Mennesker bruger ikke så meget hjernekraft, som vi kan lide at tro

Årevis, videnskabsmænd antog, at mennesker afsætter en større del af deres daglige kalorier til deres hjerner end andre dyr. Selvom den menneskelige hjerne kun udgør 2 procent af kropsvægten, det bruger mere end 25 procent af vores grundlæggende energibudget.

Men en undersøgelse offentliggjort 31. oktober i Journal of Human Evolution ved at sammenligne de relative hjerneomkostninger for 22 arter fandt man, at når det kommer til hjernekraft, mennesker er ikke så exceptionelle, som vi kan lide at tro.

"Vi har ikke en unik dyr hjerne, " sagde studieforfatter Doug Boyer, assisterende professor i evolutionær antropologi ved Duke University. "Dette udfordrer et stort dogme i menneskelige evolutionsstudier."

Boyer og hans kandidatstuderende Arianna Harrington besluttede at se, hvordan mennesker klarer sig med hensyn til hjerneenergioptagelse.

Fordi energi rejser til hjernen via blodkar, som afgiver en form for sukker kaldet glucose, forskerne målte tværsnitsarealet af knoglekanalerne, der omslutter kraniale arterierne.

Ved at koble disse målinger med tidligere offentliggjorte estimater af hjerneglukoseoptagelse og indre kranievolumen som en indikator for hjernestørrelse, de undersøgte syv arter, herunder mus, rotter, egern, kaniner, aber og mennesker. Forskerne var i stand til at vise, at større kanaler omslutter arterier, der leverer mere blod, og dermed glukose, til hjernen.

Derefter, ved hjælp af en statistisk teknik kaldet multipel regression, de beregnede hjerneglukoseoptagelsen for yderligere 15 arter, for hvilke hjerneomkostningerne var ukendte, herunder lemurer, aber og træskærer, primatslægtninge fra Sydøstasien.

Som forventet, forskerne fandt ud af, at mennesker tildeler deres hjerner forholdsmæssigt mere energi end gnavere, Old World aber, og menneskeaber som orangutanger og chimpanser.

I forhold til hvilestofskiftet - den samlede mængde kalorier et dyr forbrænder hver dag bare for at blive ved med at trække vejret, fordøje og holde sig varm - den menneskelige hjerne kræver mere end dobbelt så mange kalorier som chimpansehjernen, og mindst tre til fem gange flere kalorier end egerns hjerner, mus og kaniner.

Men andre dyr har også sultne hjerner.

Med hensyn til relative hjerneomkostninger, der ser ud til at være lille forskel på et menneske og en penhalespændsel, for eksempel.

Selv den ringhale-lemur og den lille kvart-punds pygmæ-silkeap, verdens mindste abe, afsætte lige så meget af deres kropsenergi til deres hjerner, som vi gør.

"Dette burde ikke komme som en stor overraskelse, " sagde Boyer. "De metaboliske omkostninger ved en struktur som hjernen er hovedsageligt afhængig af hvor stor den er, og mange dyr har større masseforhold mellem hjerne og krop end mennesker."

Resultaterne tyder på, at evnen til at dyrke en relativt dyrere hjerne udviklede sig ikke ved menneskets morgengry, men millioner af år før, når vores primatforfædre og deres nære slægtninge splittes fra grenen af ​​pattedyrets stamtræ, der omfatter gnavere og kaniner, sagde Harrington.

Tidligere undersøgelser beregnede mængden af ​​energi, der er nødvendig for at brænde en hjerne baseret på neurontal. Men fordi den nuværende undersøgelses metode til at estimere energiforbrug er afhængig af målinger af knogler, snarere end blødt væv såsom neuroner, det er nu muligt at estimere hjerneenergibehovet fra de fossiliserede rester af dyr, der også er uddøde, inklusive tidlige menneskelige forfædre.

"Alt du behøver for at tage målingerne er et intakt kranium og nogle af nakkehvirvlerne, " sagde Harrington.

Hvad dataene ikke kan vise er, om energisk dyre hjerner udviklede sig først, og derefter disponerede nogle grupper af dyr for større mentale kræfter som et biprodukt, eller om allerede eksisterende kognitive udfordringer favoriserede individer, der brugte mere energi til hjernen, siger forskerne.