Эволюция мозга и черепной коробки шла независимыми путями
Человеческий мозг примерно в три раза больше мозга человекообразных обезьян. Это связано, среди прочего, с развитием новых структур мозга, которые позволили сложное поведение, такое как язык и производство орудий. Исследование антропологов из Университета Цюриха показывает, что изменения в мозге происходили независимо от эволюционных перестроек черепной коробки.
Мозг человека подобен рыбе в аквариуме, плавающей внутри заполненной жидкостью черепной коробки, но заполняющей её почти полностью. Взаимосвязь мозга и черепной коробки и их взаимодействие в ходе эволюции человека занимают умы исследователей почти столетие. Они изучали этот вопрос, исследуя взаимоотношения мозг-череп у нашего собственного вида и наших ближайших живых родственников — человекообразных обезьян.
Количественная оценка пространственных отношений
Хосе Луис Алаторре Уоррен, исследователь из Департамента антропологии Университета Цюриха, изучил этот вопрос с использованием данных компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) людей и шимпанзе. Комбинируя данные КТ/МРТ, он смог количественно оценить пространственные отношения между структурами мозга (такими как извилины и борозды) и структурами черепа (такими как костные швы). Результаты показывают, что характерные пространственные отношения между структурами мозга и костей у человека явно отличаются от таковых у шимпанзе. Хотя мозг и его вместилище продолжали эволюционировать бок о бок, они делали это в значительной степени независимыми эволюционными путями.
Двуногая походка привела к изменениям черепной коробки
Например, структуры мозга, связанные со сложными когнитивными задачами, такими как язык, социальное познание и ловкость рук, значительно расширились в ходе эволюции человека. Это становится видно как смещение нейроанатомических границ лобной доли мозга. Однако это смещение не повлияло на костные структуры черепной коробки. Вместо этого изменения в черепной коробке в основном отражают адаптации к прямохождению на двух ногах, или бипедализму. Например, отверстие в основании черепа для спинного мозга сместилось вперёд в ходе эволюции человека, чтобы оптимизировать баланс головы на позвоночном столбе. Однако эти эволюционные изменения черепной коробки не оказали влияния на наши церебральные структуры.
Точка отсчёта для будущих исследований
«Мозг следовал собственному эволюционному пути нейронных инноваций, свободно плавая в черепной коробке», — резюмирует Алаторре Уоррен. «Положение и размер костей черепной коробки, таким образом, не позволяют нам делать выводы об эволюционных изменениях в размере или перестройке соседних областей мозга». Соавторы Марсия Понсе де Леон и Кристоф Цолликофер считают, что данные их исследования предоставляют важную точку отсчёта для будущих исследований: «Ответив на вопрос о взаимоотношениях мозг-череп для людей и человекообразных обезьян, мы теперь можем по-новому взглянуть на черепные коробки ископаемых гоминид».