Hjärnformsutveckling sammanföll med moderns beteende

För att fullt ut förstå hur vi utvecklats för att bli moderna människor, argumenterar forskare att vi måste förstå våra förfäders hjärnor bättre.Vuxna människa hjärnor idag är stora och globala, men huruvida gamla mänskliga hjärnor såg ut så här när vår art först uppstod har varit föremål för mycket spekulation.

I en studie publicerad onsdag i Science Advances, meddelade forskare från Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology att den tidigaste Homo sapiens hade inte globulära hjärnor som vi har idag. Istället hade deras hjärnor en form som var mellanliggande Homo erectus och Neanderthals, vilka båda var något långsträckta horisontellt. Hjärnan, författarna skriver, blev gradvis globulär under evolutionstiden, och de förändrade i sin tur inducerade neurologiska skift som sammanfaller med arkeologiska bevis på modernt beteende.

"Hjärnan är ett organ som är väldigt viktigt för det som gör oss mänskliga, säger medförfattare Simon Neubauer, Ph.D. Omvänd. "Våra resultat lägger till ackumulerande arkeologiska och paleoantropologiska bevis som visar att Homo sapiens är en framväxande art med djupa afrikanska rötter och långvariga gradvisa förändringar i beteendemodernitet, hjärnorganisation och eventuellt hjärnfunktion."

Modernt beteende hänvisar i detta sammanhang till handlingar som att skapa verktyg och konst som representerar innehav av abstrakt tanke. Vetenskapsmän kallar perioden för deras framkomst den "mänskliga revolutionen", som daterar den till mitten till övre paleolithiska eraser, cirka 50 000 år sedan. Denna nya tidning argumenterar för att den här tiden inte var en reaktion på någon snabb evolutionär händelse, som forskare har tänkt förut, utan snarare var "bara en punkt i tiden där gradvisa förändringar stödde den fullständiga sviten av moderna beteenden".

Enligt det nya papperet, storleken på den tidiga Homo sapiens hjärnan gick in i den moderna mänskliga hjärnstorleken redan 300 000 år sedan, men dess globala runda egenskaper uppstod bara för 40 000 år sedan. Denna oväntade uppenbarelse innebär att hjärnan nått sin nuvarande form mycket senare än förväntat under evolutionen.

För att komma till denna slutsats använde teamet tomografiska skanningar och 3-D-analys för att skapa virtuella endokraniella gjutningar av 20 olika Homo sapiens fossil. Dessa fossiler delades in i tre grupper: den äldsta kom från Nord- och Östafrika och representerade de tidigast kända företrädarna för människor efter att befolkningen delades med Neanderthals, andra bodde i Östafrika och Östra Medelhavsområdet mellan 130 000 till 100 000 grupper och den sista gruppen bodde mellan 35.000 och 10.000 år sedan.

De skapade också virtuella endokaster - interna gjutningar av hjärnan som approximerar dess storlek och morfologi - av moderna humana prover för att jämföra. Eftersom hjärnor inte bevaras i den fossila skivan, är de enda direkta bevisforskarna som kommer från endokaster.

Analyser och jämförelse av dessa endokraniella formvariationer avslöjade att dagens mänskliga former överlappades med proverna från den övre paleolitiska eran, vilket innebär att hjärnorna blev avrundade mellan 100 000 och 35 000 år sedan. Detta är senare än när Homo sapiens utvecklats för att ha den större hjärnstorleken vi fortfarande har idag.

Globulariteten gav os troligen inte fördelar, säger Neubauer, men de funktioner som bidrog till avrundningen gjorde förmodligen: utbuktningen av parietala områden och utbuktningen av cerebellum. Parietalloben är ett viktigt knutpunkt i anslutande hjärnregioner och är inblandat i funktioner som orientering, uppmärksamhet och sensimotoriska omvandlingar som ligger till grund för planering och visuospatial integration. Under tiden hänför sig cerebellum till motorrelaterade funktioner, som balans, samt integrerade funktioner som arbetsminne, språk, affektiv bearbetning och social kognition. Det är troligt att uppkomsten av dessa färdigheter ledde till den "mänskliga revolutionen".

"Det är också intressant att påpeka att hjärnans globularitet i dagens mönster utvecklas utvecklas under några månader runt födelsetiden", säger Neubauer.

"Våra nya data föreslår därför evolutionära förändringar i tidig hjärnans utveckling i en kritisk och sårbar period för neurala ledningar och kognitiv utveckling."