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Herculano-Houzel é bióloga formada pela Universidade Federal do Rio de Janeiro e autora de vários livros de divulgação científica sobre neurociência. Possui pós-doutorado pelo Instituto Max-Planck de Pesquisa do Cérebro na Alemanha, doutorado pela Universidade de Paris VI na França e mestrado na Universidade Case Western Reserve nos Estados Unidos. Em seu trabalho, analisa como os conhecimentos gerados pela neurociência a respeito dos seres humanos podem ser aplicados na vida diária. Foi a primeira brasileira a falar na conferência internacional TED Global.
Sua pesquisa sobre o número de neurônios que o cérebro humano possui ganhou destaque internacional. A abordagem envolveu a dissolução de quatro cérebros doados à ciência em uma mistura homogênea, chamada de “sopa cerebral". A partir de uma amostra da mistura, contou e classificou a quantidade de núcleos celulares pertencentes aos neurônios. Sua conclusão foi de que o cérebro humano possui 86 bilhões de neurônios, ou seja, 14 bilhões a menos do que se acreditava anteriormente.
Desde 2002, é professora na UFRJ, onde dirige o Laboratório de Neuroanatomia Comparada do Instituto de Ciências Biomédicas, no qual lidera uma equipe com colaboradores em vários países e pesquisa as regras de construção do sistema nervoso central em humanos e outras espécies. Também é colunista do jornal Folha de S.Paulo e da revistaScientific American Mente & Cérebro. Em 2000, lançou o site O cérebro nosso de cada dia. É scholar da Fundação James McDonnell, onde foi a primeira brasileira a receber o Scholar Award para financiar sua pesquisa. Pesquisadora do CNPq, em 2004 recebeu da instituição a Menção Honrosa do Prêmio José Reis de Divulgação Científica.
Suzana Herculano-Houzel sugere que foi a invenção do cozimento pelos nossos antepassados que permitiu aos seres humanos desenvolverem o maior cérebro dos primatas, pois o alimento cozido produz mais energia metabólica. Atualmente, suas pesquisas estão concentradas em cérebros de elefantes e baleias.