뇌의 진화

Evolution of the brain
유인원에서 인간으로의 뇌의 진화

뇌의 진화와 그것을 지배하는 원리에 대해 많은 것을 발견할 수 있다.많은 것이 발견되었지만, 현재 알려진 모든 것이 잘 알려진 것은 아니다.뇌의 진화는 포유류와 같은 분류학급 내에서 다른 분류학급에 걸쳐 더욱 다양한 적응을 보이는 것으로 보인다.뇌에서 신체 사이즈는 이율계로 [1]측정된다.이것은 몸의 크기가 변화함에 따라, 두뇌와 [2]몸을 연결하는 다른 생리학적, 해부학적, 그리고 생화학적 구성도 변화함을 의미합니다.몸집이 작은 포유류는 몸에 비해 상대적으로 큰 뇌를 가지고 있는 반면, 고래와 같은 큰 포유류는 뇌 대 몸의 비율이 더 작습니다.영장류의 몸무게에 대해 뇌의 무게를 나타낸다면 표본점의 회귀선은 영장류 종의 두뇌 능력을 나타낼 수 있다.예를 들어 여우원숭이들은 이 선 아래로 떨어집니다. 이것은 같은 크기의 영장류의 경우, 우리는 더 큰 뇌 크기를 기대한다는 것을 의미합니다.인간은 여우원숭이보다 더 많은 뇌염을 앓고 있음을 나타내는 선 위에 누워있다.사실, 인간은 다른 [3]영장류와 비교했을 때 더 많이 뇌화된다.이것은 인간의 뇌가 그것의 크기에 비해 그것의 복잡성에서 더 큰 진화적 증가를 나타냈다는 것을 의미한다.이러한 진화적 변화들 중 일부는 단백질과 다른 기관들과 같은 여러 유전적 요인들과 연관되어 있는 것으로 밝혀졌다.

뇌 발달의 초기 역사

주요 기사:신경계의 진화

전체적인 뇌의 진화를 이해하기 위한 한 가지 접근법은 화학 및 전기 신호를 허용하는 구조에서 계속 증가하는 복잡성의 필요성을 추적하기 위해 고고학적 연대표를 사용하는 것입니다.뇌와 다른 연조직은 광물화된 조직만큼 쉽게 화석화되지 않기 때문에, 과학자들은 종종 뇌의 진화에 대한 이해를 얻기 위해 화석 기록의 증거로 다른 구조물을 찾는다.하지만, 이것은 화학 및 전기적 [4][5]신호 전달에 대한 증거 이전에 화석화할 수 있는 보호 뼈나 다른 보호 조직을 가진 더 복잡한 신경계를 가진 유기체의 출현으로 인해 딜레마에 이르게 된다.2008년의 증거는 전기와 화학 신호를 전달하는 능력이 더 복잡한 다세포 생명체 [4]이전에도 존재했다는 것을 보여주었다.

그러나 뇌 또는 다른 연조직의 화석화는 가능하며, 과학자들은 최초의 뇌 구조가 적어도 5억 2100만 년 전에 나타났으며, 예외적으로 [6]보존된 장소에 존재하는 화석 뇌 조직과 함께 나타났다고 추론할 수 있다.

뇌의 진화를 이해하기 위한 또 다른 접근법은 복잡한 신경계를 가지고 있지 않은 현존하는 유기체들을 살펴보는 것입니다. 화학적인 혹은 전기적 메시지를 가능하게 하는 해부학적 특징들을 비교합니다.예를 들어 choanoflagellate는 전기적 신호에 중요한 다양한 막 채널을 가진 유기체이다.choanoflagellates'의 막 통로는 동물 세포에서 발견되는 것과 상동성이며, 이는 초기 choanoflagellates와 동물의 [4]조상 사이의 진화적 연관성에 의해 뒷받침된다.전기 신호를 전달하는 능력을 가진 현존 유기체의 또 다른 예는 신경계의 [7]존재 없이 전기 자극을 전파할 수 있는 다세포 유기체인 유리 스폰지입니다.

