Nghiên cứu hóa thạch lật đổ quan niệm: Thị giác mới là 'chìa khóa' giúp não bộ linh trưởng phát triển vượt bậc

“Mọi thứ từ con người đến chuột chù cây, tất cả đều nằm trên cùng một đường thẳng: So với kích thước của não, tỷ lệ của thùy trán là một hằng số,” tác giả chính Richard F. Kay, giáo sư danh dự về nhân chủng học tiến hóa tại Đại học Duke, cho biết .

Nói cách khác, nếu bạn phóng to bộ não của một con chuột chù cây lên kích thước bằng bộ não người, thùy trán của nó sẽ có cùng tỷ lệ với chúng ta. Thùy trán phát triển đơn giản vì toàn bộ bộ não phát triển—chứ không phải vì nó chịu áp lực chọn lọc đặc biệt nào.

Vùng xử lý thị giác mở rộng nhanh chóng và không cân xứng

Trong khi thùy trán phát triển đồng bộ với kích thước não tổng thể, các vùng khác lại thay đổi đáng kể. Các thùy chẩm, thùy đỉnh và thùy thái dương—những khu vực chuyên xử lý thông tin thị giác—mở rộng nhanh chóng và không cân xứng ở tarsiers và anthropoids .

Sự mở rộng này xảy ra trên cùng các nhánh của cây phả hệ linh trưởng, nơi có lỗ thị giác (lỗ xương cho dây thần kinh thị giác đi qua) lớn nhất, cho thấy nhiều thông tin thị giác đang đổ vào não hơn .

Vì dây thần kinh không hóa thạch, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kích thước lỗ thị giác như một đại diện cho lượng đầu vào thị giác. Tarsiers và anthropoids có lỗ thị giác lớn nhất và vỏ não thiên về thị giác nhất . Đáng chú ý, các vùng não thị giác dường như phát triển thậm chí còn nhanh hơn cả dây thần kinh cung cấp tín hiệu cho chúng, nghĩa là sự gia tăng nhỏ trong đầu vào thị giác đã được khuếch đại thành sự mở rộng lớn của mô não .

Bộ não lớn của anthropoid là cổ xưa và bắt nguồn từ thị giác

Đặc điểm não lớn của khỉ, vượn và con người là một đặc điểm cổ xưa có từ ít nhất 33 triệu năm trước . Nó bắt nguồn từ sự tiến hóa của thị giác sắc nét—các thích nghi như hố võng mạc (retinal fovea) và lớp xương bảo vệ mắt—chứ không phải từ sự chọn lọc cho một vỏ não trán “tư duy” mở rộng một cách độc lập .

Nghiên cứu được thực hiện như thế nào

Bởi vì mô não mềm không hóa thạch, nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy micro-CT scan độ phân giải cao trên hộp sọ, nhiều mẫu vật đến từ Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên của Trung tâm Lemur Duke, để tạo ra các bản sao nội sọ 3D kỹ thuật số—mô hình tái tạo khoang bên trong hộp sọ. Sau đó, họ đo thể tích và diện tích bề mặt của các vùng vỏ não trên cả các loài linh trưởng còn sống và hóa thạch từ kỷ Eocen đến Miocen .

Tại sao thị giác lại phát triển vượt trội? Hai giả thuyết hàng đầu

Kay chỉ ra hai khả năng hàng đầu giải thích tại sao xử lý thị giác lại được chọn lọc mạnh mẽ đến vậy: sự phức tạp gia tăng trong giao tiếp xã hội (đọc biểu cảm khuôn mặt, cử chỉ) và tìm kiếm thức ăn hiệu quả hơn . Cả hai đều có thể tạo ra áp lực chọn lọc tự nhiên mạnh mẽ lên các vùng não thị giác.

Kết luận

Vỏ não linh trưởng mở rộng, bao gồm cả của chúng ta, về cơ bản dường như là một sự thích nghi do thị giác thúc đẩy chứ không phải là sản phẩm của sự mở rộng nhận thức từ thùy trán. Thùy trán phát triển đơn giản vì toàn bộ bộ não phát triển, trong khi các vùng thị giác mới thực sự thay đổi một cách không cân xứng—một mô hình có thể nhận thấy trong các hóa thạch đã hơn 33 triệu năm tuổi .