علم الأحياء العصبية القديمة

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
Endocast من أسترالوبيثكس سيديبا

علم الأحياء العصبية القديمة هو دراسة تطور الدماغ من خلال تحليل قوالب الدماغ الداخلية لتحديد خصائص وحجم الجمجمة . يُعتبر هذا العلم فرعًا من علم الأعصاب ، ويجمع بين تقنيات من مجالات دراسية أخرى، بما في ذلك علم الأحياء القديمة وعلم الآثار . ويكشف عن رؤى محددة تتعلق بالتطور البشري . تتميز الجمجمة بنموها استجابةً لنمو أنسجة الدماغ ، وليس بتوجيه وراثي، كما هو الحال مع العظام التي تدعم الحركة. يمكن مقارنة الجماجم الأحفورية وقوالبها الداخلية ببعضها البعض، وبجماجم وأحافير الأفراد المتوفين حديثًا، وحتى بمقارنتها بأنواع أخرى لاستخلاص استنتاجات حول التشريح الوظيفي ، وعلم وظائف الأعضاء، والتطور السلالي . يتأثر علم الأحياء العصبية القديمة بشكل كبير بتطورات علم الأعصاب ككل؛ فبدون معرفة جوهرية بالوظائف الحالية، سيكون من المستحيل استخلاص استنتاجات حول وظائف الأدمغة القديمة . [ 1 ]

يشير علم الأحياء العصبية القديمة لأشباه البشر تحديدًا إلى دراسة تطور الدماغ من خلال الفحص المباشر للسجل الأحفوري للبشر وأقرب أقربائهم من أشباه البشر (المعرّفة بأنها الأنواع الأقرب صلة بالبشر من الشمبانزي). [ 2 ] يحلل علماء الأحياء العصبية القديمة القوالب الداخلية التي تعيد إنتاج تفاصيل الشكل الخارجي للأدمغة التي طُبعت على الأسطح الداخلية للجمجمة. [ 3 ]

تاريخ

سلسلة جماجم الرئيسيات

لطالما أبدى البشر اهتمامًا كبيرًا بالدماغ ووظائفه. تعود أول دراسة موثقة للدماغ ووظائفه إلى نص مكتوب على ورق البردي، كتبه المصريون القدماء في القرن السابع عشر قبل الميلاد. يُفصّل هذا النص 48 مرضًا طبيًا، ويشير إلى كيفية التعامل مع إصابات الرأس. وفي وقت لاحق، في القرن السادس قبل الميلاد، بدأ الإغريق القدماء بالتركيز على دراسة الدماغ والعلاقة بين العصب البصري والدماغ. إلا أن دراسات تطور الدماغ لم تظهر إلا في مراحل لاحقة من تاريخ البشرية. [ 4 ]

بدأ علم التشريح المقارن بالظهور في أواخر القرن التاسع عشر. وبرزت منهجتان رئيسيتان للحياة: العقلانية والتجاوزية . وشكّلت هاتان النظرتان أساس فكر العلماء في تلك الفترة. وكان جورج كوفييه وإتيان جوفري سانت هيلير من رواد هذا المجال الجديد . آمن كوفييه بإمكانية بناء مورفولوجيا وظيفية بالاعتماد على الأدلة التجريبية فقط ، مؤكدًا على ضرورة توافق وظيفة العضو مع شكله. في المقابل، ركّز جوفري بشدة على الحدس كمنهج للفهم، واستند فكره إلى مبدأين: مبدأ الروابط ومبدأ وحدة التصميم. وكان جوفري من أوائل الباحثين عن أوجه التشابه بين الأعضاء عبر الأنواع، معتقدًا أن هذا دليل على وجود تصميم عالمي وليس تطورًا مع تعديل. [ 4 ]

تأثر علم التشريح المقارن في أواخر القرن التاسع عشر بشكل كبير بعمل تشارلز داروين في كتابه "أصل الأنواع" عام 1859. وقد غيّر هذا العمل تمامًا آراء علماء التشريح المقارن. ففي غضون ثماني سنوات من نشر داروين لكتابه ، لاقت آراؤه حول الانحدار من سلف مشترك قبولًا واسعًا. وأدى ذلك إلى تحول في محاولة فهم كيفية تطور أجزاء الدماغ المختلفة. [ 4 ] وكان الابتكار الرئيسي التالي الذي ساهم في ظهور علم الأحياء العصبية القديمة هو المجهر . فعلى الرغم من اختراع المجهر في القرن السابع عشر، إلا أنه لم يُستخدم في علم الأحياء إلا في بدايات أواخر القرن التاسع عشر. واستغرقت تقنيات مراقبة خلايا الدماغ تحت المجهر وقتًا طويلًا لتطويرها. وفي عام 1873، وبفضل هذه الأداة، بدأ كاميلو غولجي في دراسة الدماغ على المستوى الخلوي وتوظيف تقنيات لتحسين فحص المحاور العصبية بالمجهر. واستغل لودفيغ إيدنجر هذا الأمر، فابتكر فرعًا جديدًا من علم التشريح يُسمى علم التشريح العصبي المقارن. اعتقد إيدنجر أن الفقاريات تطورت في سلسلة خطية متدرجة. كما اعتقد أن التغيرات في الدماغ كانت مبنية على سلسلة من الإضافات والتمايزات، وأن أكثر الأدمغة تعقيدًا هي تلك التي كانت أكثرها تضخمًا. [ 5 ] شهدت الفترة من 1885 إلى 1935 طفرةً في الأفكار في علم التشريح العصبي المقارن. وبلغت هذه الحقبة ذروتها بنشر كتاب "التشريح المقارن للجهاز العصبي" من تأليف أريينز وكابرز وهوبر وكوسبي. وقد أثر هذا الكتاب على تيلي إيدنجر، التي أصبحت فيما بعد مؤسسة علم الأحياء العصبية القديمة. [ 4 ]