뇌의 진화적 발달 이전에, 가장 단순한 형태의 신경계인 신경망이 발달했다.이 신경망은 진화적으로 발달한 두뇌의 일종의 전조였다.그것들은 Cnidaria에서 처음 관찰되었고, 유기체가 신체적인 접촉에 반응할 수 있도록 하는 여러 개의 뉴런으로 구성되어 있다.그들은 음식과 다른 화학물질을 초보적으로 탐지할 수 있지만, 이 신경망은 자극의 근원을 탐지하도록 허락하지 않는다.

Ctenophore는 또한 뇌 또는 중추신경계에 대한 이러한 조잡한 전구체를 보여주지만, 그것들은 Porifera와 Cnidaria 문 이전에 계통학적으로 분리되었다.현재 신경망의 출현에 관한 두 가지 이론이 있다.한 가지 이론은 신경망이 크테노포어와 크니다리아에서 독립적으로 발달했을 수 있다는 것이다.다른 이론은 공통의 조상이 신경망을 발달시켰을 수도 있지만, 그것들은 Porifera에서 사라졌다고 말한다.평균 뉴런 크기와 패킹 밀도를 비교하면서 영장류와 포유류의 뇌 사이의 차이를 보여준다.[8]

쥐, 닭, 원숭이, 유인원을 대상으로 한 연구에 따르면 뇌 진화의 추세는 더 진화한 종들이 기본적인 행동에 책임이 있는 구조를 보존하는 경향이 있다고 결론지었다.인간의 뇌를 원시적인 뇌와 비교한 장기간의 인간 연구는 현대 인간의 뇌가 원시적인 후뇌 영역, 즉 대부분의 신경과학자들이 원시적인 뇌라고 부르는 영역을 포함하고 있다는 것을 발견했다.뇌의 이 부분의 목적은 유기체가 그들의 몸이 적응하는 것을 돕기 위해 사용하는 자기 조절 과정인 기본적인 항상성 기능을 유지하는 것입니다.주둥이와 주둥이는 그곳에서 발견된 주요 구조물이다.뇌의 새로운 영역은 후뇌가 출현한 지 약 2억 5천만 년 후에 포유동물에서 발달했다.이 지역은 고생대뇌로 알려져 있으며, 주요 부분은 변연계라고 불리는 해마와 아미그달라스입니다.변연계는 감정적, 성적, 싸움적 행동을 포함한 더 복잡한 기능을 다룬다.물론 척추동물이 아닌 동물들도 뇌를 가지고 있고, 그들의 뇌는 별도의 진화 역사를 [6]거쳤다.

뇌간과 변연계는 주로 핵에 기반을 두고 있는데, 핵은 기본적으로 단단히 채워진 뉴런과 그것들을 서로 연결하는 축삭 섬유로 이루어진 뭉쳐진 군집이다.다른 두 개의 주요 뇌 영역(대뇌와 소뇌)은 피질 구조에 기초합니다.피질의 외주에는 뉴런이 몇 밀리미터 두께의 층으로 배열되어 있습니다.각 층 사이를 이동하는 축삭이 있지만, 축삭 덩어리의 대부분은 뉴런 그 자체 아래에 있습니다.피질 뉴런과 대부분의 축삭 섬유 조직이 공간을 두고 경쟁할 필요가 없기 때문에, 피질 구조는 핵 뉴런보다 더 쉽게 확장될 수 있습니다.피질의 주요 특징은 표면적에 따라 확장되기 때문에 디너 냅킨을 유리컵에 쑤셔넣는 것과 같은 방법으로 더 많은 부분을 회전을 도입함으로써 두개골 안에 넣을 수 있다는 것이다.회전의 정도는 일반적으로 더 복잡한 행동을 하는 종에서 더 커지는데, 이것은 늘어난 표면적으로부터 이득을 얻습니다.

