El poder de procesamiento de un cerebro debe reflejar el producto de su número de sinapsis y el número de tipos de sinapsis disponibles. La mayoría de los invertebrados tienen cerebros más simples que los vertebrados, como lo indica la cantidad de genes que poseen que son instrumentales en el desarrollo de las neuronas. Los pulpos son excepciones notables, pero simplemente tienen muy pocas neuronas para competir con los cerebros de mamíferos más grandes. Del mismo modo para las aves, eso puede mostrar una inteligencia notable para el tamaño de su cerebro. Afortunadamente, es un poco más simple con los mamíferos, todos ellos tienen un número muy similar de neurotransmisores y de proteínas involucradas en la función cerebral. Esto reduce la medida del potencial a un simple recuento de sinapsis.
Desafortunadamente, la realidad difiere de la perfección de la teoría ya que el nivel de actividad promedio por sinapsis puede diferir de una especie a otra. Ahora tenemos buena evidencia de que el requerimiento de energía neuronal de los mamíferos es el mismo independientemente del tamaño de la neurona. Esto nos da razones para creer que el potencial de inteligencia (presumiblemente de qué se trata esta pregunta) podría seguir el recuento de neuronas en bruto más cercano de todos.
El mayor desafío de larga data para el uso del tamaño del cerebro no ajustado como indicador de inteligencia ha sido el elefante. El elefante tiene un cerebro tres veces más grande que los humanos, y al menos cinco veces el tamaño del próximo animal terrestre no humano más grande. Como tales elefantes han sido ampliamente estudiados, y se ha encontrado que tienen una inteligencia similar o ligeramente inferior a la de los grandes simios (todos los cuales tienen cerebros de alrededor de un tercio del tamaño de los humanos). Asumamos, para el propósito de esta pregunta, que cualquier característica que reduzca la inteligencia general a expensas de un talento especial lo hace ‘más simple’. Entonces, ¿por qué un cerebro de elefante es más simple que un humano, y podemos usar este ejemplo para encontrar uno que no lo sea?
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Suzana Herculano-Houzel ha realizado una investigación exhaustiva en un cerebro de elefante seleccionado, y descubrió que sí tiene tres veces más neuronas que los humanos, pero que la gran mayoría de ellas se encuentra en su cerebelo. Muchos otros trabajos también indican que el cerebro (la mayoría de los cuales es neocorteza), es la base más fuerte de las funciones mentales superiores, por lo que parece muy probable que esto explique la discrepancia. La trompa de un elefante se controla minuciosamente, un proceso que está mediado a través del cerebelo, y tenemos razones para creer que la evolución ha impulsado un control tan fino en las trompas de los elefantes, incluso a expensas de las funciones superiores. Esto ha hecho que los elefantes sean extremos atípicos en la arquitectura del cerebro de los mamíferos. Sin embargo, todavía podemos esperar una comparación significativa si medimos el número de neuronas en el cerebro solo. Si nos limitamos a eso, recuperamos el seguimiento de la jerarquía del mayor poder cerebral general medido entre todos los animales en tierra.
Elefante africano 6 mil millones
Orangután 9 mil millones
Gorila 9 mil millones
Humanos 16 mil millones
Estas son las figuras de Suzana Herculano-Houzel. Ella ha obtenido los datos más completos hasta la fecha a través de su método de fraccionamiento isotrópico. Alternativamente, podemos confiar en los métodos de recuento neural teñidos más tradicionales con resultados publicados equivalentes que se enumeran a continuación.
Gorila 4 mil millones
Chimpancé 9 mil millones
Elefante africano 11 mil millones
Humanos 21 mil millones
A pesar de algunas diferencias entre estos dos métodos que deben resolverse, y a pesar de la evidente ausencia de datos sobre elefantes asiáticos por cualquiera de los métodos, ambos métodos recuperan a los humanos por tener un amplio margen de ventaja sobre cualquier otro animal terrestre. Permítame la libertad de combinar estos dos conjuntos de datos y usar el promedio geométrico donde un animal ha sido medido por ambos métodos. Eso genera nuestra tabla final, y más completa.
Gorila 6 mil millones
Elefante africano 8 mil millones
Chimpancé 9 mil millones
Orangután 9 mil millones
19 mil millones humanos
Este gráfico es muy coherente con los datos de las pruebas psicométricas en cuanto al posible ordenamiento verdadero de los géneros más inteligentes de terra firma tal como existen en la actualidad. Entonces, los humanos tienen el cerebro más complejo en la tierra, pero ¿qué pasa con el mar? En ese medio, alrededor de treinta especies impares tienen cerebros más grandes que los humanos, todos ellos ballenas o delfines.
¿Son los cerebros de los cetáceos significativamente diferentes de los de los mamíferos terrestres?
El cerebro de los cetáceos en realidad muestra algunas diferencias arquitectónicas de los mamíferos terrestres. La evaluación más justa de esto es que las formas en que son más simples (como la falta de capa IV) están al menos equilibradas por las formas en que tienden a ser más complejas (mayor girificación, presencia de neuronas del huso).
¿Existe otra razón para esperar una desviación significativa en la inteligencia medida de los mamíferos marinos a partir del número de neuronas?