تيلي إيدنجر

وُلدت أوتيلي "تيلي" إيدنجر في فرانكفورت ، ألمانيا، عام ١٨٩٧. وقد وفّر لها والدها، لودفيج إيدنجر، وهو رائد في علم الأعصاب المقارن، فرصةً قيّمةً للتعرّف على مجاله والمجتمع العلمي عمومًا. تلقّت تيلي دروسًا خصوصيةً عديدةً قبل التحاقها بمدرسة شيلر، المدرسة الثانوية الوحيدة للبنات في فرانكفورت آنذاك. واصلت تيلي إيدنجر دراستها الجامعية في علم الحيوان والجيولوجيا وعلم الأحياء القديمة. أثناء إعدادها لأطروحة الدكتوراه، عثرت إيدنجر على قالب طبيعي لدماغ النوثوصور ، وهو زاحف بحري من العصر الميزوزوي. ركّزت ورقة إيدنجر البحثية الأولى، التي نُشرت عام ١٩٢١، على خصائص عينة النوثوصور . قبل نشر بحثها، كانت الاستنتاجات حول تطور دماغ الفقاريات تُستخلص حصريًا من خلال التشريح المقارن لأدمغة الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات الموجودة حاليًا. مهدت خلفية تيلي إيدينجر في علم الأعصاب وعلم الأحياء القديمة الطريق أمامها لدمج علم التشريح المقارن والتسلسل الطبقي ، مما أدخل مفهوم الزمن إلى علم الأعصاب وأسس مجال علم الأحياء العصبية القديمة. وقد تم تعريف هذا المجال رسميًا مع نشر كتاب " Die fossilen Gehirne " ( الأدمغة الأحفورية ) عام 1929، والذي جمع المعرفة المتعلقة بهذا الموضوع والتي كانت متناثرة سابقًا في مجموعة واسعة من المجلات وتُعامل كأحداث منفصلة. [ 6 ]

أثناء إقامتها في ألمانيا، بدأت إيدنجر بدراسة الأنواع الحية من منظور علم الأحياء العصبية القديمة، وذلك باستنتاج تطور الدماغ في أبقار البحر باستخدام الأدلة الطبقية والتشريحية المقارنة. واصلت إيدنجر أبحاثها في ألمانيا النازية حتى ليلة 9 نوفمبر 1938، حين قُتل أو سُجن آلاف اليهود فيما عُرف بليلة البلور . ورغم عدم توفر تأشيرة للهجرة إلى الولايات المتحدة على الفور، تمكنت إيدنجر، بمساعدة أصدقائها وزملائها الذين قدروا عملها، من الهجرة إلى لندن حيث ترجمت نصوصًا طبية ألمانية إلى الإنجليزية. وفي نهاية المطاف، حان دورها للحصول على التأشيرة، فتمكنت من الهجرة إلى الولايات المتحدة حيث شغلت منصب باحثة في متحف علم الحيوان المقارن بجامعة هارفارد . [ 6 ]

تشمل إسهاماتها في مجال علم الأحياء العصبية القديمة تحديد مدى انعكاس قوالب الدماغ الداخلية لتشريح الأدمغة القديمة، ومدى كفاية التشريح المقارن لتفسير تطور الدماغ، وقدرة قوالب الدماغ الداخلية على التنبؤ بأنماط حياة الكائنات المنقرضة، وما إذا كان حجم الدماغ قد ازداد عبر الزمن الجيولوجي؛ وهي مواضيع لا تزال قيد البحث حتى اليوم. في سنواتها الأخيرة، تواصلت إيدنجر مع الجيل التالي من علماء الأحياء العصبية القديمة، مما ضمن استمرار العمل الذي أنجزته على مدار خمسين عامًا في المستقبل. وكان أبرز إنجازاتها المهنية تجميع ببليوغرافيا مشروحة لأوراق علم الأحياء العصبية القديمة المنشورة بين عامي 1804 و1966. وقد أُكملت هذه الببليوغرافيا، بعنوان " علم الأعصاب القديمة 1804-1966" ، ونُشرت بعد وفاتها عام 1975، وذلك بسبب وفاتها المفاجئة متأثرة بجراح أصيبت بها في حادث سير عام 1967. [ 6 ]

