Waarom zijn mensen zoveel slimmer dan andere primaten?
Suzana Herculano-Houzel heeft het grootste deel van 2003 besteed aan het perfectioneren van een macaber recept: hersensoep. De ene keer bevroor ze het weefsel in vloeibare stikstof, en dan maakte ze het vloeibaar in een blender. Andere keren weekte ze het in formaldehyde en pureerde het dan in wasmiddel, wat een gladde, roze slurry opleverde.
Herculano-Houzel was enkele jaren eerder gepromoveerd in de neurowetenschappen, en in 2002 was ze begonnen als assistent-professor aan de Federale Universiteit van Rio de Janeiro in Brazilië. Ze had geen echte financiering, geen eigen laboratorium – alleen een paar meter aanrechtruimte geleend van een collega.
“Ik was geïnteresseerd in vragen die beantwoord konden worden met heel weinig geld, heel weinig technologie,” herinnert ze zich. Toch had ze een gewaagd idee. Met wat moeite en geluk hoopte ze met haar keukenblenderproject iets te bereiken waar wetenschappers al meer dan een eeuw last van hadden: het tellen van het aantal cellen in de hersenen – niet alleen de menselijke hersenen, maar ook de hersenen van penseelaapjes, makaakapen, spitsmuizen, giraffen, olifanten en tientallen andere zoogdieren.
Haar methode leek aanvankelijk misschien achteloos destructief. Hoe zou de vernietiging van zo’n fragiel en complex orgaan nuttige inzichten kunnen verschaffen? Maar 15 jaar later heeft het werk van Herculano-Houzel en haar team een aantal lang gekoesterde ideeën over de evolutie van de menselijke geest op zijn kop gezet. Het helpt de fundamentele ontwerpprincipes van hersenen en de biologische basis van intelligentie te onthullen: waarom sommige grote hersenen tot verhoogde intelligentie leiden en andere helemaal geen voordeel opleveren. Haar werk heeft een subtiele verandering in de hersenorganisatie aan het licht gebracht, die meer dan 60 miljoen jaar geleden plaatsvond, niet lang nadat primaten zich van hun knaagdierachtige neven en nichten hadden afgesplitst. Het was misschien een minuscule verandering, maar zonder had de mens zich nooit kunnen ontwikkelen.
De vragen die Herculano-Houzel probeerde te beantwoorden, gaan meer dan 100 jaar terug, tot een tijd waarin wetenschappers net begonnen waren met het bestuderen van de relatie tussen hersenomvang en intelligentie.
In augustus 1891 begonnen arbeiders in dienst van de Nederlandse anatoom Eugène Dubois met het graven van geulen langs een steile rivieroever op het Indonesische eiland Java. Dubois hoopte resten van vroege hominidae te vinden.
In de loop van 15 maanden hebben lagen zandsteen en verhard vulkanisch grind de versteende botten van olifanten en neushoorns opgeleverd, en het belangrijkste: de schedelkap, het linkerdijbeen en twee kiezen van een mensachtig wezen waarvan men dacht dat het bijna een miljoen jaar eerder was gestorven. Dat exemplaar, Pithecanthropus erectus genoemd, en later Java-mens, zou uiteindelijk bekend komen te staan als het eerste exemplaar van de Homo erectus.
Dubois maakte het tot zijn missie om de intelligentie van deze vroege homin af te leiden. Maar hij had slechts drie fragmenten van schijnbaar relevante informatie: zijn geschatte hersenomvang, postuur, en lichaamsgewicht. Zou dit genoeg zijn?
Zoollogen hadden al lang opgemerkt dat wanneer zij verschillende diersoorten met elkaar vergeleken, de dieren met grotere lichamen grotere hersenen hadden. Het leek alsof de verhouding tussen het hersengewicht en het lichaamsgewicht door een wiskundige wet werd beheerst. Om te beginnen begon Dubois met het identificeren van die wet. Hij verzamelde de hersen- en lichaamsgewichten van enkele tientallen diersoorten (zoals gemeten door andere wetenschappers) en berekende aan de hand daarvan de wiskundige snelheid waarmee de hersenomvang toeneemt ten opzichte van de lichaamsomvang. Deze exercitie leek aan het licht te brengen dat bij alle gewervelde dieren de hersenen inderdaad even snel groeien als het lichaam.