소뇌 또는 "작은 뇌"는 인간의 뇌간 뒤편과 대뇌 후두엽 아래에 있습니다.그 목적은 미세한 감각 운동 작업의 조정을 포함하며, 손과 발을 수반할 수 있는 언어 및 다른 운동 기술과 같은 일부 인지 기능에 관여할 수 있다.소뇌는 평형을 유지하는데 도움을 준다.소뇌의 손상은 삶의 모든 신체적 역할에 영향을 미칠 것이다.인간의 소뇌 피질은 대뇌 피질보다 훨씬 더 정교하게 복잡하다.그것의 내부 축삭 섬유소는 수목 비테 또는 생명의 나무라고 불립니다.

최근의 진화적 변화가 가장 많은 뇌의 영역을 신피질이라고 합니다.파충류와 어류에서, 이 영역은 팔리움이라고 불리며, 포유류에서 발견되는 것보다 체질량에 비해 작고 단순합니다.연구에 따르면, 대뇌는 약 2억 년 전에 처음 발달했다.언어, 사고, 그리고 관련 정보 [9]처리 형태와 같은 더 높은 인지 기능을 담당합니다.그것은 또한 감각 입력을 처리하는 것을 담당합니다(정보 공유기 역할을 하는 변연계의 부분인 시상과 함께).시상은 대뇌피질에 전달되기 전에 다른 감각을 받는다.그 기능의 대부분은 잠재의식이다.즉, 의식에 의한 검사나 개입이 불가능하다.신피질은 변연계 구조의 정교함, 즉 성장 이상으로, 긴밀하게 통합되어 있습니다.신피질은 전체 뇌의 절반을 차지하는 부피이기 때문에 많은 뇌 기능을 조절하는 주요 부위이다.신피질에서 이러한 최근의 진화적 변화의 발달은 새로운 뉴럴 네트워크 형성과 특정 유전자 구성 요소의 긍정적인 선택의 결과로 개발되었을 가능성이 있습니다.

뇌의 진화에 있어서의 태아학의 역할

상세정보 : 태아학 및 뇌발달 일정

화석 기록을 연구하는 것 외에도, 진화 역사는 배아학을 통해 조사할 수 있다.태아는 태어나지 않은/부화되지 않은 동물이고, 배아 발달 과정이 종에 걸쳐 어떻게 보존되는지 관찰함으로써 진화 역사를 연구할 수 있다.다른 종들 간의 유사성은 진화적 연관성을 나타낼 수 있다.인류학자들이 종간의 진화적 연관성을 연구하는 한 가지 방법은 맞춤법을 관찰하는 것이다.직교 유전자는 진화적으로 선형 혈통에 의해 연관된 종들 사이의 두 개 이상의 상동 유전자로 정의된다.배아학을 사용함으로써 뇌의 진화를 다양한 종 사이에서 추적할 수 있다.

배아 신경 발달에 중요한 역할을 하는 성장인자인 골형성단백질(BMP)은 척추동물들 사이에서 잘 보존되어 있으며, BMP가 신경 볏 발달을 가능하게 하는 형태소인 SHH(Sonic Hogen)도 보존되어 있다.배아학을 사용하여 이러한 성장 요인을 추적하는 것은 뇌의 어떤 영역이 진화 과정에서 분기했는지에 대한 더 깊은 이해를 제공합니다.이러한 성장 인자의 다양한 수준은 다른 배아 신경 발달로 이어지며, 이는 다시 미래 신경 시스템의 복잡성에 영향을 미칩니다.다양한 종에 걸친 다양한 태아 단계에서 뇌의 발달을 연구하는 것은 역사적으로 어떤 진화적 변화가 일어났는지에 대한 추가적인 통찰력을 제공합니다.그런 다음 이를 통해 과학자들은 신경망의 다양성, 성장인자 생산, 단백질 코딩 선택 및 기타 유전적 요인에 대한 연결과 같이 그러한 변화를 야기할 수 있는 요인을 조사할 수 있다.