الصراع بين هولواي وفالك

يختلف عالما الأحياء العصبية القديمة ، رالف ل. هولواي ودين فالك، حول تفسير انخفاض في قالب الدماغ الداخلي لـ " أسترالوبيثيكوس أفارينسيس AL 162-28". يرى هولواي أن هذا الانخفاض ناتج عن بروز في الدرز اللامي ، وأن أنماط التلافيف تشير إلى تطور التنظيم الدماغي نحو نمط أقرب إلى النمط البشري، بينما يصر فالك على أن الانخفاض هو التلم الهلالي في موضع يدل على نمط تلافيف شبيه بنمط القردة. ولا يقتصر الجدل بين هذين العالِمين على قالب الدماغ الداخلي AL 162-28 فحسب، بل يمتد ليشمل جميع أحافير الأسترالوبيثكس ، حيث يصر هولواي على وجود سمات تلافيف شبيهة بسمات أشباه البشر، بينما يرى فالك أن هذه السمات شبيهة بسمات القردة العليا . كان الجدل بين هولواي وفالك محتدمًا لدرجة أنهما نشرا بين عامي 1983 و1985 أربع أوراق بحثية حول تحديد الطرف الإنسي للتلم الهلالي في قالب تاونغ الداخلي ( أسترالوبيثكس أفريكانوس )، مما زاد من حدة الخلاف بين رأييهما. ورغم عدم التوصل إلى استنتاجات قاطعة بشأن الأحافير المعنية، فقد تم ابتكار العديد من التقنيات أو تحليلها وتطويرها بشكل نقدي نتيجة لهذا الخلاف. وشملت هذه التقنيات الجديدة في تحليل القوالب الداخلية استخدام التصوير المجسم لنقل التلم بين القوالب الداخلية ذات الأشكال المختلفة، وقياس المؤشرات من الصور الفوتوغرافية بدلًا من قياسها مباشرة من العينات، ودمج القياسات المأخوذة مباشرة من العينات مع تلك المأخوذة من الصور الفوتوغرافية. [ 3 ]

قوالب الدماغ الداخلية

صورة مقطعية للدماغ البشري الطبيعي

قالب الدماغ الداخلي هو بصمة للملامح الداخلية للجمجمة، تُجسّد التفاصيل الناتجة عن الضغط الذي يمارسه الدماغ نفسه على الجمجمة. تتشكل هذه القوالب طبيعيًا عن طريق الترسيب عبر ثقوب الجمجمة، حيث تصبح صلبة كالصخر نتيجة ترسب الكالسيوم بمرور الوقت، أو صناعيًا عن طريق صنع قالب من السيليكون أو اللاتكس، ثم يُملأ بالجبس ويُغمر في حمام مائي لمعادلة القوى والحفاظ على الشكل الأصلي. القوالب الطبيعية نادرة جدًا، ومعظم ما يُدرس منها ناتج عن طرق صناعية. على الرغم من أن الاسم يوحي بأنها نسخة من الدماغ الحي، إلا أن القوالب نادرًا ما تُظهر التلافيف بسبب الحماية التي توفرها الأم الحنون ، والأم العنكبوتية ، والأم الجافية التي كانت تُحيط بنسيج الدماغ وتحميه. علاوة على ذلك، لا تُصنع جميع القوالب من أحفورة جمجمة كاملة، وبالتالي، تُستكمل الأجزاء المفقودة بناءً على أحافير مشابهة. في بعض الحالات، تُستخدم شظايا من عدة أحافير لنفس النوع لبناء قالب داخلي واحد. [ 7 ]

في الآونة الأخيرة، لعب التصوير المقطعي المحوسب دورًا هامًا في إعادة بناء القوالب الداخلية للجمجمة. يتميز هذا الإجراء بأنه غير جراحي، ويتمثل ميزته في إمكانية تحليل الأحفورة في وقت قياسي مع تقليل مخاطر إتلافها. يتم الحصول على صور التصوير المقطعي المحوسب من خلال تطبيق الأشعة السينية لإنتاج صور مقطعية ، أو صور كثافة مقطعية، وهي مشابهة للصور الناتجة عن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي. [ 8 ] تستخدم فحوصات التصوير المقطعي المحوسب شرائح  بسمك 1 مم تقريبًا لإعادة بناء نموذج افتراضي للعينة. [ 9 ] تُعد هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص عندما تكون جمجمة الأحفورة مغطاة بقالب داخلي طبيعي لا يمكن إزالته دون إتلاف الأجزاء الهيكلية للأحفورة. نظرًا لاختلاف كثافة الجمجمة ومحتوياتها، يمكن إعادة بناء تجويف الجمجمة الداخلي وخصائصه الفريدة افتراضيًا. [ 8 ]