Dubois redeneerde dat wanneer de lichaamsgrootte toeneemt, de hersenen moeten uitbreiden om redenen van neurale huishouding: Grotere dieren zouden meer neuronen nodig moeten hebben om de toenemende taken van een groter lichaam te kunnen blijven uitvoeren. Deze toename in hersenomvang zou niets toevoegen aan de intelligentie, geloofde hij. Een koe heeft immers hersenen die minstens 200 keer groter zijn dan die van een rat, maar ze lijkt niet slimmer. Maar afwijkingen van die wiskundige lijn, dacht Dubois, zouden de intelligentie van een dier weerspiegelen. Soorten met grotere hersenen dan voorspeld zouden slimmer zijn dan gemiddeld, terwijl soorten met kleinere hersenen dan voorspeld dommer zouden zijn. Dubois’ berekeningen suggereerden dat zijn Java-mens inderdaad een slimmerik was, met een relatieve hersengrootte – en intelligentie – die ergens tussen moderne mensen en chimpansees in lag.
Dubois’ formule werd later door andere wetenschappers herzien, maar zijn algemene benadering, die bekend kwam te staan als “allometrische schaling”, bleef bestaan. Meer moderne schattingen hebben gesuggereerd dat de hersenmassa van zoogdieren toeneemt met een exponent van tweederde ten opzichte van de lichaamsmassa. Dus een teckel die ruwweg 27 keer meer weegt dan een eekhoorn, zou ongeveer 9 keer grotere hersenen moeten hebben – en dat is ook zo. Dit concept van allometrische schaling zou de discussie over hoe hersenen zich verhouden tot intelligentie de komende honderd jaar doordringen.
Toen wetenschappers deze uniforme relatie tussen lichaams- en hersenmassa zagen, ontwikkelden zij een nieuwe maat die het encefalisatiequotiënt (EQ) wordt genoemd. EQ is de verhouding tussen de werkelijke hersenmassa van een soort en de voorspelde hersenmassa. Het werd een veelgebruikte afkorting voor intelligentie. Zoals verwacht voerden de mensen de groep aan met een EQ van 7,4 tot 7,8, gevolgd door andere hoogpresteerders zoals dolfijnen (ongeveer 5), chimpansees (2,2 tot 2,5), en doodshoofdaapjes (ongeveer 2,3). Honden en katten vielen in het midden van de groep, met EQ’s van ongeveer 1,0 tot 1,2, terwijl ratten, konijnen, en ossen de achterhoede vormden, met waarden van 0,4 tot 0,5. Deze manier van denken over hersenen en intelligentie is “zeer, zeer dominant” geweest gedurende tientallen jaren, zegt Evan MacLean, een evolutionair antropoloog aan de Universiteit van Arizona in Tucson. “Het is een soort fundamenteel inzicht.”
Dit paradigma was nog steeds van kracht toen Herculano-Houzel in de jaren 1990 afstudeerde aan de universiteit. “De intuïtie erachter was volkomen logisch,” zegt ze. Toen ze in het begin van de jaren 2000 neuronen begon te tellen, stelde ze zich voor dat ze gewoon een nuance aan het gesprek zou toevoegen. Ze verwachtte niet per se dat ze het zou ondermijnen.
In het begin van de jaren 2000 waren wetenschappers al tientallen jaren bezig met het tellen van neuronen. Het was langzaam, nauwgezet werk, meestal gedaan door hersenweefsel in ultradunne prosciutto-achtige plakjes te snijden en deze onder een microscoop te bekijken. Onderzoekers telden gewoonlijk honderden cellen per plakje. Het tellen van voldoende neuronen om het gemiddelde aantal cellen voor één soort te schatten was tijdrovend, en de resultaten waren vaak onzeker. Elke zenuwcel is vertakt als een kronkelige eik; zijn ledematen en twijgen kruisen met die van andere cellen, waardoor het moeilijk is te weten waar de ene cel ophoudt en de andere begint.