액세스 랜덤화 및 브레인 스케일업

몇몇 동물 세포들은 진화를 통해 뇌가 크게 확대되었지만, 대부분의 동물 집단은 극히 작은 뇌를 가진 종으로만 구성되어 있다.일부 과학자들은[who?] 이러한 차이는 척추동물과 두족류 뉴런이 신경망의 확장성 문제를 극복하는 방식으로 진화했기 때문이라고 주장하지만 대부분의 동물 집단은 그렇지 않다.그들은 전통적인 신경망이 확장될 때 기능을 개선하지 못하는 이유는 이전에 알려진 확률에 기초한 필터링이 완전히 잘못된 세계관을 제공하는 잘못된 통계 증거를 만드는 자기 충족적 예언과 같은 편견을 유발하기 때문이며 무작위 액세스가 이 문제와 할당을 극복할 수 있다고 주장한다.뇌는 더 큰 뇌에서 특정한 문턱에서 새로운 세계관을 형성하는 능력을 이끄는 더 분별력 있는 조건반사로 확장될 것이다.이것은 뉴런이 무작위화되지 않은 방식으로 확장될 때 신경망이 새로운 형성에 노출되지 않고서는 더 복잡한 시스템을 처리할 수 없기 때문에 그들의 기능이 더 제한된다는 것을 의미한다.이는 순간적인 특권적 접근이 물리적으로 불가능하더라도 결국 전체 뇌가 많은 교대조 동안 모든 정보에 접근할 수 있도록 하는 무작위화로 설명된다.그들은 척추동물 뉴런이 RNA를 포함한 바이러스 같은 캡슐을 전달하는데, 그것은 때때로 그것이 전달되는 뉴런에서 읽히고 때로는 읽지 않은 뉴런에서 전달되어 무작위화된 접근을 생성하며, 두족류 뉴런은 같은 유전자의 다른 단백질을 만들어 집중력의 무작위화를 위한 또 다른 메커니즘을 제시한다.둘 다 진화적으로 [10][11][12]뇌를 확장시킬 가치가 있는 정보입니다.

뇌의 재배치

생체내 자기공명영상(MRI)과 조직샘플링을 사용하여 각 호미노이드 종 멤버의 다른 피질 샘플을 분석하였다.각각의 종에서, 신경 조직을 상세하게 묘사할 수 있는, 특정 영역은 상대적으로 확대되거나 축소되었다.피질 영역의 다른 크기들은 호미노이드 뇌가 어떻게 구성되는지에 대한 변화였던 특정한 적응, 기능적 전문화 그리고 진화적 사건들을 보여줄 수 있다.초기 예측에서는 일반적으로 행동과 사회적 상호작용에 전념하는 뇌의 큰 부분인 전두엽이 인간과 인간 사이의 행동 차이를 예측한다고 생각되었다.이 이론을 부정하는 것은 인간과 인간 모두의 전두엽에 대한 손상이 비정형적인 사회적, 정서적 행동을 보인다는 것을 뒷받침하는 증거였다. 따라서, 이러한 유사성은 전두엽이 재편성을 위해 선택될 가능성이 매우 낮다는 것을 의미한다.대신, 현재 진화는 특정 행동과 엄격하게 연관된 뇌의 다른 부분에서 일어났다고 믿어지고 있다.일어난 재편성은 체적 측정보다는 조직적인 것으로 생각됩니다; 반면 뇌의 부피는 상대적으로 동일하지만 표면 해부학적 특징의 특정한 위치였습니다, 예를 들어, 월경성 설갑은 뇌가 신경학적 [13]재편성을 거쳤다는 것을 암시합니다.또한 초기 호미닌 계통이 신경 재조직의 개념을 지지하는 휴지기, 즉 휴면기를 거쳤다는 증거도 있다.

