Μια νέα μελέτη με επικεφαλής έναν επιστήμονα του Πανεπιστημίου Duke ανατρέπει μια μακροχρόνια ιδέα σχετικά με το πώς τα πρωτεύοντα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, απέκτησαν τόσο μεγάλο και εξελιγμένο εγκέφαλο. Η έρευνα διαπιστώνει ότι η δραματική επέκταση του νεοφλοιού των πρωτευόντων οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην όραση και όχι στην δυσανάλογη ανάπτυξη του μετωπιαίου λοβού που συχνά συνδέεται με ανώτερη συλλογιστική.
H νέα έρευνα
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Science, διεξήχθη από τον Richard F. Kay, ομότιμο καθηγητή Εξελικτικής Ανθρωπολογίας στο Trinity College of Arts & Sciences του Πανεπιστημίου Duke και στη Σχολή Περιβάλλοντος Nicholas.
Ο νεοφλοιός - το εξωτερικό, διπλωμένο στρώμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για την αισθητηριακή αντίληψη, τη νόηση και άλλες σύνθετες λειτουργίες - είναι σημαντικά διευρυμένος στα πρωτεύοντα σε σύγκριση με άλλα θηλαστικά. Το πώς και γιατί ακριβώς μεγάλωσε τόσο πολύ τα τελευταία 56 εκατομμύρια χρόνια είναι δύσκολο να προσδιοριστεί, επειδή οι εγκέφαλοι δεν απολιθώνονται.
Για να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια μοναδική συλλογή κρανίων, πολλά από το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Κέντρου Λεμούριων Duke, για να δημιουργήσουν μοντέλα του εσωτερικού αυτών των εγκεφαλικών περιβλημάτων και να συγκρίνουν τους εγκεφάλους ζώντων και εξαφανισμένων πρωτευόντων.
Αυτά τα μοντέλα, που ονομάζονται ενδοκαστ, ήταν εικονικά. Για να τα δημιουργήσει, ο επιστήμονας διεξήγαγε μικρο-αξονικές τομογραφίες υψηλής ανάλυσης στο Duke Shared Materials Instrumentation Facility και ανακατασκεύασε ψηφιακά τρισδιάστατα μοντέλα. Συγκρίνοντας τους όγκους και τις σχετικές επιφάνειες αυτών των ενδοκαστ, η ομάδα μπόρεσε να δει πώς εξελίχθηκαν τα συστατικά του νεοφλοιού - του εξωτερικού στρώματος του εγκεφάλου - σε όλα τα είδη πρωτευόντων.
Μετρήθηκαν απολιθώματα από το εσωτερικό
Ο μετωπιαίος λοβός - η περιοχή του εγκεφάλου που συνδέεται συχνότερα σε δημοφιλείς αναφορές με την προηγμένη γνωστική λειτουργία - θεωρείται εδώ και καιρό ότι έχει διογκωθεί ανεξάρτητα σε πολλές γενεαλογίες πρωτευόντων. Αντ' αυτού, η μελέτη διαπίστωσε ότι το μέγεθος του μετωπιαίου λοβού αυξήθηκε σταδιακά και προβλέψιμα καθώς αυξανόταν το συνολικό μέγεθος του εγκεφάλου, ακολουθώντας το ίδιο μοτίβο κλιμάκωσης σε όλες τις μεγάλες ομάδες πρωτευόντων σε όλη την εξελικτική τους ιστορία. Δεν υπήρχαν στοιχεία για τις δραματικές, ανεξάρτητες επεκτάσεις του μετωπιαίου λοβού που είχαν προτείνει ορισμένες προηγούμενες μελέτες με βάση την οπτική εξέταση των απολιθωμάτων.
«Τα πάντα, από τους ανθρώπους μέχρι τις δεντρομυγάδες, όλα εμπίπτουν στην ίδια γραμμή: Σε σχέση με το μέγεθος του εγκεφάλου, η αναλογία του μετωπιαίου λοβού είναι σταθερή», δήλωσε η Kay.