استُخدمت تقنيات التصوير الشعاعي، مثل التصوير المقطعي المحوسب ( CT) ، بالتزامن مع برامج الحاسوب، لتحليل قوالب الدماغ الداخلية منذ عام 1906. [ 10 ] وقد مكّن التطور الحديث لتقنيات رسومات الحاسوب المتقدمة العلماء من تحليل هذه القوالب بدقة أكبر. طوّر كلٌّ من م. فانييه وج. كونروي من كلية الطب بجامعة واشنطن نظامًا يُصوّر ويحلل مورفولوجيا سطح الدماغ ثلاثي الأبعاد. ويستطيع العلماء ترميز معالم السطح، مما يسمح لهم بتحليل طول التلافيف الدماغية، وعدم تناظر القشرة الدماغية، وحجمها. [ 11 ] وقد تعاون أخصائيو الأشعة، وعلماء الأنثروبولوجيا القديمة، وعلماء الحاسوب في كلٍّ من الولايات المتحدة وأوروبا لدراسة هذه الأحافير باستخدام تقنيات افتراضية. [ 10 ]

أساليب البحث

صورة مقطعية سهمية للدماغ البشري من خلال التصوير بالرنين المغناطيسي

يتمحور علم الأحياء العصبية القديمة حول تحليل القوالب الداخلية للدماغ. ويركز جزء كبير من هذا التحليل على تفسير أنماط التلافيف الدماغية ، وهو أمر صعب لأن آثارها غالبًا ما تكون غير واضحة المعالم، ولا توجد معالم بارزة يمكن استخدامها كنقاط مرجعية. علاوة على ذلك، فإن المستوى المرجعي الواضح الوحيد هو المستوى السهمي ، الذي يتميز باختلافات دماغية واضحة. ونظرًا لصعوبة الحصول على بيانات واضحة من تفاصيل الأحافير، ينشأ جدل واسع حول التفسيرات. وتُعد الخبرة عاملًا مهمًا في تحليل القوالب الداخلية للدماغ. [ 1 ] لذلك، ينشأ جزء كبير من مجال علم الأحياء العصبية القديمة من تطوير إجراءات أكثر تفصيلًا تزيد من دقة وموثوقية التفسيرات.

حجم الدماغ الكلي

يُقدّم التحليل الإحصائي لقوالب الدماغ الداخلية معلوماتٍ حول الزيادة في الحجم الكلي للدماغ ("الحجم داخل الجمجمة"). ولأنّ هذه القوالب ليست نسخًا طبق الأصل من دماغ حيّ، فإنّ حساب الحجم داخل الجمجمة يتطلب استخدام خوارزميات حاسوبية وفحوصات التصوير المقطعي المحوسب. يشمل الحجم المحسوب داخل الجمجمة الأغشية السحائية ، والسائل النخاعي ، والأعصاب القحفية . ولذلك، يكون حجم هذه الأجزاء أكبر من حجم الدماغ الحيّ. [ 4 ] تُفيد هذه المعلومات في حساب الحجم النسبي للدماغ (RBS) ومعامل التضخم الدماغي (EQ). كما يجب معرفة وزن الجسم المقابل للشخص لحساب الحجم النسبي للدماغ، والذي يُحسب بقسمة وزن الدماغ على وزن الجسم. ويمكن تحديد معامل التضخم الدماغي بعدة طرق مختلفة حسب مجموعة البيانات المستخدمة. على سبيل المثال، قام هولواي وبوست بحساب معامل التضخم الدماغي باستخدام المعادلة التالية:

هـسؤال=وزن الدماغ0.12⋅وزن الجسم0.66{\displaystyle EQ={\frac {\operatorname {وزن الدماغ} }{\operatorname {0.12} \cdot \operatorname {وزن الجسم} ^{0.66}}}}[ 4 ]

يُعدّ حجم الدماغ موضوعًا بارزًا في الأدبيات العلمية عند مناقشة التصنيف ، والتعقيد السلوكي، والذكاء، واختلاف معدلات التطور. في الإنسان الحديث، قد يختلف حجم الجمجمة بما يصل إلى 1000 سم مكعب، دون أي ارتباط بالسلوك. هذا التباين يُعادل تقريبًا الزيادة الكلية في الحجم من أحافير الأسترالوبيثكس إلى الإنسان الحديث، مما يُثير التساؤل حول مدى صحة الاعتماد على حجم الجمجمة كمقياس للتطور. [ 12 ]

