Различия в мозге человека и неандертальца формируются сразу после рождения
Мозг новорожденных людей и неандертальцев примерно одинакового размера и в целом довольно похож. Основные различия между нашим мозгом и мозгом наших вымерших родственников формируются в основном после рождения, и особенно в первый год жизни, согласно отчету, опубликованному в выпуске журнала Current Biology от 9 ноября.
Вопрос о существовании когнитивных различий между современными людьми и неандертальцами является предметом ожесточенных споров в антропологии и археологии. Поскольку диапазоны размеров мозга современных людей и неандертальцев перекрываются, многие исследователи ранее предполагали, что когнитивные способности этих двух видов были схожи. Однако у людей внутренняя организация мозга важнее для когнитивных способностей, чем его абсолютный размер. Внутренняя организация мозга зависит от темпа и способа его развития.
Основываясь на детальных измерениях изменений внутренней формы черепной коробки в процессе индивидуального роста, команда ученых из MPI показала, что существуют различия в паттернах развития мозга между людьми и неандертальцами в критическую фазу когнитивного развития.
Природа доказательств: Поскольку мозг не окаменевает, для ископаемых черепов можно изучать только отпечатки мозга и окружающих его структур в кости (так называемые «эндокасты»). Исследователи использовали современные статистические методы для сравнения изменений формы виртуальных эндокастов, извлеченных из компьютерно-томографических сканов. Отчетливая шаровидная форма черепной коробки взрослого Homo sapiens в значительной степени является результатом фазы развития мозга, которая отсутствует у неандертальцев.
Ключевое свидетельство — череп новорожденного неандертальца: В 1914 году команда французских археологов раскопала скелет ребенка-неандертальца в скальном навесе Ле-Мустье в Дордони. Оригинальные кости скелета были утеряны для науки более 90 лет, пока их не обнаружили в музейных коллекциях. Используя компьютеры в лаборатории виртуальной реальности MPI в Лейпциге, Филипп Гунц и Симон Нойбауер реконструировали ребенка-неандертальца из цифровых фрагментов, как в трехмерной головоломке.
«Когда мы сравниваем черепа новорожденного неандертальца и современного человека, лицо неандертальца уже больше при рождении. Однако большинство различий в форме внутренней черепной коробки развиваются после рождения», — объясняет Гунц.
Оба вида при рождении имеют удлиненную черепную коробку, но только эндокасты современного человека меняются на более шаровидную форму в первый год жизни. Таким образом, современные люди и неандертальцы достигают большого размера взрослого мозга разными путями развития.
Эволюционный контекст: В предыдущем исследовании та же команда показала, что паттерны развития мозга у шимпанзе и людей были удивительно похожи после первого года жизни, но заметно различались непосредственно после рождения. «Мы интерпретируем аспекты развития, общие для современных людей, неандертальцев и шимпанзе, как консервативные», — объясняет Симон Нойбауер. В первый год жизни современные люди, но не неандертальцы, отклоняются от этого предкового паттерна развития мозга.
Значение для когнитивных различий: Поскольку различия наиболее заметны в период непосредственно после рождения, они, вероятно, влияют на нейрональную и синаптическую организацию развивающегося мозга. Развитие когнитивных способностей связано с созреванием базовой схемы соединений мозга. Установленные в этот период у современных людей связи между различными областями мозга важны для социальных, эмоциональных и коммуникативных функций высшего порядка. Поэтому маловероятно, что неандертальцы видели мир так же, как мы.
Генетические корреляции: Этот уникальный для современного человека паттерн раннего развития мозга особенно интересен в свете недавних прорывов в проекте генома неандертальца. Сравнение геномов выявило у Homo sapiens несколько регионов с сильными свидетельствами положительного отбора, произошедшего после разделения с неандертальцами. Три из них, вероятно, критически важны для развития мозга, поскольку влияют на умственное и когнитивное развитие.
«Наши выводы имеют два важных следствия, — говорит Филипп Гунц. — Мы обнаружили различия в паттернах развития мозга, которые могут способствовать когнитивным различиям между современными людьми и неандертальцами. Но, возможно, что более важно, это открытие расскажет нам больше о нашем собственном виде, чем о неандертальцах».