الفص الجبهي نما بشكل متوقع وليس مستقلاً

عبر كل مجموعة رئيسية من الرئيسيات—من زبابات الأشجار (tree shrews) إلى البشر—حافظ الفص الجبهي على نسبة ثابتة مقارنة بحجم الدماغ الكلي . لم يكن هناك دليل على التضخم الهائل والمستقل للفص الجبهي الذي اقترحته دراسات سابقة اعتمدت على الشكل .

قال ريتشارد إف. كاي، الأستاذ الفخري للأنثروبولوجيا التطورية بجامعة ديوك والمؤلف الرئيسي للدراسة: "كل شيء من البشر وصولاً إلى زبابات الأشجار يقع على نفس الخط: بالنسبة لحجم الدماغ، فإن نسبة الفص الجبهي ثابتة" .

بمعنى آخر، إذا قمت بتكبير دماغ زبابة شجرة إلى حجم دماغ بشري، فإن الفص الجبهي سيكون بنفس النسبة. نما الفص الجبهي ببساطة لأن الدماغ كله نما—وليس لأنه كان تحت ضغط انتقائي خاص.

مناطق المعالجة البصرية توسعت بسرعة وبشكل غير متناسب

بينما بقي الفص الجبهي متزامناً مع حجم الدماغ الكلي، كانت المناطق الأخرى تتغير بشكل كبير. الفصوص القذالية (occipital) والجدارية (parietal) والصدغية (temporal)—وهي مناطق مخصصة بكثافة لمعالجة المعلومات البصرية—توسعت بسرعة وبشكل غير متناسب في التارسيرات والأنثروبويدات .

حدثت هذه التوسعات على طول الفروع نفسها من شجرة عائلة الرئيسيات حيث كانت الفتحة العظمية للعصب البصري (optic foramen) أكبر، مما يشير إلى تدفق المزيد من المعلومات البصرية إلى الدماغ .

نظرًا لأن الأعصاب لا تتحجر، استخدم الفريق حجم الفتحة العظمية للعصب البصري كمؤشر للمدخلات البصرية. كان للتارسيرات والأنثروبويدات أكبر الفتحات العظمية للعصب البصري وأكثر القشرة المخية الحديثة هيمنة بصرية . ومن الملاحظ أن مناطق الدماغ البصرية نمت حتى أسرع من العصب الذي يغذيها، مما يعني أن الزيادات الصغيرة في المدخلات البصرية تضخمت إلى توسعات كبيرة في أنسجة المخ .

أدمغة الأنثروبويدات الكبيرة قديمة الجذور ومرتبطة بالبصر

الأدمغة الكبيرة المميزة للقرود والقردة والبشر هي سمة قديمة يعود تاريخها إلى 33 مليون سنة على الأقل . جذورها في تطور الرؤية عالية الحدة (high-acuity vision)—تكيفات مثل النقرة الشبكية (retinal fovea) وحماية العين العظمية—وليس في الانتقاء من أجل قشرة أمامية "مفكرة" متضخمة بذاتها .

كيف تمت الدراسة

نظرًا لأن أنسجة المخ الرخوة لا تتحجر، استخدم الفريق الأشعة المقطعية الدقيقة عالية الدقة للجماجم، الكثير منها من متحف مركز ديوك لليمور للتاريخ الطبيعي، لإنشاء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد للتجويف الداخلي للجمجمة (endocasts). ثم قاموا بقياس أحجام ومساحات سطح مناطق القشرة المخية الحديثة عبر كل من الرئيسيات الحية والأحفورية من عصور الإيوسين والميوسين .

لماذا الرؤية الأفضل؟ فرضيتان رئيسيتان

أشار كاي إلى احتمالين رئيسيين لسبب كون المعالجة البصرية قوية الانتقاء: زيادة تعقيد التواصل الاجتماعي (قراءة تعابير الوجه والإيماءات) والبحث عن الطعام بشكل أكثر كفاءة . كلاهما كان بإمكانه ممارسة ضغط انتقائي طبيعي قوي على مناطق الدماغ البصرية.

الخلاصة

يبدو أن القشرة المخية الحديثة المتضخمة لدى الرئيسيات، بما في ذلك دماغنا، هي في الأساس تكيف مدفوع بالبصر وليست نتاج توسع معرفي للفص الجبهي. نما الفص الجبهي ببساطة لأن الدماغ كله نما، بينما المناطق البصرية هي التي تغيرت بشكل غير متناسب—وهو نمط يمكن اكتشافه بالفعل في حفريات يزيد عمرها عن 33 مليون سنة .