يقيس العديد من علماء الأحياء العصبية القديمة سعة الجمجمة باستخدام طريقة الغمر، حيث يُؤخذ حجم الماء المُزاح في كأس زجاجي كحجم القالب الداخلي للجمجمة. أما العلماء الذين يرون أن هذه الطريقة غير دقيقة بما فيه الكفاية، فيستخدمون إجراءً مشابهًا، حيث يُملأ كأس زجاجي ذو صنبور حتى يمتلئ، ثم يُوزن الماء المُزاح بواسطة القالب الداخلي لتحديد حجمه. ورغم أن هاتين التقنيتين أكثر دقة من الطرق السابقة، إلا أن العلماء متفائلون بأن التقنيات الأكثر تطورًا، مثل التصوير المقطعي المحوسب، ستوفر دقة أكبر في قياسات الحجم. [ 7 ]

التحليل المورفومتري

يعتمد التحليل المورفومتري على قياسات الوتر والقوس لسطح القالب الداخلي. تُؤخذ قياسات الطول والعرض والمسافة بين نقطة بريغما ونقطة بازون والارتفاع للقالب الداخلي باستخدام فرجار ذي أذرع قابلة للتوسيع . [ 7 ] يُقاس طول وتر الفص الجبهي والفص الجداري والفص القذالي (طول الفص عند أوسع نقطة له على طول المستوى السهمي المتوسط) باستخدام جهاز ديوبتوجراف، حيث تُسقط المعالم على سطح ثنائي الأبعاد. قد تكون القياسات غير دقيقة إذا لم يتم تحديد اتجاه القالب الداخلي بشكل صحيح قبل إجراء الديوبتوجراف. غالبًا ما تُطبق القياسات المورفومترية الهندسية (أنظمة إحداثيات مُطبقة على قياسات القالب الداخلي) للسماح بالمقارنة بين عينات ذات أحجام مختلفة. يمكن أيضًا أخذ القياسات بالرجوع إلى منطقة بروكا ، وارتفاع القالب الداخلي على فترات 25% من الطول الأقصى، ومعامل القبو ( متوسط ​​الطول الأقصى والعرض والارتفاع الأوسط). [ 13 ] على الرغم من إمكانية إجراء قياسات أخرى، إلا أن اختيار المعالم لا يكون متسقًا دائمًا بين الدراسات. [ 7 ] [ 13 ]

نمط الالتفاف والتنظيم الدماغي

تُعدّ التلافيف، وهي التلافيف والأخاديد الفردية التي تُشكّل طيات الدماغ، أصعب جوانب القالب الداخلي للدماغ من حيث التقييم الدقيق. غالبًا ما يُوصف سطح الدماغ بأنه أملس وغير واضح المعالم، نظرًا لوجود الأغشية السحائية والأوعية الدموية التي تُغطيه. من الممكن ملاحظة أنماط التلافيف والأخاديد الكامنة إذا كان القالب الداخلي دقيقًا أو محفوظًا جيدًا، ولكن عدم اليقين المرتبط بهذه الأنماط غالبًا ما يُثير جدلًا. [ 1 ] ولأن أحافير الأسترالوبيثكس القوية تُظهر هذه التفاصيل، تُدرج التلافيف في دراسة القوالب الداخلية للدماغ كلما كان ذلك مناسبًا. [ 7 ]

عدم التناظر

تُعدّ درجة عدم التناظر بين نصفي الدماغ الأيمن والأيسر موضع اهتمام معظم علماء الأحياء العصبية القديمة، إذ يُمكن ربطها باليد المُفضّلة أو تطور اللغة لدى الكائن الحي. وينشأ عدم التناظر نتيجةً لتخصص نصفي الدماغ ، ويُلاحظ نوعيًا وكميًا. ويُعرف عدم تساوي نصفي الدماغ بـ" الفص القذالي" ، ويتميز بوجود فص أعرض و/أو بارز عن الفص المقابل. فعلى سبيل المثال، عادةً ما يكون لدى الشخص الذي يستخدم يده اليمنى فص قذالي أيسر وفص جبهي أيمن أكبر من الفصين المقابلين. كما ينشأ الفص القذالي نتيجةً لتخصص مراكز الاتصال في القشرة الأمامية للدماغ لدى الإنسان الحديث. ويُعدّ الفص القذالي أسهل في الكشف عنه من الفص الجبهي. [ 7 ] تم توثيق بعض أوجه عدم التناظر في عينات من الإنسان المنتصب، مثل عينة الإنسان الأحمر (Homo redolfensis) التي يعود تاريخها إلى 1.8 مليون سنة، والتي تُشابه أوجه عدم التناظر نفسها لدى البشر المعاصرين. [ 4 ] أظهرت بعض الغوريلا بروزات دماغية بارزة، لكنها لا تُوجد مُجتمعة مع بروزات أخرى كما هو الحال دائمًا تقريبًا لدى البشر. يستخدم العلماء وجود هذه البروزات للدلالة على التطور، لكنها ليست مؤشرًا قاطعًا على التطور نحو دماغ أقرب إلى دماغ الإنسان. [ 7 ]

