小脑更大可能有助于早期人类蓬勃发展

                                                                       

Takanori Kochiyama et al. (2018)/Scientific Reports
重建了穴居人的大脑. (a)人口平均. (b)具有代表性的现代人类学科. (c)带有神经解剖学标记的重建大脑.
资料来源:高山孝纪(Takanori Kochiyama)等. (2018)/科学报告

最近几个月,大量证据表明,小脑的左半球和右半球(拉丁语为“小脑")的更多体积可能与智人的进化有关.与尼安德特人(大约25万到40,000年前居住在Ice-Age Europe)相比取得了成功.

Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology/Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz (CC BY-NC)
当今的人(左为蓝色)与拉夏佩勒-aux-Saints的尼安德特人(右为红色)之间的大脑形状差异.
来源:马克斯·普朗克进化人类学研究所/西蒙·纽鲍尔,让·雅克·胡布林,菲利普·冈茨(CC BY-NC)

2018年1月,莱比锡马克斯·普朗克研究所人类进化系的研究人员报告说,与尼安德特人相比,小脑半球的隆起在赋予当今人脑更球形的形状方面起着重要作用具有更细长的颅骨形状.这篇论文《现代人脑形状的演变》发表在《科学进展》上.

现在,4月26日发表在《科学报告》杂志上的一篇新论文“使用计算解剖结构重建穴居人的大脑"也表明,早期的智人的小脑半球比穴居人的要大.这个由多学科组成的研究小组推测,尼安德特人的灭绝和智人的扩张可能与小脑的大小有关.

对于小脑体积的最新研究,由日本研究人员领导的国际团队使用最先进的计算神经解剖学从三个队列中重建整个大脑的3-D图:(1)穴居人,(2 )早期的智人,以及(3)现代人类学科. (这些图像在页面顶部.)作者总结了他们发现的主要内容:

总而言之,我们发现尼安德特人的小脑半球比智人小得多,特别是在右侧.小脑半球较大与更高的认知和社会功能有关,包括执行功能,语言处理以及情景和工作记忆能力.

小脑的这种神经解剖学差异可能导致了这两个物种在认知和社交能力上的重要差异,并可能导致了智人早期的尼安德特人的替代. em>.

Life Sciences Database/Wikimedia Commons
左右小脑半球为红色. “小脑"是“小脑"的姐妹词,意思是“位于小脑内或与小脑有关".
来源:生命科学数据库/Wikimedia Commons

有趣的是,当研究人员着手使用计算解剖结构重建这些古老的大脑时,他们期望发现早期的智人在大脑中具有较大的额叶(拉丁语为“大脑"),因为该大脑区域被认为是高阶认知功能的所在地.然而,令他们惊讶的是,Kochiyama等人.发现尼安德特人的额叶和早期的人的大脑体积基本相同.另一方面,整齐地塞在大脑下方的小脑半球在尼安德特人中显得小得多.

直到最近,大多数专家认为小脑并未参与更高级别的认知功能.人们普遍认为,“不思考"的小脑的唯一工作就是协调肌肉运动并保持平衡.话虽这么说,右小脑半球与左脑半球的运动皮层协同工作,以横向方式微调身体右侧的协调性,这已被广泛接受.相反,左小脑半球与右脑协调以微调身体左侧的运动.

这种小脑的“仅运动协调"概念在20世纪末开始发生变化,当时哈佛医学院的杰里米·施马赫曼(Jeremy Schmahmann)发表了具有里程碑意义的“思想障碍症"(Dysmetria of Thought)(1998)假说. Schmahmann在马萨诸塞州总医院对共济失调患者进行了床边观察,并意识到小脑每个半球的特定区域似乎与每个大脑半球的特定区域协同工作,以协调我们的运动和思想.是一个激进的革命性概念.

Kochiyama等.在他们最近的2018年论文中描述了对21世纪小脑侧向化的最新理解:

小脑半球的功能因位置而异,因为小脑的不同部位在解剖学上和功能上都连接到大脑的不同区域.特别地,小脑半球的外侧部分在解剖学上连接到大脑中联想皮层的相对侧.我们从尼安德特人的右小脑半球相对较小的角度发现侧向性,表明与左前额叶区域的连接最少,这在语言处理中起主要作用之一,可能导致尼安德特人和智人之间的语言能力差异.

这些是小脑研究令人兴奋的时代.如果您想了解更多关于我们的小脑半球与左右脑半球如何协同工作以协调我们的思想和运动的信息,请观看Jeremy Schmahmann于2018年3月发表的主题演讲:``共济失调,思想障碍,和小脑认知情感综合症."

参考

高山孝纪(Takanori Kochiyama),小原直道(Naomichi Ogihara),田边裕树(H.)C. Tanabe,小寒修(Osamu Kondo),天野秀树(Hideki Amano),长谷川邦宏(Kunihiro Hasegawa),铃木弘正,玛西娅·庞塞·德莱昂,克里斯托夫·PE·佐利科弗,马库斯·巴斯蒂尔,克里斯·斯特林格,贞里典宏和赤泽健. “使用计算解剖结构重建穴居人的大脑." Scientific Reports (首次在线发布:2018年4月26日)DOI:10.1038/s41598-018-24331-0

Simon Neubauer,Jean-Jacques Hublin,Philipp Gunz. “现代人脑形状的演变." 科学进步(首次发布:2018年1月24日)DOI:10.1126/sciadv.aao5961

Schmahmann,JeremyD.“小脑疾病:共济失调,思想障碍和小脑认知情感综合症." 神经与临床杂志(2004)DOI:10.1176/jnp.16.3.367

Jeremy D.Schmahmann和Janet C.Sherman. “小脑认知情感综合症." 脑:神经病学杂志(1998)DOI:10.1093/brain/121.4.561

Schmahmann,JeremyD.“思想障碍:小脑功能障碍对认知和影响的临床后果." 认知科学趋势(1998)DOI:10.1016/S1364-6613(98)01218-2

                                               
0
订阅评论
提醒
0 评论
内联反馈
查看所有评论