La física y la evolución del cerebro

A pesar de es díficil definir con exactitud el concepto de inteligencia, de alguna manera se puede determinar qué especies animales son más inteligentes. Así pues, por ejemplo, se sabe que los chimpancés y los delfines son bastante inteligentes, mientras que los erizos de mar y las musarañas no lo son tanto.

En un esfuerzo por tratar de medir cuantitativamente la inteligencia animal, se han buscado correlaciones entre ciertas conductas que consideraríamos inteligentes y ciertas características físicas. Una de estas características físicas es el tamaño del cerebro.

Hay especies animales con cerebros muy pequeños, como los cuervos o las ratas, que presentan niveles de inteligencia mayores que animales con cerebros mucho más grandes, como las vacas o los hipopótamos. De hecho, se ha observado que tener un cerebro de gran tamaño puede incluso ser contraproducente en términos de inteligencia. Por ejemplo, si comparamos las abejas con los elefantes, tenemos que éstos últimos, con su cerebro 5 millones de veces mayor, necesitan mucho más tiempo para que las señales cerebrales lleguen a su destino y además, tienen mucho más datos que procesar provenientes de los billones de células que tienen de más. Al final, tenemos un animal relativamente lento y torpe con pésimos reflejos. Por el contrario, las abejas, con su cerebrito, son capaces de navegar a grandes velocidades evitando obstáculos de manera magistral, además de resolver laberintos, encontrar y memorizar rutas óptimas, etc. Haciendo una analogía entre un cerebro y un imperio, a medida de que éste último va creciendo, no sólo aumenta su poder, sino también su necesidad de recursos y de administración de éstos. Así, se puede llegar a un punto crítico en donde el imperio sobrepasa un tamaño sustentable y empieza a decaer.

¿Que ocurre si en lugar de considerar sólo el tamaño del cerebro, también consideramos el tamaño del animal, es decir, el tamaño relativo del cerebro? El anatomista holandés Eugene Dubois hizo precisamente esto. Recopiló datos de unas 3.700 especies distintas, desde cucarachas hasta garzas y perezosos. Estudios posteriores de estos datos revelaron que en los mamíferos el cerebro crece a un ritmo menor que el cuerpo. El crecimiento de los cerebros corresponde al crecimiento del cuerpo elevado a 3/4. Por ejemplo, una rata almizclera, con un cuerpo 16 veces mayor al de un ratón, tiene un cerebro más o menos sólo 8 veces mayor. Con esta fórmula se puede obtener el llamado coeficiente de encefalización, es decir, en que medida cierta especie se desvía de la regla de los 3/4.

Los seres humanos tenemos un coeficiente de 7,5 (Nuestros cerebros son 7,5 veces más grandes de lo que la ley de los 3/4 predice). Los delfines nariz de botella se sitúan en 5,3, mientras que los monos lo hacen en 4,8 y las vacas en 0,5. Curiosamente, tanto los mamíferos de menor tamaño que los humanos, como aquellos de mayor tamaño tienen coeficientes de encefalización menores. Incrementar el tamaño del cerebro no necesariamente lleva a una mayor inteligencia. Mayores cerebros necesitan de una mayor infraestructura de conexión y energía para funcionar, lo que supone un cuerpo mayor y más información de ese cuerpo que procesar.

El neurólogo Jon H. Kass de la Vanderbilt University, en 2007, descubrió que a diferencia de otros mamíferos, en los primates, el tamaño de las neuronas no se incrementa cuando el cerebro crece. A pesar de que los cerebros de los seres humanos son más grandes que los de los monos, la densidad de neuronas es similar. Por el contrario, en otras especies de mamíferos, el tamaño de sus cerebros se correlaciona con el tamaño de las neuronas, no con la densidad de éstas. Así pues, un ser humano logra empaquetar unos 100 billones de neuronas en 1,4 kilos de cerebro, mientras que un roedor, siguiendo la proporción de tamaño de sus neuronas, tendría que arrastrar un cerebro de 45 kilos para lograr un número similar de neuronas.

El tamaño relativamente pequeño de las neuronas en los primates tiene un efecto positivo doble en el nivel de inteligencia: permite que exista una elevada cantidad de neuronas a medida que crece el cerebro, y conlleva una alta velocidad en la transmisión de señales cerebrales dado que las neuronas están más cerca unas de las otras.

Se han hecho varios estudios para medir el tamaño de las neuronas humanas y en particular el tamaño de los axones (Los filamentos que salen del núcleo de las neuronas y que se conectan con otras neuronas.). Cada vez que una neurona recibe una señal, la retransmite mediante su axon permitiendo la transmisión de señales cerebrales. El problema es que cuanto más delgados son los axones, más ruido provocan, es decir, más veces se disparan sin necesidad de una señal previa. Así pues, se puede llegar a un punto en donde se dispararían de manera aleatoria. Esto supone un límite a la reducción de tamaño de las neuronas.