أنماط السحايا

على الرغم من أن الأغشية السحائية لا ترتبط بالسلوك، إلا أنها لا تزال تُدرس في مجال علم الأحياء العصبية القديمة نظرًا لدرجة الحفاظ العالية على أنماط الأغشية السحائية داخل النوع الواحد، مما قد يُستخدم كوسيلة لتحديد التصنيف والتطور السلالي . [ 7 ]

الأوعية الدموية داخل الجمجمة

نظرًا لأن الأوعية الدموية السحائية تُشكل جزءًا من الطبقة الخارجية للدماغ، فإنها غالبًا ما تترك أخاديد وعائية في تجويف الجمجمة، والتي تُحفظ في القوالب الداخلية. تنشأ الأوعية الدموية داخل الجمجمة حول الثقوب الموجودة فيها، وفي الجسم الحي، تُغذي هذه الأوعية قبة الجمجمة والأم الجافية . وقد حُفظت هذه الأوعية الدموية بشكل جيد في بعض الأحافير لدرجة أنه يُمكن ملاحظة الفروع النهائية للجهاز الدوري . يركز تحليل الأوعية الدموية القحفية على الجهاز السحائي الأمامي في المنطقة الجبهية، والجهاز السحائي الأوسط في المنطقة الجدارية الصدغية وجزء من المنطقة القذالية الأمامية، وجهاز الحفرة المخيخية في منطقة المخيخ. وقد شهد الجهاز السحائي الأوسط أكبر قدر من التغيرات خلال تطور أشباه البشر. على الرغم من أن الأوعية الدموية القحفية قد خضعت لدراسة مستفيضة خلال القرن الماضي، إلا أنه لم يتم التوصل إلى إجماع بشأن مخطط لتحديد فروع وأنماط الجهاز الوعائي، وذلك نتيجة لقلة التداخل في نتائج الدراسات. ولذلك، تُعد الأوعية الدموية داخل الجمجمة أنسب لاستنتاج كمية الدم التي تصل إلى أجزاء الدماغ المختلفة. [ 14 ]

حجم الفص النسبي

يستحيل تحديد الموقع الدقيق للتلم المركزي أو ما قبل المركزي من خلال قالب داخلي. ومع ذلك، يمكن أن يوفر فكرة تقريبية عن أحجام الفصوص. [ 4 ]

دلالة

يُمكّن علم الأحياء العصبية القديمة الباحثين من دراسة الطبيعة التطورية لتضخم الدماغ البشري . تقليديًا، ركّز علماء الأحياء العصبية القديمة على تحديد حجم الدماغ القديم والأنماط التي ظهرت بين الأنواع ذات الصلة. ومن خلال إيجاد هذه القياسات، تمكّن الباحثون من التنبؤ بمتوسط ​​وزن الجسم للأنواع. كما تكشف قوالب الدماغ الداخلية عن سمات الدماغ القديم، بما في ذلك الحجم النسبي للفصوص ، وإمداد الدم، وغيرها من المعلومات العامة حول تشريح الأنواع المتطورة. [ 4 ]

القيود

على الرغم من فائدة علم الأعصاب القديم في دراسة تطور الدماغ، إلا أن هناك بعض القيود على المعلومات التي يقدمها. فالنطاق المحدود وعدم اكتمال السجل الأحفوري يعيقان قدرة علم الأحياء العصبية القديمة على توثيق مسار تطور الدماغ بدقة. [ 15 ] علاوة على ذلك، يُعد الحفاظ على الأحافير ضروريًا لضمان دقة القوالب الداخلية المدروسة. [ 16 ] قد يؤدي التجوية والتعرية والتشوه التدريجي العام إلى تغيير القوالب الداخلية المستخرجة طبيعيًا أو تلك المُنشأة من أحافير موجودة. [ 17 ] كما يصعب قياس ووصف مورفولوجيا الدماغ، مما يزيد من تعقيد الملاحظات المستخلصة من دراسة القوالب الداخلية. [ 16 ] إضافة إلى ذلك، لا يقدم علم الأحياء العصبية القديمة سوى القليل من المعلومات حول التشريح الفعلي داخل أدمغة الأنواع المدروسة؛ إذ تقتصر دراسة القوالب الداخلية على التشريح الخارجي فقط. ولا تزال العلاقة بين سمات الجمجمة الداخلية غامضة. لا تكشف دراسة علم الأعصاب القديم المقارن في الغالب إلا عن اختلافات في حجم الجمجمة الداخلية بين الأنواع ذات الصلة، مثل الغوريلا . ونظرًا لعدم وجود علاقة مباشرة مثبتة بين حجم الدماغ والذكاء، فلا يمكن استخلاص سوى استنتاجات فيما يتعلق بسلوك النمو لدى الأقارب القدماء لجنس الإنسان .