초기 인류와 인류에 대한 치과 화석 기록은 오스트랄로피테카인과 호모 일원을 포함한 미성숙한 인류들이 정지기를 보낸다는 것을 보여준다(Bown et al. 1987).휴지기는 성인 치아의 발진이 없는 기간으로, 이 시기에 아이는 사회 구조와 문화의 발달에 더 익숙해진다.이 기간 동안 아이는 다른 호미노이드보다 더 많은 이점을 얻게 되고,[14] 몇 년 동안 언어 발달과 공동체 내에서 협력하는 법을 배우는데 전념하게 된다.이 시기는 뇌화와 관련해서도 논의된다.침팬지들은 이 중립적인 치아 기간을 가지지 않는다는 것이 밝혀졌는데, 이것은 매우 초기 인류 진화에서 정지 기간이 발생했음을 암시한다.신경학적 재구성을 위한 모델을 사용하여, 중년기라고 불리는 이 기간의 원인은 다양한 계절적 환경에서 먹이찾기 능력을 향상시키는 데 가장 가능성이 높다고 제안할 수 있다.

최근 진화의 유전적 요인

MCPH1 및 ASPM

시카고 대학의 하워드 휴즈 메디컬 센터의 수석 저자인 브루스 란과 동료들은 인간의 뇌의 크기를 조절하는 특정한 유전자가 있다고 제안했다.이 유전자들은 뇌가 계속 진화하고 있다는 것을 암시하며 뇌 진화에 계속 역할을 한다.이 연구는 연구원들이 두뇌 발달에 관여하는 214개의 유전자를 평가하면서 시작되었다.이 유전자들은 인간, 마카크, 쥐, 쥐로부터 얻어진 것이다.Lahn과 다른 연구원들은 단백질 변화를 일으키는 DNA 배열의 점들에 주목했다.이 DNA 변화들은 그런 변화들이 일어나는 데 걸린 진화 시간에 맞춰 확장되었다.그 데이터는 인간의 뇌에 있는 유전자들이 다른 종들의 유전자들보다 훨씬 더 빨리 진화했다는 것을 보여주었다.일단 이 게놈 증거를 얻으면, 란과 그의 팀은 이 빠른 진화를 허용하거나 심지어 통제하는 특정 유전자를 찾기로 결정했다.두 개의 유전자가 발달하면서 인간의 뇌의 크기를 조절하는 것으로 밝혀졌다.이 유전자들은 Microcephalin (MCPH1)과 Annormal Spindle-like Microcephaly (ASPM)이다.시카고 대학의 연구원들은 선택의 압력 하에서 이 두 유전자가 모두 유의한 DNA 배열 변화를 보인다는 것을 밝혀낼 수 있었다.Lahn의 초기 연구는 Microcephalin이 영장류 계통을 따라 빠른 진화를 경험했고, 이는 결국 호모 사피엔스의 출현으로 이어졌다.인간의 출현 이후, 미크로세팔린은 느린 진화 속도를 보인 것으로 보인다.반대로, ASPM은 침팬지와 인간 사이의 격차가 이미 [15]일어난 이후 인류 진화 후반기에 가장 빠른 진화를 보였다.

각각의 유전자 배열은 인간이 조상으로부터 진화하도록 이끈 특정한 변화를 거쳤다.이러한 변화를 결정하기 위해, Lahn과 그의 동료들은 여러 영장류의 DNA 염기서열을 사용했고 그 염기서열을 인간의 염기서열과 비교하고 대조했다.이 단계를 따라, 연구원들은 영장류와 인간의 DNA 사이의 주요 차이점을 통계적으로 분석하여 그 차이가 자연선택에 의한 것이라는 결론을 내렸다.이 유전자들의 DNA 배열의 변화는 인간이 다른 영장류에 비해 가지고 있는 경쟁적 우위와 더 높은 적합성을 가져오기 위해 축적되었다.이 비교 우위는 궁극적으로 인간의 정신이 더 높은 인지 [16]인식을 가질 수 있도록 해주는 더 큰 뇌 크기와 결합된다.