الفص الجبهي نما بشكل متوقع وليس مستقلاً

عبر كل مجموعة رئيسية من الرئيسيات—من زبابات الأشجار (tree shrews) إلى البشر—حافظ الفص الجبهي على نسبة ثابتة مقارنة بحجم الدماغ الكلي . لم يكن هناك دليل على التضخم الهائل والمستقل للفص الجبهي الذي اقترحته دراسات سابقة اعتمدت على الشكل .

قال ريتشارد إف. كاي، الأستاذ الفخري للأنثروبولوجيا التطورية بجامعة ديوك والمؤلف الرئيسي للدراسة: "كل شيء من البشر وصولاً إلى زبابات الأشجار يقع على نفس الخط: بالنسبة لحجم الدماغ، فإن نسبة الفص الجبهي ثابتة" .

بمعنى آخر، إذا قمت بتكبير دماغ زبابة شجرة إلى حجم دماغ بشري، فإن الفص الجبهي سيكون بنفس النسبة. نما الفص الجبهي ببساطة لأن الدماغ كله نما—وليس لأنه كان تحت ضغط انتقائي خاص.

مناطق المعالجة البصرية توسعت بسرعة وبشكل غير متناسب

بينما بقي الفص الجبهي متزامناً مع حجم الدماغ الكلي، كانت المناطق الأخرى تتغير بشكل كبير. الفصوص القذالية (occipital) والجدارية (parietal) والصدغية (temporal)—وهي مناطق مخصصة بكثافة لمعالجة المعلومات البصرية—توسعت بسرعة وبشكل غير متناسب في التارسيرات والأنثروبويدات .

حدثت هذه التوسعات على طول الفروع نفسها من شجرة عائلة الرئيسيات حيث كانت الفتحة العظمية للعصب البصري (optic foramen) أكبر، مما يشير إلى تدفق المزيد من المعلومات البصرية إلى الدماغ .

نظرًا لأن الأعصاب لا تتحجر، استخدم الفريق حجم الفتحة العظمية للعصب البصري كمؤشر للمدخلات البصرية. كان للتارسيرات والأنثروبويدات أكبر الفتحات العظمية للعصب البصري وأكثر القشرة المخية الحديثة هيمنة بصرية . ومن الملاحظ أن مناطق الدماغ البصرية نمت حتى أسرع من العصب الذي يغذيها، مما يعني أن الزيادات الصغيرة في المدخلات البصرية تضخمت إلى توسعات كبيرة في أنسجة المخ .

أدمغة الأنثروبويدات الكبيرة قديمة الجذور ومرتبطة بالبصر

الأدمغة الكبيرة المميزة للقرود والقردة والبشر هي سمة قديمة يعود تاريخها إلى 33 مليون سنة على الأقل . جذورها في تطور الرؤية عالية الحدة (high-acuity vision)—تكيفات مثل النقرة الشبكية (retinal fovea) وحماية العين العظمية—وليس في الانتقاء من أجل قشرة أمامية "مفكرة" متضخمة بذاتها .

كيف تمت الدراسة

نظرًا لأن أنسجة المخ الرخوة لا تتحجر، استخدم الفريق الأشعة المقطعية الدقيقة عالية الدقة للجماجم، الكثير منها من متحف مركز ديوك لليمور للتاريخ الطبيعي، لإنشاء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد للتجويف الداخلي للجمجمة (endocasts). ثم قاموا بقياس أحجام ومساحات سطح مناطق القشرة المخية الحديثة عبر كل من الرئيسيات الحية والأحفورية من عصور الإيوسين والميوسين .

لماذا الرؤية الأفضل؟ فرضيتان رئيسيتان

أشار كاي إلى احتمالين رئيسيين لسبب كون المعالجة البصرية قوية الانتقاء: زيادة تعقيد التواصل الاجتماعي (قراءة تعابير الوجه والإيماءات) والبحث عن الطعام بشكل أكثر كفاءة . كلاهما كان بإمكانه ممارسة ضغط انتقائي طبيعي قوي على مناطق الدماغ البصرية.

الخلاصة

يبدو أن القشرة المخية الحديثة المتضخمة لدى الرئيسيات، بما في ذلك دماغنا، هي في الأساس تكيف مدفوع بالبصر وليست نتاج توسع معرفي للفص الجبهي. نما الفص الجبهي ببساطة لأن الدماغ كله نما، بينما المناطق البصرية هي التي تغيرت بشكل غير متناسب—وهو نمط يمكن اكتشافه بالفعل في حفريات يزيد عمرها عن 33 مليون سنة .