Dit is het probleem dat Herculano-Houzel probeerde op te lossen. Begin 2003 realiseerde zij zich dat de beste manier om zenuwcellen in hersenweefsel te tellen zou kunnen zijn om de complexiteit helemaal te elimineren. Het kwam bij haar op dat elke zenuwcel, hoe vertakt en verwrongen ook, slechts één kern zou moeten bevatten – het kleine bolletje dat het DNA van de cel bevat. Ze hoefde alleen maar een manier te vinden om het hersenweefsel op te lossen en de kernen intact te houden. Dan kon ze de kernen tellen om uit te vinden hoeveel cellen er waren; het zou net zo eenvoudig zijn als het tellen van schaakjes op een dambord.
Na 18 maanden kwam ze uit op een procedure waarbij ze het hersenweefsel verhardde met formaldehyde en het vervolgens voorzichtig met detergent fijnprakte – door herhaaldelijk een zuiger in de glazen buis te duwen en die te draaien, totdat ze een uniforme slurry had. Ze verdunde de vloeistof, kneep er een druppel van op een glasplaatje en bekeek die met een microscoop. Een constellatie van blauwe stippen lag verspreid over haar gezichtsveld: de celkernen, opgelicht met een DNA-bindende kleurstof. Door de kernen te kleuren met een tweede kleurstof, die zich bindt aan gespecialiseerde zenuwproteïnen, kon zij tellen hoeveel daarvan afkomstig waren van zenuwcellen – de cellen die in feite informatie verwerken in de hersenen – en niet van andere soorten cellen die in hersenweefsel worden aangetroffen.
Herculano-Houzel telde in 15 minuten een paar honderd zenuwcellen; door dit aantal te vermenigvuldigen met het volledige volume van de vloeistof, kon ze een totaal nieuw gegeven berekenen: Een volledig rattenbrein bevat ongeveer 200 miljoen zenuwcellen.
Zij bekeek hersenen van vijf andere knaagdieren, van de 40-grams muis tot de 48-kilogram capibara (het grootste knaagdier ter wereld, inheems in Herculano-Houzel’s thuisland Brazilië). Uit haar resultaten bleek dat naarmate de hersenen van de ene knaagdiersoort groter en zwaarder worden, het aantal neuronen langzamer groeit dan de massa van de hersenen zelf: De hersenen van een capibara zijn 190 keer groter dan die van een muis, maar hebben slechts 22 keer zoveel neuronen.
Toen kreeg Herculano-Houzel in 2006 de hersenen van zes primatensoorten in handen tijdens een bezoek met Jon Kaas, een hersenwetenschapper aan de Vanderbilt University in Nashville, Tennessee. En hier werd het nog interessanter.
Wat Herculano-Houzel bij deze primaten aantrof, was totaal anders dan bij knaagdieren. “De hersenen van de primaten hadden veel meer neuronen dan we verwachtten,” zegt ze. “
Herculano-Houzel zag een duidelijke wiskundige trend bij deze zes soorten die vandaag de dag leven: Bij de uitbreiding van het primatenbrein van de ene soort naar de andere neemt het aantal neuronen snel genoeg toe om gelijke tred te houden met de groeiende hersenomvang. Dat betekent dat de neuronen niet groter worden en meer ruimte innemen, zoals bij knaagdieren. In plaats daarvan blijven ze compact. Een uilaap, met hersenen die twee keer zo groot zijn als die van een penseelaap, heeft in feite twee keer zoveel neuronen, terwijl een verdubbeling van de hersenen van een knaagdier vaak slechts 20 tot 30 procent meer neuronen oplevert. En een makaakaap, met een brein dat 11 keer zo groot is als dat van een penseelaap, heeft 10 keer zoveel zenuwcellen.