ZEB2 단백질

ZEB2

ZEB2는 호모 사피엔 종의 단백질을 코드하는 유전자이다.2021년 연구는 초기 뇌세포의 형태 변화가 다른 유인원에 비해 뚜렷하게 큰 인간의 전뇌를 유발하고 ZEB2를 그것의 유전적 조절자로 식별하며, 그 조작은 뇌 유기체의 [17][18]비인간 유인원 피질 구조를 획득하는 것으로 이어졌다.

노바1

2021년, 연구자들은 CRISPR-Cas9을 통해 네안데르탈인과 데니소반인에게 존재하는 고대 유전자 변형 NOVA1을 다시 도입한 줄기세포로 만들어진 뇌 유기체는 그것이 신경 발달에 큰 영향을 미치고 인간 뇌의 진화 동안 그러한 유전적 돌연변이가 분리되는 특징을 뒷받침한다고 보고했다.멸종된 호모 종의 인간 n명.그들은 피질 유기체에서의 고대 NOVA1의 발현이 "수정된 시냅스 단백질 상호작용, 글루탐산 신호 전달에 영향을 미치고, 신경 연결의 차이를 기초하며, 전기 생리학적 프로파일에 관한 뉴런의 높은 이질성을 촉진한다"[19][20]는 것을 발견했다.이 연구는 신경 스케일링의 무작위화를 촉진했을 수 있는 현대 NOVA1 유전자의 긍정적인 선택을 시사한다.

기타 요인

다른 많은 유전학들도 최근의 뇌 진화와 관련이 있을 수 있다.예를 들어, 과학자들은 줄기세포에서 자란 뇌 오르가노이드를 가지고 실험적으로 인간과 침팬지 사이의 차이가 어떻게 코드화되지 않은 DNA에 의해 실질적으로 야기되는지를 보여주었습니다 – 특히 t를 조절하는 전사 인자에 대한 ZNF558 유전자의 CRE 조절 발현을 통해.SPATA18 유전자.[21][22]SPATA18 유전자는 단백질을 암호화하고 산화한 미토콘드리아 단백질을 제거하는 미토콘드리아 내에서 발견되는 리소좀 유사 세포에 영향을 줄 수 있다.이것은 미토콘드리아의 품질 관리 완화가 암과 퇴행성 [23]질병과 연관되어 있기 때문에 미토콘드리아의 품질을 감시하는 데 도움을 준다.이 예는 호모 사피엔스로의 [24]비교적 최근의 진화의 복잡성과 범위를 보여주는 데 기여할 수 있다.

인간 뇌의 진화

상세정보 : 두개용량 및 뇌-신체질량비

인간 뇌의 진화를 추적하는 중요한 방법 중 하나는 화석의 형태로 직접적인 증거를 통해서이다.인간의 뇌의 진화 역사는 초기 영장류에서 인간 동물, 그리고 마지막으로 호모 사피엔스에 이르는 진화 과정에서 신체 크기에 비해 점차적으로 더 큰 뇌를 보여준다.화석화된 뇌 조직이 드물기 때문에, 보다 신뢰할 수 있는 접근법은 뇌의 특징에 대한 통찰력을 제공하는 두개골의 해부학적 특성을 관찰하는 것이다.그러한 방법 중 하나는 내분비 캐스트(내분비 캐스트라고도 함)를 관찰하는 것입니다.내생균은 화석화 과정에서 뇌가 악화돼 시간이 지남에 따라 주변의 퇴적물질로 채워진 공간이 생기면서 발생한다.이 깁스는 [25][26]뇌강 내벽의 흔적을 주어서 무엇이 있었는지 시각화할 수 있게 해줍니다.그러나 이 접근법은 수집할 수 있는 정보에 대해서는 제한적입니다.내핵세포에서 수집된 정보는 주로 뇌의 크기(두개 용량 또는 내분비 부피), 눈에 띄는 설치와 자일리, 그리고 우성 엽의 크기 또는 [27][28]뇌의 영역으로 제한된다.내분비세포는 피상적인 뇌 해부학적 구조를 밝히는 데 매우 도움이 되지만, 뇌 구조, 특히 더 깊은 부분의 뇌 구조를 밝힐 수는 없습니다.영장류에 존재하는 전체 뉴런 수와 관련된 두개골 용량의 스케일링 메트릭을 결정함으로써 화석 [29]증거를 통해 뉴런 수를 추정하는 것도 가능하다.