يتم حاليًا معالجة هذه القيود في علم الأحياء العصبية القديمة من خلال تطوير أدوات أكثر تقدمًا لتحسين دراسة القوالب الداخلية.

دراسات ذات أهمية

شكل الدماغ، والذكاء، والأداء المعرفي

استكشفت دراسات حديثة أجراها إميليانو برونر، ومانويل مارتن-لوتشيس، وميغيل بورغاليتاك، وروبرتو كولوم، العلاقة بين شكل الدماغ في المستوى السهمي المتوسط ​​وسرعة التفكير. تضمنت هذه الدراسة اختبارات معرفية لأفراد بشريين، وقارنوها ببيانات بشرية منقرضة. استخدم الباحثون صورًا ثنائية الأبعاد من 102 شاب بالغ خضعوا للتصوير بالرنين المغناطيسي للمقارنة. تشير هذه الارتباطات الضعيفة إلى أن تأثير هندسة الدماغ في المستوى السهمي المتوسط ​​على الأداء المعرفي الفردي ضئيل، ولكنه مع ذلك يوفر معلومات مفيدة حول السمات التطورية للدماغ. ويبدو أن المناطق المرتبطة بالقشرة الجدارية متورطة في العلاقات بين هندسة الدماغ وسرعة التفكير. [ 18 ]