De veronderstelling die iedereen had, dat de hersenen van verschillende zoogdiersoorten op dezelfde manier werden geschaald, “was heel duidelijk verkeerd,” zegt Herculano-Houzel. De hersenen van primaten waren heel anders dan die van knaagdieren.
Herculano-Houzel publiceerde deze eerste resultaten van niet-menselijke primaten met Kaas en twee andere co-auteurs in 2007. En in 2009 bevestigde ze dat dit patroon geldt voor primaten met kleine hersenen, helemaal tot aan de mens toe: Met een gewicht van ongeveer 1500 gram weegt het menselijk brein 190 keer zoveel als dat van een penseelaapje en bevat het 134 keer zoveel zenuwcellen – ongeveer 86 miljard in totaal. Haar latere studies, gepubliceerd tussen 2009 en 2017, suggereren dat andere grote groepen zoogdieren, zoals insecteneters en evenhoevigen (zoals varkens, antilopen en giraffen), het knaagdierachtige schalingspatroon volgen, waarbij het aantal neuronen veel langzamer toeneemt dan de hersenmassa. “Er is een enorm verschil tussen primaten en niet-primaten,” zegt Herculano-Houzel, die in 2016 naar de Vanderbilt University verhuisde.
Haar resultaten onthulden niet het exacte evolutieproces dat leidde tot het moderne menselijke brein. Ze kon immers alleen hersencellen tellen bij soorten die nu bestaan – en omdat ze nu leven, zijn het geen menselijke voorouders. Maar door een verscheidenheid aan hersenen te bestuderen, van klein tot groot, leerde Herculano-Houzel over de ontwerpprincipes van hersenen. Ze kwam tot het inzicht dat de hersenen van primaten en knaagdieren met heel verschillende beperkingen te maken hadden bij de manier waarop ze konden evolueren.
Mensen in de antropologische gemeenschap hebben positief gereageerd op haar werk – zij het met enige voorzichtigheid. Robert Barton, een antropoloog die de evolutie en het gedrag van de hersenen bestudeert aan de Durham University in het Verenigd Koninkrijk, is ervan overtuigd dat de neuronen in de hersenen van primaten dichter opeengepakt zijn dan in die van andere zoogdieren. Maar hij is er nog niet van overtuigd dat de wiskundige trendlijn – de snelheid waarmee de hersenen nieuwe neuronen toevoegen naarmate ze van soort tot soort groter worden – bij primaten groter is dan bij andere zoogdieren. “Ik zou graag meer gegevens zien voordat ik het helemaal geloof,” zegt hij. Hij wijst erop dat Herculano-Houzel tot nu toe de hersenen van ongeveer een dozijn van de honderden bekende primatensoorten heeft bestudeerd.
Maar de resultaten van Herculano-Houzel hebben de conventionele wijsheid al een flinke klap toegebracht. Wetenschappers die EQ’s berekenden, gingen ervan uit dat ze appels met appels vergeleken, namelijk dat de relatie tussen de grootte van de hersenen en het aantal neuronen bij alle zoogdieren gelijk was. Herculano-Houzel toonde aan dat dit niet zo was.
“Het is een briljant inzicht,” zegt MacLean, die zelf jarenlang de intellectuele capaciteiten van dieren heeft bestudeerd. “Het heeft het veld enorm vooruitgeholpen.”
MacLean’s eigen werk heeft ook de universaliteit van EQ ondermijnd. Zijn studie, gepubliceerd met een groot consortium van co-auteurs in 2014, vergeleek de hersenen en cognitieve capaciteiten van 36 diersoorten – waaronder 23 primaten en een strooiing van andere zoogdieren, en zeven vogels. MacLean beoordeelde ze op hun vermogen tot impulsbeheersing (bijvoorbeeld gemeten aan de hand van het vermogen van een dier om rustig rond een doorzichtige barrière te reiken om wat voedsel te bemachtigen, in plaats van er impulsief tegenaan te beuken). Impulsbeheersing is een belangrijke component van intelligentie, die, in tegenstelling tot algebravaardigheden, bij verschillende diersoorten kan worden gemeten.