Η όραση αφήνει το ισχυρότερο σήμα
Η πραγματική ιστορία, όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές, βρίσκεται αλλού στον εγκέφαλο. Οι ινιακές, βρεγματικές και κροταφικές περιοχές - περιοχές που είναι σε μεγάλο βαθμό αφιερωμένες στην επεξεργασία αυτού που βλέπει ένα ζώο - επεκτάθηκαν γρήγορα και δυσανάλογα στους ταρσιέρους και τα ανθρωποειδή, την ομάδα που περιλαμβάνει πιθήκους, πίθηκους και ανθρώπους. Το κρίσιμο είναι ότι αυτές οι αυξήσεις σημειώθηκαν κατά μήκος των ίδιων κλάδων του οικογενειακού δέντρου των πρωτευόντων όπου το οπτικό νεύρο μεγάλωσε, ένα σημάδι ότι περισσότερες οπτικές πληροφορίες έρρεαν στον εγκέφαλο.
«Οι εγκέφαλοι των απολιθωμάτων ήταν απογοητευτικά σιωπηλοί σε αυτό το ερώτημα για μεγάλο χρονικό διάστημα», δήλωσε η Kay, συν-αντίστοιχη συγγραφέας της μελέτης. «Όταν αφήνουμε τα απολιθώματα να μιλήσουν ποσοτικά αντί να βασιζόμαστε σε εντυπώσεις του σχήματός τους, οι διευρυμένοι εγκέφαλοι των πιθήκων, των πιθήκων και των ανθρώπων αποδεικνύεται ότι συνδέονται με την όραση πολύ περισσότερο από ό,τι με τον μετωπιαίο λοβό, ο οποίος απλώς συμβαδίζει με το συνολικό μέγεθος του εγκεφάλου».
Για να μετρήσει πόση οπτική είσοδο λάμβαναν οι εγκέφαλοι των αρχαίων πρωτευόντων, η ομάδα χρησιμοποίησε το μέγεθος του οπτικού τρήματος - του οστέινου ανοίγματος από το οποίο διέρχεται το οπτικό νεύρο - ως υποκατάστατο. Οι δύο ομάδες με τους μεγαλύτερους, πιο κυριαρχούμενους από την όραση νεοφλοιούς, οι ταρσιέρες και τα ανθρωποειδή, είχαν επίσης τα μεγαλύτερα οπτικά τρήματα, ενώ οι περιοχές οπτικής επεξεργασίας του εγκεφάλου φαίνεται να έχουν αναπτυχθεί ακόμη πιο γρήγορα από το νεύρο που τους τροφοδοτεί, μεγεθύνοντας τις μικρές αυξήσεις στην οπτική είσοδο σε μεγάλες διαστολές του εγκεφαλικού ιστού.
«Σε τι χρησιμεύουν αυτά τα οπτικά σήματα;» θέτει η Kay. «Μια ιδέα είναι η αυξημένη πολυπλοκότητα της κοινωνικής επικοινωνίας. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι η κινητήρια δύναμή τους σχετίζεται με το πόσο αποτελεσματικά αυτά τα ζώα μπορούν να αναζητήσουν τροφή. Κάθε ένα από αυτά, φαντάζομαι, θα μπορούσε να έχει πολύ ισχυρό αντίκτυπο στη φυσική επιλογή και την εξέλιξη των πρωτευόντων».
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι χαρακτηριστικοί μεγάλοι εγκέφαλοι των ανθρωποειδών είναι ένα αρχαίο χαρακτηριστικό που χρονολογείται τουλάχιστον 33 εκατομμύρια χρόνια πριν και έχει τις ρίζες του στην εξέλιξη της όρασης υψηλής οξύτητας -συμπεριλαμβανομένων προσαρμογών όπως ένα βοθρίο του αμφιβληστροειδούς και ένα οστέινο χώρισμα που προστατεύει το μάτι- και όχι στην επιλογή ενός διευρυμένου «σκεπτόμενου» μετωπιαίου φλοιού από μόνο του
www.worldenergynews.gr
