Hjerneform evolution faldt sammen med fødslen af ​​moderne adfærd

For fuldt ud at forstå, hvordan vi udviklede sig til at blive moderne mennesker, hævder forskerne, at vi bedre skal forstå vores forfædres hjerner. Voksne menneskelige hjerner i dag er store og kugleformede, men hvorvidt gamle menneskelige hjerner så ud af det, da vores art først opstod, har været udsat for meget spekulation.

I en undersøgelse udgivet onsdag i Videnskabelige fremskridt, meddelte forskere fra Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology at den tidligste Homo sapiens havde ikke globulære hjerner som vi har i dag. I stedet havde deres hjerner en form mellem hinanden Homo erectus og Neanderthals, der begge var noget længere aflangt vandret. Hjernen, forfatterne skriver, blev gradvist globulær over evolutionstiden, og disse forandringer gav til gengæld inducerede neurologiske skift, der falder sammen med arkæologiske tegn på moderne adfærd.

"Hjernen er et organ, der er virkelig vigtigt for det som gør os menneske", fortæller medforfatter Simon Neubauer, Ph.D. Inverse. "Vores resultater tilføjer til akkumulerende arkæologiske og paleoanthropologiske beviser, der viser det Homo sapiens er en udviklende art med dybe afrikanske rødder og langvarige gradvise ændringer i adfærdsmæssig modernitet, hjerneorganisation og muligvis hjernefunktion."

Moderne adfærd henviser i denne forbindelse til handlinger som at skabe værktøjer og kunst, der repræsenterer besiddelse af abstrakt tanke. Forskere kalder perioden for deres fremkomst den "menneskelige revolution", der daterer den til middelalderen til øvre paleolithiske epoker, cirka 50.000 år siden. Dette nye papir hævder, at denne gang ikke var en reaktion på noget hurtigt evolutionært begivenhed, som forskerne tidligere har troet, men snarere var "bare et tidspunkt, hvor gradvise ændringer understøttede den fulde pakke af moderne adfærd".

Ifølge det nye papir, størrelsen af ​​den tidlige Homo sapiens hjernen kom ind i rækken af ​​moderne menneskelig hjerne størrelse så tidligt som 300.000 år siden, men dens kugleformede runde træk opstod kun for 40.000 år siden. Denne uventede åbenbaring betyder, at hjernen nåede sin nuværende form meget senere end forventet under evolutionen.

For at komme til denne konklusion anvendte holdet tomografiske scanninger og 3-D analyse for at skabe virtuelle endokraniale casts på 20 forskellige Homo sapiens fossiler. Disse fossiler blev opdelt i tre grupper: den ældste kom fra Nord- og Østafrika og repræsenterede de tidligste kendte repræsentanter for mennesker efter at befolkningen splittede sig med Neanderthals, andre boede i Østafrika og de østlige Middelhavsregioner mellem 130.000 til 100.000 grupper og den endelige gruppen levede mellem 35.000 og 10.000 år siden.

De skabte også virtuelle endokaster - interne støbninger af hjernen, der omtrentlige dens størrelse og morfologi - af moderne humane prøver til sammenligning. Fordi hjerner ikke bevares i fossilregistret, er de eneste direkte bevisforskere, der er fra endocaster.

Analyser og sammenligning af disse endokraniale formvariationer viste, at nutidens menneskelige former overlappede prøverne fra den øvre paleolithiske æra, hvilket betyder, at hjernerne blev afrundet mellem 100.000 og 35.000 år siden. Dette er senere end hvornår Homo sapiens udviklet sig til at have den større hjerne størrelse vi stadig har i dag.

Globulariteten selv gav sandsynligvis os ikke fordele, siger Neubauer, men de træk, der bidrog til afrundingen, gjorde sandsynligvis: udbulning af parietale områder og udbulning af cerebellum. Den parietale lobe er et vigtigt knudepunkt i forbinder hjernegrupper og er involveret i funktioner som orientering, opmærksomhed og de sensorimotoriske transformationer, der ligger til grund for planlægning og visuospatial integration. I mellemtiden er cerebellum relateret til motorrelaterede funktioner, som balance, såvel som integrerede funktioner som arbejdshukommelse, sprog, affektiv behandling og social kognition. Det er sandsynligt, at fremkomsten af ​​disse færdigheder bevirker den "menneskelige revolution".

"Det er også interessant at påpege, at hjerne globularitet i de nuværende mennesker udvikler sig udviklingsmæssigt i løbet af et par måneder omkring fødslen," siger Neubauer.

"Vores nye data foreslår derfor evolutionære ændringer i tidlig hjerneudvikling i en kritisk og sårbar periode for neurale ledninger og kognitiv udvikling."