Breinen zijn het duurste orgaan dat we hebben in ons hele lichaam. Ze kosten ongeveer 20 procent van ons metabolisch budget en wegen slechts anderhalve kilo. Ze zijn dus erg kostbaar. Dus ik vroeg me af, waarom zijn breinen in de eerste plaats op deze manier geëvolueerd? Waar is het brein eigenlijk goed voor en zijn ze hun metabolische geld wel waard?
De triune brein (ook wel het reptielenbrein) theorie
Het idee van het triune brein stelt dat het brein is geëvolueerd in drie lagen. De eerste laag is het innerlijke reptielenbrein, dat circuits bevat voor instincten. Daarboven ligt het limbisch systeem, dat vermoedelijk is geëvolueerd in oude zoogdieren. En bovenop bevindt zich de grote cerebrale cortex, die de thuisbasis zou zijn van circuits voor rationaliteit.
Jarenlang was dit het dominante beeld van de evolutie, functie en ontwikkeling van het brein. Maar zowel reptielen als zoogdieren zijn geëvolueerd uit vissen, ze zitten alleen op verschillende takken van de evolutieboom. Dus het idee dat je een innerlijk reptielenbrein zou hebben, heeft vanuit evolutionair oogpunt eigenlijk geen zin. Het enige dier op deze planeet dat een reptielenbrein heeft, is een reptiel.
Plato, Carl Sagan en de creatie van deze mythe
Dit idee van de evolutie en functie van het brein kan je helemaal terugvoeren naar het oude Griekenland, naar de filosoof Plato. Plato’s idee was dat de menselijke psyche kon worden beschreven als twee paarden en een wagenmenner die de paarden controleerde. Een van de paarden vertegenwoordigde je instincten, een van de paarden vertegenwoordigde emoties en dan de wagenmenner die ze beide controleerde.
Deze morele vertelling heeft de tand des tijds doorstaan. Toen de neurowetenschap begon als een echte wetenschappelijke discipline, gebruikten neurowetenschappers deze metafoor om de structuur en functie van het brein te beschrijven. Het idee van het triune brein was lange tijd populair in de populaire cultuur, maar het werd diepgeworteld in een bepaald boek dat in 1977 werd geschreven door Carl Sagan, genaamd “The Dragons of Eden”. Dat boek won een Pulitzerprijs en was explosief populair, en het bevatte de vertelling van het triune brein.
De ‘reptielenbrein’ theorie ontkrachten
Later ontwikkelden neurowetenschappers de mogelijkheid om diep in de genetica van de cellen zelf te kijken. Met behulp van moleculair genetische technieken waren ze in staat om de genen te traceren die hielpen bij de vorming van deze cellen.
Door dit te doen, realiseerden ze zich dat het brein eigen lijk niet in lagen evolueerde. Dit werk, dat echt gevestigd en gerepliceerd werd in de jaren ’70, weerlegde het idee dat het brein zich ontwikkelde, gestructureerd was en functioneerde in sedimentaire lagen. In feite is er een gemeenschappelijk breinplan voor alle zoogdieren en misschien tot op zekere hoogte alle gewervelde dieren.
Wat verschilt, is de lengte van de tijd dat elke ontwikkelingsfase duurt. En dat is wat het lijkt alsof een muis geen erg grote cerebrale cortex heeft in verhouding tot de rest van zijn brein, terwijl het lijkt alsof wij een erg grote cerebrale cortex hebben in verhouding tot de grootte van onze hersenen.
Hoe het eerste brein evolueerde
Het verhaal van de evolutie van het brein is eigenlijk een soort sciencefictionverhaal. Er zijn tegenwoordig wezens, ze worden amphioxus genoemd. Ze lijken bijna op kleine wormen, maar het zijn geen wormen. Ze hebben kieuwspleten en bestaan al zo’n 500 miljoen jaar, ongeveer.
Maar wat echt interessant is aan deze dieren, is dat ze geen brein hebben. Ze hebben geen ogen, ze hebben geen oren, ze hebben in feite geen hoofd. Ze zijn gewoon kleine maagjes op een stokje. Dus ze zijn erg eenvoudige dieren die erin slagen om in leven te blijven zonder echt iets of heel weinig over hun omgeving te kunnen waarnemen.
Deze wezens en schepsels zoals zij hebben de aarde echt miljoenen jaren gedomineerd. Op een bepaald moment in de evolutionaire geschiedenis veranderden dingen. Wetenschappers denken dat breinen op het evolutionaire toneel verschenen omdat een dier opzettelijk een ander dier begon te jagen. Jagen veranderde dieren in roofdieren en prooien. Dit lanceerde een wapenwedloop, of je zou het kunnen zien als een race om krachtigere roofdieren te worden en efficiënter te worden om prooi te vermijden. Gedurende evolutionaire tijd ontwikkelden dieren plotseling echte zintuiglijke systemen.
Als je meer zintuiglijke systemen hebt om op afstand te voelen en je hebt meer motorische delen die je moet coördineren en dan heb je een groter lichaam, dus je hebt interne organen nodig. Er zijn nu veel delen om te coördineren en dat vereist een brein.
De uiteindelijke taak van het brein
Je kunt nooit echt zeggen waarom iets is geëvolueerd. De waarom-vraag is een moeilijke vraag. Het is wat filosofen teleologie noemen. Alles wat een wetenschapper, filosoof of historicus je vertelt over waarom iets is geëvolueerd, is slechts een verhaal. We kunnen nooit echt de waarheidsgetrouwheid van dat verhaal verifiëren, maar we kunnen wel iets begrijpen over hoe organen zijn geëvolueerd. We kunnen ook iets begrijpen over de belangrijkste functies van dat orgaan.
Als je breinen beschouwt als het controlecentrum van al deze delen die op een metabolisch efficiënte manier gecoördineerd moeten worden om te overleven, dan blijkt dat metabolische efficiëntie een grote selectiedruk is. Als de onderdelen niet efficiënt werken op een gecoördineerde manier, heb je niet genoeg energie om echt te doen wat uiteindelijk je taak is, namelijk het voortbrengen van nakomelingen om je genen door te geven.
