我們都知道，大腦是由軟組織所構(gòu)成的，所以在死亡后數(shù)分鐘內(nèi)就會因?yàn)樽匀芏_始分解。一般情況下，自溶會從大腦和肝臟開始，隨后就是腐敗，這是一個(gè)將組織變成氣體、液體和鹽的分子過程。科學(xué)家曾經(jīng)在某些潮濕缺氧的環(huán)境中找到了罕見的，仿佛是被“腌漬”過的人類大腦。就比如說2600多年前的黑絲林頓人大腦。但是在考古記錄中的史前人類大腦寥寥無幾，因此，科學(xué)家缺乏完好的尼安德特人和早期智人大腦以供研究。

但一支富有創(chuàng)新精神的團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算神經(jīng)解剖學(xué)方法，重建了這樣的大腦，并且首次制作了3D模型。這項(xiàng)研究發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》雜志。

“我們重建了顱骨化石內(nèi)的一個(gè)大腦，這在該領(lǐng)域是一個(gè)全新的嘗試。”共同作者、慶應(yīng)義塾大學(xué)機(jī)械工程系的荻原直道(Naomichi Ogihara)說。

荻原直道和另兩名作者佐藤則宏(Norihiro Sadato)、赤澤健(TakeruAkazawa)以及同事們一道，利用四個(gè)尼安德特人和四個(gè)早期智人顱骨化石的虛擬鑄件，重建了他們的大腦。這些尼安德特人的棲息地位于如今的以色列、法國和直布羅陀，那些早期智人則來自于以色列和捷克。

然后，研究人員使用1,185個(gè)活人的大腦核磁共振成像數(shù)據(jù)，建立普通人的大腦模型。他們還參考了非人靈長類動物的大腦，以及3.2萬年前一個(gè)克魯馬努人的顱骨。

由此產(chǎn)生的電腦模型經(jīng)過調(diào)整，以匹配尼安德特人和早期智人顱骨化石虛擬鑄件的形狀。這使研究人員可以預(yù)測這些史前人類的大腦可能長什么樣，以及兩個(gè)種群的大腦區(qū)域有何不同。

應(yīng)該指出的是，很多研究人員認(rèn)為，尼安德特人和我們是同一個(gè)物種。荻原直道說，有充分的證據(jù)“證明尼安德特人與智人進(jìn)行過雜交。我們也這樣認(rèn)為”。

因此，現(xiàn)今的大多數(shù)人都保留了尼安德特人的DNA，包括祖籍北非的人以及帶有歐亞血統(tǒng)的人。

這項(xiàng)研究中的早期智人甚至也可能和尼安德特人有血緣關(guān)系。

“我們肯定不能排除這樣一種可能性，即我們使用的樣本已經(jīng)是早期智人與尼安德特人的雜交后代?！陛对钡勒f。

但他補(bǔ)充說，“不過，也沒有明顯的理由這樣認(rèn)為，所以我們假定，這項(xiàng)研究中使用的樣本不是早期智人和尼安德特人的雜交后代?！?/p>

先前的研究顯示，尼安德特人的大腦比解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代人類更大。荻原直道的電腦模型證實(shí)了這一點(diǎn)。但他們認(rèn)為，大腦更大未必意味著更好。

他們發(fā)現(xiàn)，尼安德特人和早期智人的大腦形態(tài)有著顯著差異，比如早期智人的小腦更大。而小腦與語言理解和生成能力、工作記憶以及認(rèn)知靈活性有關(guān)，因此他們認(rèn)為，早期智人在這些能力方面要強(qiáng)于尼安德特人。

“這并不是說尼安德特人不會處理語言?！陛对钡勒f，“我們認(rèn)為，他們能進(jìn)行口頭交流，但由于大腦結(jié)構(gòu)的不同，他們使用語言的社交能力可能很有限?！?/p>

尼安德特人也許更依賴于視覺信息。他們被認(rèn)為是世界上最早的藝術(shù)家。之前，考古學(xué)家在西班牙的三個(gè)尼安德特人洞穴中發(fā)現(xiàn)了6.5萬年前的壁畫，這是已知最早的洞穴藝術(shù)。

荻原直道和同事們認(rèn)為，尼安德特人的枕葉比早期智人更大。

“枕葉是視覺處理中心。”荻原直道解釋說，“尼安德特人可能需要較大的枕葉來彌補(bǔ)歐洲較弱的光線環(huán)境”。

因此，尼安德特人也許無法像早期智人那樣進(jìn)化出更大的小腦。

大腦之間的對比研究存在固有的難點(diǎn)，因?yàn)槟呐率侨缃裢晃锓N的個(gè)體，大腦也不盡相同。例如，男人的大腦往往略大于女人的大腦，但大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，大腦的大小未必與智力高低有關(guān)。

當(dāng)早期智人開始控制尼安德特人的地盤時(shí)，尼安德特人更大的大腦似乎沒有優(yōu)勢可言。雖然尼安德特人在某種程度上被現(xiàn)代智人吸收(通過他們的DNA)，但他們的滅絕被普遍認(rèn)為開始于約4萬年前。這一時(shí)期恰逢越來越多的早期智人遷移到歐亞大陸。

荻原直道說，其團(tuán)隊(duì)的研究不能斷定尼安德特人消失的原因。但他說，研究表明，尼安德特人和早期智人的大腦結(jié)構(gòu)存在先天的形態(tài)差異，這可能導(dǎo)致了認(rèn)知和社交能力的差異。

他說，“即使差異很小，但在自然選擇面前，也可能變得很明顯?！?/p>

對于尼安德特人的大腦能力究竟如何，目前仍無定論。加泰羅尼亞高級研究所的喬奧·茲爾霍(JoaoZilhao)是發(fā)現(xiàn)尼安德特人洞穴壁畫的團(tuán)隊(duì)成員之一。

茲爾霍說，尼安德特人和早期智人肯定都已經(jīng)擁有高等象征性行為(比如洞穴藝術(shù)和人體裝飾)所需要的認(rèn)知能力。

“我們發(fā)現(xiàn)尼安德特人和早期智人都具有這種能力，意味著這種能力在50萬年前就出現(xiàn)在了二者的共同祖先身上。”他說，“因此，我覺得完全可以認(rèn)為，一種可能的情況是大腦、語言和象征性思維在共同進(jìn)化，而且從我們在化石記錄中看到的腦容量大的史前人類開始，也就是從至少150萬年前開始，我們所知的人類認(rèn)知基礎(chǔ)就已經(jīng)存在?！?/p>

對于這樣的解釋，荻原直道和同事們持開放態(tài)度。

“我們希望與研究人腦進(jìn)化等相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者交流想法，進(jìn)一步完善我們的方法?！彼f，“我們也有興趣將我們的方法應(yīng)用于其他人種的大腦重建?！?/p>