Superbrein weegt maximum 3,5 kilogram

Zo’n 2,5 miljoen jaar geleden namen de hersenen van onze voorouders een grote vlucht. In relatief korte tijd verdrievoudigde het hersenvolume. Sindsdien is er weinig of niets meer veranderd. Maar wat als we toch verder zouden evolueren naar grotere hersenen, en dus slimmere mensen? Wat zou de limiet zijn aan onze hersengroei?

Hersenwetenschapper Michel Hofman (Nederlands Herseninstituut) ging aan het rekenen om die vraag te beantwoorden. De hersenen van zoogdieren zijn min of meer op dezelfde manier gebouwd,, dus ging hij ervan uit dat er aan die hersenarchitectuur an sich weinig verandert tijdens de evolutie. Het brein wordt weliswaar groter in de loop van de evolutie, met meer hersencellen en dus ook meer verbindingen tussen al die hersencellen en –gebieden, maar dat laat de onderliggende architectuur onaangetast.

In die verbindingen zit het hem. Je kan hersencellen wel zo groeperen dat er zo weinig mogelijk verbindende vezels nodig zijn, of de hersenschors nog iets meer opvouwen zodat de vezels korter worden. Maar dat kan je niet eindeloos doen. Modelstudies tonen aan dat het maximum volume op 3.500 kubieke centimeter ligt. Wordt het brein nog groter, dan neemt het aantal hersencellen weliswaar nog verder toe, maar kan het aantal verbindingen tussen de cellen geen gelijke tred houden . ‘Dan loopt de zaak vast’, zegt Michel Hofman, die zijn studie publiceerde in Frontiers in Neuroanatomy. ‘De bedrading neemt in de regel veel sneller toe dan het aantal zenuwcellen. Dat zorgt ervoor dat de hersenen dichtslibben en bepaalde delen aanzienlijk minder contact kunnen hebben met elkaar dan noodzakelijk is om adequaat te functioneren. Het gevolg daarvan is dat de informatieverwerkende capaciteit van de hersenen op dat punt zijn maximum bereikt. Een verdere expansie van de hersenen zal dan niet gepaard gaan met een toename van het cognitieve vermogen.

Er bestaan weliswaar op dit moment zoogdieren met een groter brein – olifanten bijvoorbeeld. ‘Maar de hersenen van die dieren zijn anders georganiseerd dan die van primaten, zoals de mens, met minder zenuwcellen en vezelverbindingen in de hersenschors, waardoor ze niet tegen deze bovengrens aanlopen. ’ Groter kan dus nog, maar slimmer niet meer.

Voor andere beperkingen, zoals een betere energievoorziening en koeling, of de schedelomvang bij de geboorte , zou de evolutie wel een oplossing kunnen vinden, meent Hofman. Onze bloedvaten kunnen zich zo ontwikkelen dat ze meer bloed met een hogere snelheid kunnen rondstuwen. Ook zou de ontwikkeling van onze hersenen nog langer kunnen duren dan nu al het geval is, misschien wel tot ver na de puberteit, zodat we nog steeds na een zwangerschap van 9 maandenmet een betrekkelijk kleine schedel geboren kunnen worden.

Overigens denkt Hofman zelf niet dat ons brein echt nog zo groot zal worden. ‘Er is geen noodzaak meer tot evolutie. Via onze technologie en communicatie hebben we ‘externe’ hersenen gecreëerd. Mijn computer heeft een betrouwbaarder geheugen dan ikzelf, en via onze huidige communicatiemiddelen kunnen we razendsnel kennis vergaren en overbrengen. Onze culturele evolutie heeft de biologische evolutie ingehaald.’ (lg)

In het (nog te verschijnen) juni-nummer van Psyche&Brein komt een uitgebreid stuk over de evolutie van het brein, met bijdragen van hersenwetenschapper Michel Hofman.