wiadomo jeszcze, w jaki sposób należy interpretować powyższe wyniki, ani czy nowa metoda szacowania intensywności pracy mózgu dobrze odzwierciedla rzeczywistość. Wiadomo natomiast, że technika ta może znaleźć bardzo wiele nowych zastosowań, a to dlatego, że skupia się na analizie kanałów naczyniowych zlokalizowanych w tkance kostnej, a zatem może służyć do szacowania mózgowej konsumpcji energetycznej naszych przodków na podstawie ich czaszek oraz kręgów szyjnych.
Bibliografia
- Roth, G., & Dicke, U. (2005). Evolution of the brain and intelligence. Trends in cognitive sciences, 9(5), 250-257.
- Boyer, D. M. & Harrington A. R. (2018). Scaling of bony canals for encephalic vessels in euarchontans: Implications for the role of the vertebral artery and brain metabolism. Journal of Human Evolution, 114: 85-101.