Большой размер мозжечка может помочь ранним людям процветать

У неандертальцев было меньше объема мозга у их мозжечков, чем у раннего Homo sapiens.

Реконструированные неандертальские мозги. (a) Среднее значение для населения. (б) Представитель современного человека. (c) Реконструированные мозги с нейроанатомическими этикетками.

Источник: Таканори Кочияма и др. (2018) / Научные доклады

В последние месяцы появилось множество доказательств того, что больший объем как в левом, так и в правом полушарии мозжечка (латынь для «маленького мозга») может быть связан с эволюционным успехом Homo sapiens по сравнению с неандертальцами, которые населяли Ice- Возраст Европы около 250 000 – 40 000 лет назад.

• Советы по борьбе с нарушением сна
• Как собаки видят мир: сканирование мозга Скажите нам, что они видят
• Какой поток чувствует себя как изнутри: часть 1
• Наука за взломом расписания сна
• Мифы света и тьмы

Различия в форме мозга между сегодняшним человеком (слева, в синем) и неандертальцем из Ла Шапель-акс-Святых (справа, красным).

Источник: Институт эволюционной антропологии им. Макса Планка / Саймон Нойбауэр, Жан-Жак Хублин, Филипп Гунц (CC BY-NC)

• Магний – как он влияет на ваш сон
• Что вам нужно знать о магнии и вашем сне?
• (Удивительно похожая) наука о сексуальном желании и любви
• Новая терапия животного в борьбе с одиночеством
• Можете ли вы быть в порядке с неопределенностью?

В январе 2018 года исследователи из отдела эволюции человека в Институте Макса Планка в Лейпциге сообщили, что выпучивание полушарий мозжечка сыграло значительную роль в придании современным человеческим мозгам более шаровидной формы по сравнению с неандертальцами, у которых было больше удлиненная эндокраниальная форма. Эта статья «Эволюция современной формы человеческого мозга» была опубликована в Scientific Advances.

Теперь новая статья «Реконструкция неандертальского мозга с использованием компьютерной анатомии», опубликованная 26 апреля в журнале Scientific Reports, также показывает, что у ранних Homo sapiens были большие мозжечковые полушарии, чем у неандертальцев. Многопрофильная команда исследователей предполагает, что исчезновение неандертальцев и расширение Homo sapiens могут быть связаны с размером мозжечка.

Для последнего исследования по объему мозжечка международная команда под руководством исследователей в Японии использовала современную вычислительную нейроанатомию для восстановления трехмерных карт всего мозга из трех когорт: (1) неандертальцы, (2) ранние гомо сапиенс и (3) современных людей. (Эти изображения находятся в верхней части страницы.) Авторы суммируют основной вывод из своих выводов:

В заключение мы обнаружили, что у неандертальцев были относительно относительно небольшие мозжечковые полушарии, чем у Homo sapiens , особенно с правой стороны. Большие полушария мозжечка были связаны с более высокими когнитивными и социальными функциями, включая исполнительные функции, обработку языка, эпизодическую и рабочую память.

Такая нейроанатомическая разница в мозжечке, возможно, вызвала важные различия в когнитивных и социальных способностях между двумя видами и, возможно, способствовала замене неандертальцев ранним Homo sapiens .

Левое и правое полушария мозжечка в красном. «Мозжечник» является сестринским словом «церебральный» и означает «расположен или связан с мозжечком».

Источник: База данных по естественным наукам / Wikimedia Commons

Интересно, что когда исследователи решили восстановить эти древние мозги, используя вычислительную анатомию, они ожидали обнаружить, что у ранних Homo sapiens были большие лобные доли в головном мозге (латынь для «мозга»), потому что этот мозговой район считается местом, когнитивных функций. Однако, к их удивлению, Kochiyama et al. обнаружили, что объем мозга в лобных долях неандертальцев и ранних Homo sapiens был в основном одинаковым. С другой стороны, полушария мозжечка, которые аккуратно заправлены под левым мозгом-правым мозгом головного мозга, выделялись как гораздо меньше у неандертальцев.

