Современная организация мозга человека появилась лишь недавно

Исследователи из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Лейпциг, Германия) выяснили, как и когда сформировалась типичная шаровидная форма мозга современного человека. Анализ изменений размера и формы эндокрана (внутренней полости черепа) у ископаемых Homo sapiens показывает, что организация мозга, а возможно, и его функции, эволюционировали постепенно и неожиданно достигли современных условий лишь недавно.

История нашего вида прослеживается по окаменелостям из Джебель-Ирхуд (Марокко), датированным около 300 000 лет. Вместе с черепами из Флорисбэд (Южная Африка, 260 000 лет) и Омо-Кибиш (Эфиопия, 195 000 лет) они документируют раннюю эволюционную фазу Homo sapiens в Африке. Их лицо и зубы выглядят современно, однако удлиненная мозговая коробка кажется более архаичной, как у более древних видов людей и неандертальцев. В отличие от них, именно шаровидная мозговая коробка наряду с небольшим и грацильным лицом характеризует череп современных людей.

В новой статье, опубликованной в Science Advances, палеоантропологи Симон Нойбауэр, Жан-Жак Юблен и Филипп Гунц использовали микро-компьютерную томографию для создания виртуальных слепков внутренней костной полости черепа (эндокранов), которые приблизительно отражают размер и форму мозга.

Эволюция теменной доли и мозжечка

Исследователи документируют постепенное изменение формы эндокрана у Homo sapiens от удлиненной к более шаровидной. Выделяются две особенности этого процесса: выпячивание в области теменной доли и мозжечка.

Теменные области мозга участвуют в ориентации, внимании, восприятии стимулов, сенсомоторных преобразованиях, планировании, зрительно-пространственной интеграции, воображении, самосознании, рабочей и долговременной памяти, обработке чисел и использовании орудий. Мозжечок связан не только с двигательными функциями, но также с пространственной обработкой, рабочей памятью, языком, социальным познанием и аффективной обработкой.

Было обнаружено, что ископаемые Homo sapiens имеют всё более современную форму эндокрана в соответствии с их геологическим возрастом. Только окаменелости моложе 35 000 лет демонстрируют такую же шаровидную форму, как у современных людей. Это позволяет предположить, что современная организация мозга сформировалась в период между 100 000 и 35 000 лет назад.

Важно, что эти изменения формы эволюционировали независимо от размера мозга — даже у древнейших Homo sapiens из Джебель-Ирхуд объем эндокрана составлял около 1400 мл, что укладывается в современную вариацию.

Эволюционные изменения в раннем развитии мозга

У современных людей характерная шаровидная форма мозговой коробки развивается в течение нескольких месяцев вокруг времени рождения. Эволюция формы эндокрана у Homo sapiens указывает на эволюционные изменения в раннем развитии мозга — критическом периоде для нейронных связей и когнитивного развития. Исследователи полагают, что именно эти изменения стали ключом к эволюции человеческого познания.

Новые данные согласуются с недавними генетическими исследованиями, показывающими изменения в генах, связанных с развитием мозга в нашей линии после разделения популяций Homo sapiens и неандертальцев. Они дополняют накапливающиеся археологические и палеоантропологические свидетельства того, что Homo sapiens — это развивающийся вид с глубокими африканскими корнями и длительными постепенными изменениями в поведенческой современности, организации мозга и, потенциально, его функциях.