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尼安德特人为何灭绝?也许和他们的大脑结构有关

尼安德特人也许无法像早期智人那样进化出更大的小脑。

文|造就 于波

大脑由软组织构成,因此,死亡后数分钟内就因为自溶(或者说自体消化)而开始分解。自溶通常从大脑和肝脏开始。随后是腐败,这是一个将组织变成气体、液体和盐的分子过程。

科学家曾在某些潮湿、缺氧的环境中罕见地发现了仿佛“腌渍”过的古人大脑,比如2,600年前的黑斯林顿人的大脑,但考古记录中的史前人类大脑寥寥无几。

因此,科学家缺乏完好的尼安德特人和早期智人大脑以供研究。但一支富有创新精神的团队利用计算神经解剖学方法,重建了这样的大脑,并且首次制作了3D模型。这项研究发表于《科学报告》杂志。

“我们重建了颅骨化石内的一个大脑,这在该领域是一个全新的尝试。”共同作者、庆应义塾大学机械工程系的荻原直道(Naomichi Ogihara)说。

荻原直道和另两名作者佐藤则宏(Norihiro Sadato)、赤泽健(Takeru Akazawa)以及同事们一道,利用四个尼安德特人和四个早期智人颅骨化石的虚拟铸件,重建了他们的大脑。

这些尼安德特人的栖息地位于如今的以色列、法国和直布罗陀,那些早期智人则来自于以色列和捷克。

然后,研究人员使用1,185个活人的大脑核磁共振成像数据,建立普通人的大脑模型。他们还参考了非人灵长类动物的大脑,以及3.2万年前一个克鲁马努人的颅骨。

由此产生的电脑模型经过调整,以匹配尼安德特人和早期智人颅骨化石虚拟铸件的形状。这使研究人员可以预测这些史前人类的大脑可能长什么样,以及两个种群的大脑区域有何不同。

应该指出的是,很多研究人员认为,尼安德特人和我们是同一个物种。荻原直道说,有充分的证据“证明尼安德特人与智人进行过杂交。我们也这样认为”。

因此,现今的大多数人都保留了尼安德特人的DNA,包括祖籍北非的人以及带有欧亚血统的人。

这项研究中的早期智人甚至也可能和尼安德特人有血缘关系。

“我们肯定不能排除这样一种可能性,即我们使用的样本已经是早期智人与尼安德特人的杂交后代。”荻原直道说。

但他补充说,“不过,也没有明显的理由这样认为,所以我们假定,这项研究中使用的样本不是早期智人和尼安德特人的杂交后代。”

先前的研究显示,尼安德特人的大脑比解剖学意义上的现代人类更大。荻原直道的电脑模型证实了这一点。但他们认为,大脑更大未必意味着更好。

他们发现,尼安德特人和早期智人的大脑形态有着显著差异,比如早期智人的小脑更大。而小脑与语言理解和生成能力、工作记忆以及认知灵活性有关,因此他们认为,早期智人在这些能力方面要强于尼安德特人。

“这并不是说尼安德特人不会处理语言。”荻原直道说,“我们认为,他们能进行口头交流,但由于大脑结构的不同,他们使用语言的社交能力可能很有限。”

尼安德特人也许更依赖于视觉信息。他们被认为是世界上最早的艺术家。之前,考古学家在西班牙的三个尼安德特人洞穴中发现了6.5万年前的壁画,这是已知最早的洞穴艺术。

荻原直道和同事们认为,尼安德特人的枕叶比早期智人更大。

“枕叶是视觉处理中心。”荻原直道解释说,“尼安德特人可能需要较大的枕叶来弥补欧洲较弱的光线环境”。

因此,尼安德特人也许无法像早期智人那样进化出更大的小脑。

大脑之间的对比研究存在固有的难点,因为哪怕是如今同一物种的个体,大脑也不尽相同。例如,男人的大脑往往略大于女人的大脑,但大多数科学家认为,大脑的大小未必与智力高低有关。

当早期智人开始控制尼安德特人的地盘时,尼安德特人更大的大脑似乎没有优势可言。虽然尼安德特人在某种程度上被现代智人吸收(通过他们的DNA),但他们的灭绝被普遍认为开始于约4万年前。这一时期恰逢越来越多的早期智人迁移到欧亚大陆。

荻原直道说,其团队的研究不能断定尼安德特人消失的原因。但他说,研究表明,尼安德特人和早期智人的大脑结构存在先天的形态差异,这可能导致了认知和社交能力的差异。

他说,“即使差异很小,但在自然选择面前,也可能变得很明显。”

对于尼安德特人的大脑能力究竟如何,目前仍无定论。加泰罗尼亚高级研究所的乔奥·兹尔霍(Joao Zilhao)是发现尼安德特人洞穴壁画的团队成员之一。

兹尔霍说,尼安德特人和早期智人肯定都已经拥有高等象征性行为(比如洞穴艺术和人体装饰)所需要的认知能力。

“我们发现尼安德特人和早期智人都具有这种能力,意味着这种能力在50万年前就出现在了二者的共同祖先身上。”他说,“因此,我觉得完全可以认为,一种可能的情况是大脑、语言和象征性思维在共同进化,而且从我们在化石记录中看到的脑容量大的史前人类开始,也就是从至少150万年前开始,我们所知的人类认知基础就已经存在。”

对于这样的解释,荻原直道和同事们持开放态度。

“我们希望与研究人脑进化等相关领域的学者交流想法,进一步完善我们的方法。”他说,“我们也有兴趣将我们的方法应用于其他人种的大脑重建。”

校对 | 其奇;来源 |Seeker

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