الأمراض التنكسية والاضطرابات الوظيفية

يعتقد العالم ج. غيكا أن استخدام علم الأحياء العصبية القديمة هو أفضل طريقة لتحليل العديد من حالات التنكس العصبي التي تؤدي إلى أمراض مثل مرض باركنسون ، وخلل الحركة ، واضطرابات المشي، ومرض باجيت العظمي ، واختلال الجهاز العصبي اللاإرادي ، وغيرها. وقد أظهرت دراسة سابقة أجراها إس. آي. رابوبورت حول مرض الزهايمر لدى الإنسان العاقل أهمية استخدام منظور داروين لفهم هذا المرض وأعراضه بشكل أفضل. [ 19 ] والهدف هو تحديد الآليات الجينية التي تؤدي إلى ضمور دماغي بؤري أو غير متناظر، مما ينتج عنه أعراض متلازمية تؤثر على المشي، وحركات اليد (أي نوع من أنواع الحركة)، واللغة، والإدراك، والمزاج، واضطرابات السلوك.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 برونر، إميليانو (2003). "آثار أحفورية للفكر البشري: علم الأحياء العصبية القديمة وتطور جنس الإنسان" (ملف PDF) . مجلة العلوم الأنثروبولوجية . 81 : 29-56 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26-04-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 01-12-2011 .
  2. ↑ بيانفينو، تيبو؛ غاي، فرانك؛ كوديزر، والتر؛ جيليسن، إيمانويل؛ روالد، جورج؛ فينيو، باتريك؛ برونيه، ميشيل (2011). "تقييم الاختلافات داخل الجمجمة لدى القردة العليا والبشر باستخدام بيانات ثلاثية الأبعاد من قوالب افتراضية" (ملف PDF) . المجلة الأمريكية لعلم الإنسان الفيزيائي . 145 (2): 231-236 . doi : 10.1002/ajpa.21488 . PMID 21365614 . 
  3. 1 2 فالك، دين (1987). "علم الأحياء العصبية القديمة لأشباه البشر". المراجعة السنوية لعلم الإنسان . 16 : 13-30 . doi : 10.1146/annurev.an.16.100187.000305 . JSTOR 2155862 . 
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 هولواي، رالف ل.؛ شيروود، تشيت س.؛ هوف، باتريك ر.؛ ريلينغ، جيمس ك. (2009). "تطور الدماغ لدى البشر - علم الأعصاب القديم". موسوعة علم الأعصاب . ص 1326-1334 . doi : 10.1007/978-3-540-29678-2_3152 . ISBN  978-3-540-23735-8.
  5. ↑ نورثكوت، جلين (أغسطس 2001). "وجهات نظر متغيرة حول تطور الدماغ". نشرة أبحاث الدماغ . 55 (6): 663-674 . doi : 10.1016/S0361-9230(01)00560-3 . PMID 11595351. S2CID 39709902 .  
  6. 1 2 3 بوخهولتز، إميلي أ.؛ سيفارث، إرنست-أوغست (2001). "دراسة "الأدمغة الأحفورية": تيلي إيدنجر (1897-1967) وبدايات علم الأعصاب القديمة" . بيوساينس . 51 ( 8): 674. doi : 10.1641/0006-3568(2001)051 [ 0674:TSOFBT ] 2.0.CO ؛ 2. ISSN 0006-3568 . 
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 هولواي، رالف ل.؛ دوغلاس س. برودفيلد؛ مايكل س. يوان (2004). سجل الأحافير البشرية، المجلد الثالث: قوالب الدماغ الداخلية - الأدلة العصبية القديمة . وايلي-ليس . ISBN 978-0-471-41823-8.
  8. 1 2 مارينو، لوري؛ أوهين، مارك د.؛ باينسون، نيكولاس د.؛ فروليتش، برونو (2003). "إعادة بناء تطور دماغ الحيتان باستخدام التصوير المقطعي المحوسب" . السجل التشريحي، الجزء ب: عالم التشريح الجديد . 272ب (1): 107-117 . doi : 10.1002/ar.b.10018 . PMID 12731077 . 
  9. ^ بوزا ري، إيفا ماريا؛ أرسواجا، خوان لويس (2009). "إعادة التشكيل ثلاثي الأبعاد بواسطة التصوير المقطعي المحوسب (CT) والغدد الصماء الفضيلة للرافعة 5 في موقع Sima de Los Huesos (Atapuerca)". الأنثروبولوجيا . 113 : 211– 21. دوى : 10.1016/j.anthro.2008.12.004 .
  10. 1 2 مافارت، برتراند؛ غاسبار غيبير؛ ماري أنطوانيت دي لوملي؛ جيرار سوبسول (17 مايو 2004). "التصوير الحاسوبي ثلاثي الأبعاد على أحافير أشباه البشر: خطوة جديدة في دراسات التطور البشري". مجلة الجمعية الكندية لأخصائيي الأشعة . 55 (4): 264-270 . PMID 15362351 . 
  11. ↑ فانييه، إم دبليو؛ كونروي، جي سي؛ كريج، جيه؛ فالك، دي (1987). "التصوير ثلاثي الأبعاد لعلم الأحياء الرئيسيات". وقائع الجمعية الوطنية لرسومات الحاسوب . 3 : 156-160 .
  12. ↑ هولواي، رالف ل. (1966). "سعة الجمجمة، وإعادة تنظيم الجهاز العصبي، وتطور أشباه البشر: بحث عن معايير أكثر ملاءمة" . عالم الأنثروبولوجيا الأمريكي . 68 (1): 103-121 . doi : 10.1525/aa.1966.68.1.02a00090 .
  13. 1 2 برونر، إميليانو (2004). "القياسات المورفومترية الهندسية وعلم الأعصاب القديم: تطور شكل الدماغ في جنس Home ". مجلة التطور البشري . 47 (5): 279-303 . CiteSeerX 10.1.1.461.2334 . doi : 10.1016/j.jhevol.2004.03.009 . PMID 15530349 .  
  14. ↑ غريمو-هيرفيه، دومينيك (2004). "الجزء الخامس - الأوعية الدموية داخل الجمجمة". في: هولواي، رالف ل.؛ برودفيلد، دوغلاس س.؛ يوان، مايكل س. (محررون). سجل الأحافير البشرية، المجلد الثالث: قوالب الدماغ الداخلية - الأدلة العصبية القديمة . وايلي-ليس . ISBN 978-0-471-41823-8.
  15. ↑ روجرز، سكوت و. (2005). "إعادة بناء سلوكيات الأنواع المنقرضة: رحلة في علم الأعصاب القديم المقارن". المجلة الأمريكية لعلم الوراثة الطبية . 134أ ( 4): 349-356 . doi : 10.1002/ajmg.a.30538 . PMID 15759265. S2CID 21796888 .  
  16. 1 2 برونر، إميليانو؛ مانزي، جورجيو؛ أرسواغا، خوان لويس (2003). تطور الدماغ ومسارات التناسب في جنس الإنسان: أدلة من سلالات إنسان نياندرتال والحديث . المجلد 100. الصفحات 15335-15340 . Bibcode : 2003PNAS..10015335B . doi : 10.1073/pnas.2536671100 . ISBN   978-2-536-67110-7. PMC 307568 . PMID 14673084 .  {{cite book}}تم |journal=تجاهله ( مساعدة )
  17. ↑ برونر، إميليانو (نوفمبر 2004). "القياسات المورفومترية الهندسية وعلم الأعصاب القديم: تطور شكل الدماغ في جنس الإنسان" (ملف PDF) . مجلة التطور البشري . 47 (5): 279-303 . CiteSeerX 10.1.1.461.2334 . doi : 10.1016/j.jhevol.2004.03.009 . PMID 15530349. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 ديسمبر 2011 .  
  18. ↑ برونر، إميليانو؛ مانويل مارتن-لوتشيس؛ ميغيل بورغاليتا؛ روبرتو كولوم (مارس-أبريل 2011). "ارتباط شكل الدماغ في المستوى السهمي المتوسط ​​بالذكاء والأداء المعرفي" (ملف PDF) . الذكاء . 39 ( 2-3 ): 141-147 . doi : 10.1016/j.intell.2011.02.004 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 ديسمبر 2011 .
  19. ↑ رابوبورت، إس آي (1988). "تطور الدماغ ومرض الزهايمر". مراجعة علم الأعصاب . باريس. 144 (2): 79-90 . PMID 2898165 .