MacLean vond dat EQ deze eigenschap slecht voorspelde. Chimpansees en gorilla’s hebben middelmatige EQ’s van 1,5 tot 2,5, maar, zegt MacLean, “zij deden het super goed. Ze stonden aan de top.” Doodshoofdaapjes, ondertussen, scoorden veel slechter dan chimpansees en gorilla’s op zelfbeheersing, ook al heeft deze soort een EQ van 2,3.
Ondanks een relatief kleine steekproef van dieren en veel spreiding in de gegevens, vond MacLean dat de beste voorspeller voor zelfbeheersing het absolute hersenvolume was, ongecorrigeerd voor lichaamsgrootte: Chimpansees en gorilla’s hebben misschien geen beter EQ dan doodshoofdaapjes, maar hun hersenen zijn, in absolute termen, 15 tot 20 keer groter. (Hun EQ’s kunnen afwijken omdat ze ongewoon grote lichamen hebben, geen kleine hersenen). Bij primaten was een groter brein een beter brein, ongeacht de grootte van het dier. (Dit was ook het geval voor vogels.)
In 2017 publiceerde Herculano-Houzel een studie waarin ze naar dezelfde metingen van impulscontrole keek die MacLean had gebruikt, maar ze vergeleek ze met een nieuwe variabele: het aantal neuronen dat elke soort heeft in zijn hersenschors-de bovenste laag hersenweefsel, vaak gevouwen, die geavanceerde cognitieve functies uitvoert, zoals het herkennen van objecten. Herculano-Houzel ontdekte dat het aantal corticale neuronen zelfbeheersing ongeveer even goed voorspelde als de absolute hersenomvang in de studie van MacLean, en dat het ook een grote hapering in zijn resultaten wegwerkte: Vogels hebben misschien kleine hersenen, maar Herculano-Houzel ontdekte dat die hersenen dicht opeengepakt zijn. De Eurasian jay heeft hersenen die kleiner zijn dan een walnoot, maar hij heeft bijna 530 miljoen neuronen in zijn pallium (de hersenstructuur bij vogels die ruwweg gelijk is aan de cortex van zoogdieren). Haar cijfers boden een overtuigende verklaring voor waarom deze vogels beter scoorden op impulscontrole dan sommige primaten met hersenen die vijf keer groter waren.
“De eenvoudigste, belangrijkste factor die de cognitieve capaciteit zou moeten beperken,” concludeert Herculano-Houzel, “is het aantal neuronen dat een dier in de cortex heeft.”
Als het geheim van intelligentie simpelweg het hebben van meer neuronen is, dan kan men zich afvragen waarom knaagdieren en andere zoogdieren niet gewoon grotere hersenen hebben geëvolueerd om hun grotere neuronen te huisvesten. De reden hiervoor is dat het vergroten van de neuronen een enorm probleem oplevert. Het wordt uiteindelijk onhoudbaar. Denk maar aan een hypothetisch knaagdier met evenveel neuronen als een mens – ongeveer 86 miljard. Dat beest zou een brein van 35 kilogram moeten rondslepen. Dat is bijna 25 keer zo zwaar als een menselijk brein – ongeveer net zo zwaar als 9 liter water. “Het is biologisch onwaarschijnlijk,” zegt MacLean. Het “zou krankzinnig zijn – je zou niet kunnen lopen.”
Dit probleem van de uitdijende neuronen was waarschijnlijk een van de belangrijkste factoren die de uitbreiding van de hersenen bij de meeste soorten beperkten. De brandende vraag is hoe primaten erin slaagden dit probleem te omzeilen.
De gebruikelijke vloek van een steeds groter wordende neuron kan voortkomen uit het fundamentele feit dat hersenen functioneren als netwerken waarin individuele neuronen signalen naar elkaar zenden. Naarmate de hersenen groter worden, moet elke zenuwcel verbonden blijven met meer en meer andere neuronen. En in grotere hersenen bevinden die andere neuronen zich steeds verder weg.
