Entwicklung der Gehirnform im Einklang mit der Geburt modernen Verhaltens

Um zu verstehen, wie wir uns zu einem modernen Menschen entwickelt haben, argumentieren Wissenschaftler, dass wir die Gehirne unserer alten Vorfahren besser verstehen müssen. Erwachsene menschliche Gehirne sind heutzutage groß und kugelförmig. Ob antike menschliche Gehirne so aussahen, als unsere Spezies zum ersten Mal auftauchte, wurde viel spekuliert.

In einer Studie veröffentlicht am Mittwoch in Wissenschaftliche Fortschritte kündigten Forscher des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie am frühesten an Homo sapiens hatte keine kugelförmigen Gehirne wie wir heute haben. Stattdessen hatten ihre Gehirne eine Form zwischen der von Homo erectus und die der Neandertaler, die beide horizontal etwas länger gestreckt waren. Das Gehirn, schreiben die Autoren, wurde im Laufe der Entwicklungszeit allmählich kugelförmig, und diese Veränderungen führten zu neurologischen Verschiebungen, die mit archäologischen Beweisen für modernes Verhalten zusammenfallen.

"Das Gehirn ist ein Organ, das wirklich wichtig ist für das, was uns menschlich macht", sagt Mitautor Simon Neubauer Inverse. „Unsere Ergebnisse tragen zu den akkumulierenden archäologischen und paläoanthropologischen Beweisen bei, die dies belegen Homo sapiens ist eine sich entwickelnde Spezies mit tiefen afrikanischen Wurzeln und langanhaltenden allmählichen Veränderungen in der Verhaltensmodernität, der Gehirnorganisation und möglicherweise der Gehirnfunktion."

Modernes Verhalten bezieht sich in diesem Zusammenhang auf Handlungen wie das Erstellen von Werkzeugen und Kunst, die den Besitz des abstrakten Denkens repräsentieren. Wissenschaftler nennen die Zeit ihres Auftauchens die "menschliche Revolution", die sie vor etwa 50.000 Jahren auf die Altsteinzeit bezog. Diese neue Arbeit argumentiert, dass diesmal keine Reaktion auf ein rasches evolutionäres Ereignis war, wie die Wissenschaftler vorher gedacht haben, sondern eher "nur ein Zeitpunkt, an dem allmähliche Veränderungen die gesamte Palette moderner Verhaltensweisen unterstützten."

Nach der neuen Zeitung, die Größe der frühen Homo sapiens Das Gehirn hat bereits vor 300.000 Jahren in den Bereich der modernen menschlichen Gehirngröße eingedrungen, seine kugelförmigen, runden Merkmale jedoch erst vor 40.000 Jahren. Diese unerwartete Offenbarung bedeutet, dass das Gehirn seine derzeitige Form viel später erreicht hat als in der Evolution angenommen.

Um diese Schlussfolgerung zu ziehen, erstellte das Team mithilfe von tomographischen Scans und 3-D-Analysen virtuelle Endocranial-Casts mit 20 verschiedenen Arten Homo sapiens Fossilien. Diese Fossilien wurden in drei Gruppen eingeteilt: Die älteste stammte aus Nord- und Ostafrika und stellte nach der Spaltung der Bevölkerung mit Neandertalern die ältesten bekannten Vertreter des Menschen dar, andere lebten in Ostafrika und den östlichen Mittelmeerregionen zwischen 130.000 und 100.000 Gruppen und die letzte Gruppe lebte vor 35.000 bis 10.000 Jahren.

Sie erstellten auch virtuelle Endocasts - interne Abdrücke des Gehirns, die sich an Größe und Morphologie annähern - aus modernen menschlichen Proben zum Vergleich. Da Gehirne im Fossilienbestand nicht aufbewahrt werden, sind die einzigen direkten Beweise, die Forscher haben, von Endocasts.

Analysen und Vergleiche dieser endokranialen Formvariationen ergaben, dass sich die heutigen menschlichen Formen mit den Exemplaren aus der Altpaläolithik überlappten. Dies bedeutet, dass das Gehirn zwischen 100.000 und 35.000 Jahren gerundet wurde. Dies ist später als bei Homo sapiens entwickelt, um die größere Gehirngröße zu haben, die wir heute noch haben.

Die Globularität selbst hat uns wahrscheinlich keine Vorteile gebracht, sagt Neubauer, aber die Merkmale, die zu der Rundung beigetragen haben, haben wahrscheinlich dazu beigetragen: das Aufwölben der Parietalbereiche und das Aufwölben des Kleinhirns. Der Parietallappen ist ein wichtiger Knotenpunkt für die Verbindung von Gehirnregionen. Er ist an Funktionen wie Orientierung, Aufmerksamkeit und sensomotorischen Transformationen beteiligt, die der Planung und visuellen Integration zugrunde liegen. Mittlerweile bezieht sich das Kleinhirn auf motorische Funktionen wie Gleichgewicht und integrale Funktionen wie Arbeitsgedächtnis, Sprache, affektive Verarbeitung und soziale Kognition. Es ist wahrscheinlich, dass das Aufkommen dieser Fähigkeiten die "menschliche Revolution" auslöste.

"Es ist auch interessant zu erwähnen, dass die Hirnglaskularität im heutigen Menschen während einiger Monate um die Geburt herum entwicklungsfähig ist", sagt Neubauer.

"Unsere neuen Daten deuten daher auf evolutionäre Änderungen der frühen Gehirnentwicklung in einer kritischen und anfälligen Phase für neuronale Verdrahtung und kognitive Entwicklung hin."