До недавнего времени большинство экспертов считали, что мозжечок не участвует в когнитивных функциях более высокого уровня. Общее мнение заключалось в том, что единственной задачей «немыслимого» мозжечка было координация мышечных движений и поддержание баланса. При этом было широко признано, что правое полушарие мозжечка работало вместе с моторной корой в левом полушарии головного мозга, чтобы точно настроить координацию на правой стороне тела латерально. Напротив, левое полушарие мозжечка координирует с правильным мозгом, чтобы тонко настраивать движения на левой стороне тела.

Эта концепция «мозгового мозга» только в отношении «моторной координации» начала сдвигаться в конце 20-го века, когда Джереми Шмахманн из Гарвардской медицинской школы опубликовала свою ориентировочную гипотезу «Dysmetria of Thought» (1998). Основываясь на его обширном клиническом наблюдении пациентов с атаксией в больнице Массачусетса, Шмахманн понял, что определенные районы в каждом полушарии мозжечка, по-видимому, работают вместе с конкретными регионами в каждом полушарии головного мозга, чтобы координировать наши движения и наши мысли. Это была радикальная и революционная концепция.

Kochiyama et al. описывают нынешнее понимание латеральности церебро-мозжечка в 21 веке в своей недавней статье в 2018 году:

Функции полушарий мозжечка различаются в зависимости от местоположения, поскольку различные части мозжечка анатомически и функционально связаны с различными областями головного мозга. В частности, боковые части мозжечкового полушария анатомически связаны с противоположной стороной коры ассоциации в головном мозге. Наше обнаружение латеральности относительно относительно небольшого правого полушария мозжечка неандертальца указывает на минимальную связь с левыми префронтальными областями, которая имеет одну из главных ролей в обработке языка, что потенциально вызывает несоответствие языковых способностей между неандертальцами и Homo sapiens .

Это захватывающие времена для исследования мозжечка. Если вы хотите узнать больше о том, как наши мозжечковые полушарие работают вместе с левым и правым полушариями головного мозга, чтобы координировать наши мысли и наши движения, пожалуйста, смотрите в этом докладе в марте 2018 года Джереми Шмахманном: «Атаксия, дисспектрия мысли, и мозжечковый когнитивный аффективный синдром ».

Рекомендации

Таканори Кочияма, Наомичи Огихара, Хироки К. Танабе, Осаму Кондо, Хидеки Амано, Кунихиро Хасегава, Хиромаса Сузуки, Марсия С. Понсе де Леон, Кристоф П.Е. Золликофер, Маркус Бастир, Крис Стрингер, Норихиро Садато и Такеру Акадзава. «Реконструкция неандертальского мозга с использованием вычислительной анатомии». Научные доклады (впервые опубликовано в Интернете: 26 апреля 2018 года) DOI: 10.1038 / s41598-018-24331-0

Саймон Нойбауэр, Жан-Жак Хублин, Филипп Ганц. «Эволюция современной формы человеческого мозга». Научные достижения (впервые опубликовано: 24 января 2018 года) DOI: 10.1126 / sciadv.aao5961

Шмахманн, Джереми Д. «Нарушения мозжечка: атаксия, диссиммия мысли и коребковый когнитивный аффективный синдром» . Журнал нейропсихиатрии и клинической нейронауки (2004) DOI: 10.1176 / jnp.16.3.367

Джереми Д. Шмахманн и Джанет К. Шерман. «Коребальный когнитивный аффективный синдром». Мозг: журнал неврологии (1998) DOI: 10.1093 / brain / 121.4.561

Schmahmann, Jeremy D. «Дисспектрия мысли: клинические последствия мозжечковой дисфункции для познания и влияния». Тенденции в когнитивных науках (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2