“Dat zijn problemen die moeten worden opgelost als je hersenen vergroot,” zegt Kaas, die vaak samenwerkt met Herculano-Houzel. Hij veronderstelde dat knaagdieren en de meeste andere zoogdieren deze problemen op een eenvoudige manier hebben aangepakt: door communicatiedraden, axonen genaamd, te laten groeien die langer zijn, waardoor elk neuron meer ruimte inneemt.
In 2013 vond Herculano-Houzel bewijs voor deze theorie door te kijken naar de witte stof in de hersenen van vijf knaagdier- en negen primatensoorten. Witte stof bevat veel van de bedrading van de hersenen – de vetomhulde axonen die corticale neuronen gebruiken om lange-afstandsverbindingen te maken. Haar werk toonde aan dat het volume van de witte stof veel sneller groeit bij knaagdiersoorten met grotere hersenen dan bij primaten. Een groot knaagdier, agouti genaamd, heeft acht keer zoveel corticale zenuwcellen als een muis, terwijl zijn witte stof een verbazingwekkende 77 keer zoveel ruimte inneemt. Maar een kapucijnaap, met acht keer zoveel corticale neuronen als een kleine primaat die een galago wordt genoemd, heeft slechts 11 keer zoveel witte stof.
Dus naarmate de hersenen van knaagdieren groter worden, moet meer en meer hersenvolume worden besteed aan de draden die eenvoudigweg informatie overbrengen. Die draden worden niet alleen langer, ze worden ook dikker, waardoor signalen met een hogere snelheid kunnen worden overgebracht, ter compensatie van de grotere afstanden die ze moeten afleggen. Als gevolg daarvan is er steeds minder ruimte beschikbaar voor de zenuwcellen die het belangrijke werk doen van het daadwerkelijk verwerken van informatie.
De ondergang van knaagdieren, met andere woorden, is dat hun hersenen zich niet goed aanpassen aan de problemen van het groot zijn. Zij compenseren niet efficiënt voor de knelpunten in de communicatie die ontstaan als de hersenen groter worden. Deze beperking heeft hun vermogen tot intelligentie ernstig beperkt.
Primaten daarentegen passen zich wel aan deze uitdagingen aan. Naarmate de hersenen van primaten van soort tot soort groter worden, verandert hun blauwdruk geleidelijk, waardoor zij het probleem van communicatie over lange afstanden kunnen omzeilen.
Kaas denkt dat primaten erin zijn geslaagd de meeste van hun neuronen even groot te houden door de last van de communicatie over lange afstanden af te wentelen op een kleine subset van zenuwcellen. Hij wijst op microscopisch onderzoek waaruit blijkt dat misschien 1 procent van de neuronen bij primaten met grote hersenen wel groter wordt: Dit zijn de neuronen die informatie verzamelen van grote aantallen cellen in de buurt en die doorsturen naar andere neuronen die ver weg zijn. Sommige van de axonen die deze lange-afstandsverbindingen maken, worden ook dikker; hierdoor kan tijdgevoelige informatie, zoals een visueel beeld van een snel bewegend roofdier of prooi, zonder vertraging op de plaats van bestemming aankomen. Maar minder dringende informatie – de meeste dus – wordt door tragere, dunnere axonen gestuurd. Bij primaten neemt de gemiddelde dikte van de axonen dus niet toe, en er is minder witte stof nodig.
Dit patroon om de meeste verbindingen lokaal te houden, en slechts enkele cellen informatie over lange afstand te laten verzenden, had enorme gevolgen voor de evolutie van primaten. Het stelde de hersenen van primaten niet alleen in staat meer neuronen te bevatten. Kaas denkt dat het ook een diepgaander effect had: het veranderde de manier waarop de hersenen hun werk doen. Omdat de meeste cellen alleen communiceerden met partners in de buurt, werden deze groepen neuronen opgesloten in lokale buurten. Neuronen in elke buurt werkten aan een specifieke taak en alleen het eindresultaat van dat werk werd doorgegeven aan andere gebieden ver weg. Met andere woorden, het primatenbrein werd meer gecompartimenteerd. En naarmate deze lokale gebieden in aantal toenamen, konden primaten door deze organisatorische verandering steeds meer cognitieve vaardigheden ontwikkelen.
