Ny forskning snur påstander om primathjernens utvikling

«Alt fra mennesker ned til trespissmus, de faller alle på samme linje: I forhold til hjernens størrelse er andelen av panne loben konstant,» sa hovedforfatter Richard F. Kay, professor emeritus i evolusjonsantropologi ved Duke University .

Med andre ord: Hvis du skalerte opp hjernen til en trespissmus til størrelsen av en menneskehjerne, ville panne loben være like stor i forhold. Panne loben vokste ganske enkelt fordi hele hjernen vokste – ikke fordi den var under spesielt selektivt press.

Visuelle prosesseringsområder ekspanderte raskt og uforholdsmessig

Mens panne loben holdt tritt med den totale hjernestørrelsen, endret andre regioner seg dramatisk. Occipital-, parietal- og temporallappene – områder sterkt dedikert til å prosessere visuell informasjon – ekspanderte raskt og uforholdsmessig hos spøkelsesaper og antropoider .

Disse ekspansjonene skjedde langs de samme grenene av primatfamilietreet der optisk foramen (benåpningen for synsnerven) var størst, noe som indikerer at mer visuell informasjon strømmet inn i hjernen .

Siden nerver ikke fossiliseres, brukte teamet størrelsen på optisk foramen som en proxy for visuell input. Spøkelsesaper og antropoider hadde de største optiske foramina og de mest synsdominerte neocortexene . Merkverdig nok ser de visuelle hjerneområdene ut til å ha vokst enda raskere enn nerven som matet dem, noe som betyr at små økninger i visuell input ble forsterket til store ekspansjoner av hjernevev .

Store antropoide hjerner er gamle og synsrotfestet

De karakteristiske store hjernene til aper, menneskeaper og mennesker er et gammelt trekk som dateres minst 33 millioner år tilbake . De er forankret i utviklingen av høyoppløselig syn – tilpasninger som en retinal fovea og beinet øyebeskyttelse – ikke i seleksjon for en forstørret «tenkende» panne lob alene .

Slik ble studien utført

Fordi myk hjernevev ikke fossiliseres, brukte teamet høyoppløselige mikro-CT-skanninger av hjerneskall, mange fra Duke Lemur Center Museum of Natural History, for å skape digitale 3D-endokaster – modeller av det tomme hjernehulrommets indre. De målte deretter volumer og overflatearealer av neocorticale regioner på tvers av både nålevende og fossile primater fra Eocen–Miocen perioden .

Hvorfor bedre syn? To ledende hypoteser

Kay nevnte to ledende muligheter for hvorfor visuell prosessering var så sterkt selektert: økt kompleksitet i sosial kommunikasjon (å lese ansiktsuttrykk, bevegelser) og mer effektiv matsøking . Begge kunne ha utøvd sterkt naturlig seleksjonspress på visuelle hjerneområder.

Hovedkonklusjonen

Den forstørrede primatneocortexen, inkludert vår egen, ser ut til å være grunnleggende en synsdrevet tilpasning snarere enn et produkt av frontal lappens kognitive ekspansjon. Panne loben vokste ganske enkelt fordi hele hjernen vokste, mens visuelle regioner var de som faktisk endret seg uforholdsmessig – et mønster som allerede er påviselig i fossiler som er over 33 millioner år gamle .