Una desventaja notable que todos los mamíferos marinos deben superar es que no pueden permitirse perder el control de la respiración mientras duermen. Todos los mamíferos marinos tienden a responder utilizando el sueño unihemisférico. Si bien este recurso les salva de ahogarse, hay razones para creer que impide que un cerebro funcione de manera tan eficiente como sus primos terrestres. El argumento es que este dispositivo es tan fácil de desarrollar que se ha encontrado varias veces, pero ningún animal terrestre lo utiliza. Debe haber una muy buena razón para que esto no suceda, especialmente teniendo en cuenta que haría que cualquier animal sea menos vulnerable a los depredadores nocturnos. Si interpretamos que la pregunta del tema trata sobre la complejidad operativa o funcional, debemos tener esto en cuenta. Si interpretamos que la pregunta es sobre la complejidad estructural, entonces no debemos hacerlo. Incluso si usamos el criterio anterior, la reducción presunta de la eficiencia cerebral (por lo tanto, la complejidad operativa) debe tener límites.
Podemos argumentar que el factor por el cual el sueño unihemisférico reduce la potencia cerebral efectiva no puede ser mayor que dos; es decir, no puede ser menos útil de lo que sería el caso si los dos hemisferios comenzaran a funcionar de manera completamente independiente en todo, pero el momento en que duermen, o así es como se organizaría el cerebro.
¿Cuál es el número de neuronas en un cerebro de ballena?
Tenemos amplios datos sobre la masa y el volumen de cerebros de cetáceos por especie, pero menos sobre la densidad de neuronas. Suzana Herculano-Houzel ha demostrado que los cerebros de los mamíferos terrestres se escalan estrechamente de acuerdo con ciertas reglas establecidas dentro de cada orden. Los mamíferos terrestres con las reglas de escalado más eficientes han demostrado ser los primates, y aquellos con los peores han demostrado ser los roedores. Si los cerebros de las ballenas se construyeran como los de los primates, la mayoría superaría la capacidad humana, pero si se construyeran dentro de las reglas de los roedores, incluso sus cerebros más grandes serían comparables a los de los grandes simios. Los datos de densidad de neuronas en mamíferos marinos no son tan buenos como para la fauna terrestre de la Tierra, sin embargo, creo que es suficiente para nuestra causa.
Para encontrar qué reglas de escala se aplican a las ballenas, solo necesitamos uno o dos ejemplos firmes. Hasta hace poco, los mejores datos para las ballenas dentadas provenían de Poth et al , y para las ballenas barbadas el trabajo de Eriksen y Parkenberg, quienes examinaron el cerebro de 2,1 kg de la ballena minke. Primero vamos a las ballenas barbadas.
Eriksen y Parkenburg encontraron 13 mil millones de neuronas en la neocorteza de la ballena minke. Sus muestras promediaron una masa cerebral de 2.1 kg. Este conteo ya es más alto que cualquier animal terrestre no humano, y mucho más cercano en proporción a las reglas de escalamiento de primates que las de escala de roedores. Sin embargo, la adaptación evolutiva de los cetáceos parece haber funcionado más rápido que en otros grupos, por lo que debemos tener cuidado de eliminar la posibilidad de que las dos divisiones principales de los cetáceos puedan escalar de manera diferente. Para eso necesitamos datos del Odontoceti (ballenas dentadas).
Poth et al examinaron las cortezas sensoriales y motoras de cinco delfínidos y el cachalote pigmeo. Encontraron una fuerte relación inversa entre las densidades neurales y el tamaño del cerebro. Tan fuerte, de hecho, que si este patrón se extendiera a todas las áreas de la neocorteza, habría implicado que el cerebro de Odontoceti más grande contenía solo un poco más de neuronas que el más pequeño, y que los cerebros de las ballenas dentadas se expandieron de acuerdo con reglas de escalado aún más pobres que las que se ven en roedores Alternativamente, podría implicar no más que que los animales más grandes solo requieran el mismo poder de procesamiento que los más pequeños para interpretar su aporte sensorial y coordinación motora. El asunto quedó en ese punto muerto hasta 2014, cuando Mortensen et al publicaron su encuesta imparcial de toda la neocorteza de la ballena piloto. Si los cerebros de los cetáceos se escalaran al igual que los cerebros de los roedores, esperaríamos que este cerebro de 3,7 kg tenga 3 mil millones de neuronas, si se escalara como un primate de 55 mil millones. El resultado fue 37 mil millones de neuronas. Esto tiene implicaciones extraordinarias. Las ballenas piloto son ahora el único animal con un recuento formal de neuronas neocorticales que es más alto que los humanos, y lo hacen por un margen tan amplio que casi supera ese factor unihemisférico potencial de 2. Es una pena que esta especie no sea tan buena. estudió como orcas. Esto plantea muchas preguntas que espero dirijan futuros estudios.
De todos modos, ahora podemos estar casi seguros de que el número de neuronas en los cerebros de las ballenas dentadas y barbadas escalan no muy por debajo de las reglas que rigen a los primates, de modo que los cachalotes (que tienen los cerebros más grandes entre ellos) deben ser al menos tres veces la neurona cerebral humana número – y sin la desventaja del sueño unihemisférico observado en otros cetáceos. Los datos sobre la neurociencia de los cetáceos en 2015 son consistentes con los cachalotes que exceden las capacidades cognitivas humanas e inconsistentes con cualquier cosa por debajo de los niveles de capacidad humana. Si descartamos el sueño unihemisférico, también debemos agregar al menos las ballenas piloto y las orcas a esa lista