Alle hersenen van zoogdieren zijn verdeeld in compartimenten, “corticale gebieden” genoemd, die elk een paar miljoen neuronen bevatten. En elk corticaal gebied voert een gespecialiseerde taak uit: Het visuele systeem bijvoorbeeld, omvat verschillende gebieden voor het herkennen van eenvoudige randen van vormen en voor het herkennen van voorwerpen. Knaagdierenhersenen lijken niet meer gecompartimenteerd te worden naarmate ze groter worden, zegt Kaas. Elk knaagdier, van de hapklare muis tot de capibara ter grootte van een Doberman, heeft ongeveer evenveel corticale gebieden – ongeveer 40. Maar de hersenen van primaten zijn anders. Kleine primaten, zoals de galagos, hebben ongeveer 100 gebieden; penseelaapjes ongeveer 170, makaken ongeveer 270, en mensen ongeveer 360.
In primaten namen sommige van deze nieuwe gebieden nieuwe sociale taken op zich, zoals het herkennen van gezichten en emoties van anderen, en het leren van geschreven of gesproken taal – precies de vaardigheden die hebben bijgedragen tot de evolutie van de hominicultuur, en, aantoonbaar, de menselijke intelligentie. “Primaten met grote hersenen hebben een echt superieure verwerking,” zegt Kaas. “Maar knaagdieren met grotere hersenen verwerken dingen misschien bijna net zo als knaagdieren met kleinere hersenen. Ze hebben niet veel gewonnen.”
Anthropologen zijn tientallen jaren bezig geweest met het bestuderen van de belangrijke veranderingen in de hersenstructuur die plaatsvonden na het verschijnen van H. erectus (1,9 miljoen jaar geleden) of de splitsing tussen hominins en grote apen (8 miljoen jaar geleden). Maar Herculano-Houzel heeft nu een nieuw stuk aan dit beeld toegevoegd door een ander sleutelmoment in de evolutie van de menselijke intelligentie aan te wijzen. In zekere zin heeft ze een nieuw oorsprongsverhaal voor de mensheid opgegraven – een dat niet minder belangrijk is dan de andere die we al kenden.
Dit verhaal ontvouwde zich iets meer dan 60 miljoen jaar geleden, niet lang nadat de vroege primaten zich snel achter elkaar hadden afgesplitst van drie andere grote groepen zoogdieren, waaronder de hedendaagse knaagdieren, boomspitsmuizen en colugo’s (ook wel “vliegende maki’s” genoemd).
Deze vroege primaten waren kleiner dan ratten. Ze kropen ’s nachts stilletjes langs boomtakken en grepen met hun grijpgrage vingers en tenen takjes vast terwijl ze op insecten joegen. Ze zagen er helemaal niet uit, zegt Herculano-Houzel.
Maar diep in hun kleine hersenen had zich al een subtiele verandering voorgedaan: een verandering in de genen die bepalen hoe neuronen tijdens de foetale ontwikkeling met elkaar in verbinding staan. Deze verandering maakte in het begin waarschijnlijk weinig verschil. Maar op lange termijn zou ze de primaten grondig onderscheiden van de knaagdieren en andere groepen waarmee ze zich hadden afgescheiden. Door deze kleine verandering zouden de zenuwcellen klein blijven, ook al werden de hersenen steeds groter. Ze zou de evolutie nog tientallen miljoenen jaren beïnvloeden.
Douglas Fox is een freelance journalist die schrijft over de aarde, Antarctica en poolwetenschappen – met af en toe een uitstapje naar de neurowetenschappen. Zijn verhalen zijn verschenen in Scientific American, National Geographic, en andere publicaties. Fox is auteur van The Science Writers’ Handbook: Everything You Need to Know to Pitch, Publish, and Prosper in the Digital Age.
Een versie van dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd op de website van Sapiens als “How Human Smarts Evolved” en is hier met toestemming opnieuw gepubliceerd.