1.5Mya 이상에서 온 호모 게오르기쿠스의 얼굴 복원

내핵세포에 대한 한계에도 불구하고, 그것들은 인간의 뇌 진화를 이해할 수 있는 기초를 제공할 수 있고, 그것은 주로 점차적으로 더 큰 뇌를 보여준다.인간의 뇌의 진화 역사는 초기 영장류에서 호미닌으로, 그리고 마지막으로 호모 사피엔스로의 진화 과정에서 신체 크기에 비해 점차적으로 더 큰 뇌를 보여준다.오늘날 인간의 뇌 크기를 이끈 이러한 추세는 지난 3백만 [28]년 동안 크기가 2~3배 증가했음을 보여준다.이는 오스트랄로피테쿠스(인간이 [30]후예일 가능성이 있는 호미닌 그룹)를 시작으로 호미닌 진화에 대한 현재 데이터로 시각화할 수 있다.모든 데이터 후에, 모든 관찰은 진화 과정에서 일어난 주요 발달은 뇌의 [31]크기 증가라고 결론지었다.

그러나 최근 연구는 호모 사피엔스를 오스트랄로피테쿠스, 침팬지와 비교할 때 뇌 크기가 3배 증가했다는 가설에 의문을 제기하고 있다.예를 들어, 2022년에 발표된 '인간의 뇌 크기 변화: 호미닌 인지 계통 발생에 대한 의미'라는 제목의 기사에서 연구원들은 현대인의 대규모 데이터 세트를 취합했고 인간의 가장 작은 뇌는 뇌가 큰 침팬지의 두 배 미만이라는 것을 발견했다.저자들이 '...침팬지 뇌 크기의 최대 허용치는 500g/ml 아직 수많은 현대 인간들이 900g/ml 아래 뇌 크기가 말이다.'[32]이에 저자들은 뇌 크기의 증가 cogntion의 발전 관련되어 있는 개념은 뇌의 크기에 있어서 세계적인 변화에 비추어, 많은 현대 인류의 정상적인 톱니 바퀴와 두뇌라고re-thought 필요가 있다고 주장한다.ntive 용량은 침팬지보다 겨우 400g/ml 더 큽니다.게다가, 특정한 현대 인구에서 훨씬 더 큰 정도로 일어나는 뇌 크기의 증가는 식단과 기후 [33]요인에 관련된 상관된 신체 크기의 증가로 설명될 수 있다.

오스트랄로피스는 385만 년에서 295만 년 전에 살았고, 현존하는 침팬지의 두개골 용량과 가까운 약 300~[34][35]5003 cm 정도였습니다.현대인의 뇌 부피가 평균 약 1,352cm인3 것을 감안하면 상당한 양의 뇌량이 [36]진화한 것이다.오스트랄로피스는 총 뉴런 [29]수가 300억에서 350억에 이르는 것으로 추정된다.

인간 조상의 연대표를 따라 진행되면서 호모 시대로 넘어갈 때 뇌의 크기는 꾸준히 증가하고 있다(Homininae 참조)예를 들어, 240만년에서 140만년 전에 살았고 다수의 특징을 바탕으로 최초의 호모 종이라고 주장했던 호모 하빌리스는 약 600cm의3 [37]두개 용량을 가지고 있었다.호모 하빌리스는 400억 개의 [29]뉴런을 가지고 있었던 것으로 추정된다.

오늘날과 조금 더 가까운, 호모 하이델베르겐시스는 약 70,000년에서 20,000년 전에 살았고 약 1290cm의3[37] 두개 용량을 가졌고 약 760억 개의 [29]뉴런을 가지고 있었다.

