“从人类到树鼩,所有物种都落在同一条线上:相对于大脑的大小,额叶的比例是一个常数,”该研究的第一作者、杜克大学进化人类学名誉教授理查德·F·凯(Richard F. Kay)说 。
换句话说,如果将树鼩的大脑按比例放大到人类大脑的大小,它的额叶比例将与我们的完全相同。额叶的增长仅仅是因为整个大脑在增长——而不是因为它受到了特殊的自然选择压力。
当额叶与大脑整体大小保持同步时,其他区域却在发生剧变。枕叶、顶叶和颞叶——这些高度负责处理视觉信息的区域——在眼镜猴和类人猿中快速且不成比例地扩张 。
这些扩张发生在灵长类家族树上视神经孔(视神经通过的骨孔)最大的同一分支上,表明有更多的视觉信息流入大脑 。
由于神经不会化石,研究团队使用视神经孔的大小作为视觉输入的间接指标。眼镜猴和类人猿拥有最大的视神经孔和视觉主导的新皮层 。值得注意的是,视觉脑区的增长速度甚至快于输入神经的增速,这意味着视觉输入的小幅增加被放大为脑组织的大幅扩张 。
猴、猿和人类标志性的大型大脑是一个至少可追溯至3300万年前的古老特征 。它们的根源在于高敏锐度视觉的演化——如视网膜中央凹和骨性护眼结构等适应性特征——而非单纯为了拥有一个“思考”型额叶皮层而演化 。
由于柔软的脑组织无法化石,研究团队利用高分辨率微CT扫描头骨(许多来自杜克狐猴中心自然历史博物馆),创建了数字3D颅内模——即空颅腔内部的模型。随后,他们测量了现生和始新世-中新世灵长类化石新皮层区域的体积和表面积 。
凯指出了为何视觉处理受到如此强烈选择的两个主要可能性:社交沟通的复杂性增加(解读面部表情、手势)和更高效的觅食。两者都可能对视觉脑区施加强大的自然选择压力。
扩大的灵长类新皮层,包括我们人类自己的,从根本上来说似乎是一种视觉驱动的适应,而非额叶认知扩张的产物。额叶的增长仅仅是因为整个大脑在增长,而视觉区域才是实际发生不成比例变化的区域——这种模式在超过3300万年前的化石中已经可以检测到 。