Gehirnhälften von Homo erectus untersucht

Presseldung vom 25.07.2011


Asymmetrien könnten eine Erklärung für Sprache und kognitives Denken bei Homo sapiens sein

Beim Studium von fossilen Gehirnabdrücken von Australopithecus, Homo habilis, Homo erectus, Neandertaler und Homo sapiens berichten Paläoanthropologen oft, dass fast alle Abdrücke eine deutliche zerebrale Asymmetrie aufweisen. Die Gehirnabdrücke des Peking-Menschen sind gute Beispiele für frühmenschliche Gehirne und für das Studium der menschlichen Evolution äußerst nützlich. Trotzdem sind solche Studien zur Bewertung der Unterschiede der Gehirnhälften rostral (zur Kopfvorderseite) und kaudal (beim aufrecht stehenden Menschen unten, bei Tieren hinten), oder auf den Vergleich der Breite der beiden Hemisphären begrenzt.

Dr. Wu XiuJie vom Institut für Wirbeltier-Paläontologie und Paläoanthropologie (IVPP) der "Chinese Academy of Sciences" und Pan Lei, einer ihrer Studenten, haben mit Hilfe eines 3D-Laserscanning Verfahrens Asymmetrien des Volumens und der Fläche beider Gehirnhemisphären von Homo erectus aus Zhoukoudian untersucht. Diese Menschenart ist vielen als Peking-Mensch bekannt, seine Überreste sind etwa zwischen 400.000 und 800.000 Jahre alt. Bei ihrer Studie fand Dr. Wu heraus, dass bei Homo erectus innerhalb der Art die relative Größe der linken und der rechten Gehirnhälfte stärker variiert als beim modernen Menschen. Abgesehen davon waren die beiden Hemisphären von einzelnen Individuen des Homo erectus annähernd gleich groß, während bei Schädelausgüssen von Homo sapiens die linke Hemisphäre signifikant größer war als die rechte Hemisphäre. Darüber berichten sie in der neuesten Ausgabe des "Chinese Science Bulletin 56 (21) :2215-2220."

Die Entwicklung unseres Gehirns ist einer der wichtigsten Aspekte beim Studium der menschlichen Evolution. Bei Fossilien bleibt das weiche Hirngewebe während des Versteinerungsprozesses nicht erhalten. Daher sind Abdrücke des Gehirns auf der Innenseite eines Schädels das einzige direkte Material, um die Gehirnevolution zu studieren. Teilweise spiegeln sie sogar kleinere Details von Merkmalen der Hirnanatomie wider.

Seit den ersten Ausgrabungen im Jahre 1927 sind in Zhoukoudian (Locality 1), einem Vorort von Beijing, sechs fast vollständige Schädel von Homo erectus entdeckt worden. Von diesen wurden Gehirnausgüsse angefertigt und Dr. Wu nutzte die 3D-Laser-Technik, um sie zu scannen und dann 3D-Bilder des Gehirns zu rekonstruieren. Mit Hilfe dieser Methode konnte Wu das absolute Volumen und das relative Volumen im Vergleich zur Oberfläche beider Hemisphären berechnen.

Verglichen mit dem modernen Menschen hatten Peking-Menschen ein kleineres, niedrigeres Gehirn. Seine größte Breite lag tiefer im Schädel als beim modernen Menschen, Stirn- und Scheitellapen waren flach, der Sulcus lateralis, eine Furche, die Schläfen- und Scheitellappen trennt, war nicht sehr tief. Die Hinterhauptslappen traten stark hervor und die Position des Kleinhirns lag - bezogen auf die Position des Hinterhauptlappens - weiter vorne. Außerdem waren die Gefäße der Arteria meningea media ("mittlere Hirnhaut-Arterie") von relativer Einfachheit.

Die Studie zeigt, dass das absolute Volumen der Gehirnhälften im Vergleich zu ihrer Oberfläche weder beim Peking-Menschen noch beim Homo sapiens signifikante Asymmetrien aufweist. Allerdings unterschied sich zwischen den beiden Gruppen das relative Volumen im Vergleich zur Oberfläche, was darauf hindeutet, dass während der menschlichen Evolution die Gehirnasymmetrien aus der relativen Gehirngröße resultieren und nicht aus dem absoluten Gehirnvolumen. Diese anatomischen Veränderungen stehen wahrscheinlich im Zusammenhang mit der Lateralisierung des modern-menschlichen Gehirns.

Die anatomischen Strukturen des Gehirns vom Peking-Menschen unterscheiden sich somit von denen des modernen Menschen. Diese Unterschiede deuten unter anderem darauf hin, dass Peking-Menschen wohl nicht in Form von Sprache miteinander kommunizieren konnten. Während der menschlichen Evolution veränderte sich dann das Gehirn in der Weise, dass anatomische Asymmetrien auftraten. Bestimmte menschliche Fähigkeiten wie Sprache, Intelligenz und Kognition stehen wahrscheinlich mit diesen asymmetrischen Veränderungen im Zusammenhang.

"Obwohl bereits viele Forscher die Vermutung hatten, dass die linke Gehirnhälfte der Peking-Menschen größer sein könnte als die rechte, waren deren Studien auf herkömmliche Untersuchungsmethoden beschränkt und somit nicht in der Lage, diese Parameter genauer zu bestimmen. Mit Hilfe der 3D-Laser-Technik konnten wir die absoluten und relativen Volumina und Flächen der beiden Hemisphären berechnen", sagt Dr. Wu, Hauptautorin der Studie.

Dr. Wu's Arbeit wurde von der "National Natural Science Foundation of China", dem "Knowledge innovative Program" der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem "International Cooperation Program MST of China" unterstützt.


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