400,000년에서 40,000년 전에 살았던 호모 네더탈렌시스는 평균 1500-1600씨몬으로3 현생인류와 견줄 만한 두개골 용량을 가지고 있었으며, 네안데르탈인의 일부 표본은 훨씬 더 큰 두개골 [38][39]용량을 가지고 있었다.네안데르탈인은 약 850억 개의 [29]뉴런을 가지고 있었던 것으로 추정된다.네안데르탈인의 뇌 크기 증가는 아마도 그들의 더 큰 시각 [40]시스템 때문일 것이다.

또한 뇌 용량이나 체질량의 백분율로 표현되는 상대적인 뇌 크기의 측정치는 두뇌 [29]영역의 지능, 사용 또는 기능의 측정치가 아니라는 것을 주목하는 것이 중요합니다.그러나 전체 뉴런은 인지 능력에서 더 높은 순위를 나타내지 않는다.코끼리의 전체 뉴런 수는 사람(1000억 개)[41][42][43]보다 많다.상대적인 뇌 크기, 전체적인 질량, 그리고 총 뉴런 수는 과학자들이 호미닌 계통 발생학을 통해 증가한 뇌 대 신체 비율의 진화 추세를 따르도록 돕는 몇 가지 지표일 뿐이다.

2021년, 과학자들은 아프리카와 서부 아시아 조지아 드마니시의 초기 호모의 뇌가 약 150만년 전까지 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 오랫동안 전두엽의 유인원 같은 구조를 유지했다는 것을 보여주었다.그들의 발견은 인간의 뇌가 각각의 뇌 영역의 위치와 조직 측면에서 대략적으로 현대적인 해부학적 구조로 진화하기 전에 호모가 아프리카 밖으로 먼저 흩어졌음을 암시한다.그것은 또한 이러한 진화가 - 동안이 아니라 - 250만년 전에 - 그리고 그들이 - 특히 호모 에렉투스가 [44][45][46]직립보행을 위해 진화한 후에 - 오랫동안 - 일어났음을 암시한다.가장 논란이 적은 것은 뇌 확장이 약 2.6 Ma(플레이스토세 시작과 거의 동일)에서 시작하여 0.2 Ma에 끝났다는 것이다.

신피질의 진화

상세 정보:신피질

과학자들은 뇌의 크기뿐만 아니라 뇌의 접힘과 피질 두께의 변화를 관찰했다.뇌의 표면이 더 복잡할수록, 피질의 표면적이 커져 피질이 확장된다.그것은 [47]뇌의 가장 진화적으로 발달한 부분이다.뇌의 큰 표면적은 두꺼운 피질과 마찬가지로 높은 지능과 연결되어 있지만, 피질이 두꺼울수록 접히는 것이 더 어려워지는 역관계가 있습니다.성인의 경우 대뇌피질이 두꺼우면 [47]지능이 높아진다.

신피질은 인간의 뇌에서 가장 발달하고 진화적으로 가장 젊은 부분입니다.그것은 6겹의 두께로 포유동물에게만 존재한다.그것은 특히 사람에게서 두드러지고 가장 높은 수준의 기능과 인지 [48]능력의 위치이다.포유류에서 발견되는 6층 신피질은 진화적으로 모든 현생 [49]파충류에 존재하는 3층 피질에서 파생되었다.이 3층 피질은 해마와 같은 인간 뇌의 일부에서 여전히 보존되고 있으며 트라이아스기와 쥐라기 [49][48]사이의 전환기에 포유동물에서 신피질로 진화한 것으로 믿어진다.역사를 살펴본 후, 포유류는 영장류에 비해 신피질이 더 많으므로 [50]신피질이 거의 없었다.이 파충류 피질의 세 층은 포유류의 [51]신피질의 첫 번째 층, 다섯 번째 층, 여섯 번째 층과 강하게 관련되어 있습니다.포유류의 여러 종에 걸쳐, 영장류는 비슷한 뇌량을 가진 설치류들에 비해 더 높은 신경 밀도를 가지고 있으며,[48] 이것은 지능의 증가를 설명할 수 있다.

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