Hjerneform evolusjonen sammenfalt med fødsel av moderne oppførsel

For å fullt ut forstå hvordan vi utviklet seg til å bli moderne mennesker, hevder forskere at vi må forstå våre forfedres hjerner bedre. Voksen menneskelige hjerner i dag er store og kuleformede, men hvorvidt gamle menneskelige hjerner så ut som når vår art først oppstod, har vært gjenstand for mye spekulasjon.

I en studie publisert onsdag i Science Advances, annonserte forskere fra Max Planck-instituttet for evolusjonær antropologi det tidligste Homo sapiens Hadde ikke globulære hjerner som vi har i dag. I stedet hadde hjernen deres en form som var mellomliggende mellom Homo erectus og Neanderthals, som begge var noe lengre horisontalt. Hjernen, forfatterne skriver, ble gradvis globulær over evolusjonstid, og disse endringene førte til sin side nevrologiske skift som sammenfaller med arkeologiske bevis på moderne oppførsel.

"Hjernen er et organ som er veldig viktig for det som gjør oss mennesker," forteller medforfatter Simon Neubauer, Ph.D. Omvendt. "Våre funn legger til akkumulerende arkeologiske og paleoantropologiske bevis som demonstrerer det Homo sapiens er en utviklende art med dype afrikanske røtter og langvarige gradvise endringer i atferdsmessig modernitet, hjernens organisasjon og potensielt hjernens funksjon."

Moderne oppførsel, i denne sammenheng, refererer til handlinger som å skape verktøy og kunst som representerer besittelse av abstrakt tanke. Forskere kaller perioden for deres fremkomst den "menneskelige revolusjon", som daterer den til middelalderen til øvre paleolithiske epoker, omtrent 50.000 år siden. Dette nye papiret hevder at denne gangen ikke var en reaksjon på noen raske evolusjonære hendelser, som forskere har tenkt før, men heller var "bare et punkt i tiden der gradvise endringer støttet hele suiten med moderne oppførsel."

Ifølge det nye papiret, størrelsen på det tidlige Homo sapiens hjernen kom inn i omfanget av moderne menneskelig hjerne størrelse så tidlig som 300.000 år siden, men dens globale, runde egenskaper dukket opp for bare 40.000 år siden. Denne uventede åpenbaringen betyr at hjernen nådde sin nåværende form langt senere enn forventet under utviklingen.

For å komme til denne konklusjonen brukte teamet tomografiske skanninger og 3-D analyse for å lage virtuelle endokraniale støpsler på 20 forskjellige Homo sapiens fossiler. Disse fossilene ble delt inn i tre grupper: den eldste kom fra Nord- og Øst-Afrika og representerte de tidligste kjente representanter for mennesker etter at befolkningen deltok i Neanderthals, andre bodde i Øst-Afrika og Øst-Middelhavsregionen mellom 130.000 til 100.000 grupper, og den endelige gruppen bodde mellom 35.000 og 10.000 år siden.

De skapte også virtuelle endokaster - interne kaster i hjernen som omtrentlig størrelse og morfologi - av moderne humane prøver å sammenligne. Fordi hjernen ikke er bevart i fossilregistreringen, er de eneste direkte bevisforskerne fra endokaster.

Analyser og sammenligning av disse endokraniale formvariasjonene viste at dagens menneskelige former overlappes med prøvene fra øvre paleolithiske æra, noe som betyr at hjernene ble avrundet mellom 100 000 og 35 000 år siden. Dette er senere enn da Homo sapiens utviklet seg til å ha den større hjernestørrelsen vi fortsatt har i dag.

Globularitet selv sannsynligvis ikke ga oss fordeler, sier Neubauer, men funksjonene som bidro til avrundingen gjorde sannsynligvis: utbulning av parietalområder og bulking av cerebellum. Parietalloben er et viktig knutepunkt for å knytte hjernegrupper og er involvert i funksjoner som orientering, oppmerksomhet og sensorimotoriske transformasjoner som ligger til grund for planlegging og visuospatial integrasjon. I mellomtiden er cerebellum knyttet til motorrelaterte funksjoner, som balanse, samt integrerte funksjoner som arbeidsminne, språk, affektiv behandling og sosial kognisjon. Det er sannsynlig at fremveksten av disse ferdighetene førte til den "menneskelige revolusjon".

"Det er også interessant å påpeke at hjerne globularitet i dagens mennesker utvikles utviklingsmessig i løpet av noen måneder rundt fødselen," sier Neubauer.

"Våre nye data foreslår derfor evolusjonære endringer i tidlig hjerneutvikling i en kritisk og sårbar periode for nevrale ledninger og kognitiv utvikling."