La dimensione del cervelletto più grande può aver aiutato i primi esseri umani a prosperare

I Neanderthal avevano meno volume cerebrale nei loro cervelli rispetto ai primi Homo sapiens.

Cervelli di Neanderthal ricostruiti. (a) Media della popolazione. (b) Rappresentante soggetto umano moderno. (c) Il cervello ricostruito con le etichette neuroanatomiche.

Fonte: Takanori Kochiyama et al. (2018) / Rapporti scientifici

Negli ultimi mesi, c’è stata un’ondata di prove che dimostrano che un maggior volume negli emisferi destro e sinistro del cervelletto (in latino “piccolo cervello”) può essere collegato al successo evolutivo di Homo sapiens in confronto ai Neanderthal, che abitavano nel Ghiaccio. Età Europa circa 250.000 a 40.000 anni fa.

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Differenze nella forma del cervello tra un essere umano attuale (a sinistra, in blu) e un Neanderthal di La Chapelle-aux-Saints (a destra, in rosso).

Fonte: Istituto Max Planck per Antropologia Evolutiva / Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz (CC BY-NC)

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Nel gennaio 2018, i ricercatori del Dipartimento di evoluzione umana dell’Istituto Max Planck di Lipsia hanno riferito che il rigonfiamento degli emisferi cerebellari ha avuto un ruolo significativo nel dare ai cervelli umani attuali una forma più globosa rispetto ai Neanderthal, che avevano un forma endocranica allungata. Questo articolo, “L’evoluzione della moderna forma cerebrale umana”, è stato pubblicato su Scientific Advances.

Ora, un nuovo documento, “Ricostruire il cervello di Neanderthal usando Anatomia computazionale”, pubblicato il 26 aprile nella rivista Scientific Reports, mostra anche che i primi Homo sapiens avevano emisferi cerebellari più grandi di quelli di Neanderthal. Il team multidisciplinare di ricercatori ipotizza che l’estinzione dei Neanderthal e l’espansione dell’Homo sapiens possano essere legate alle dimensioni del cervelletto.

Per l’ultimo studio sul volume del cervelletto, un team internazionale guidato da ricercatori in Giappone ha utilizzato la neuroanatomia computazionale allo stato dell’arte per ricostruire le mappe 3-D dell’intero cervello da tre coorti: (1) Neanderthal, (2) Homo precoce sapiens e (3) soggetti umani moderni. (Queste immagini sono nella parte superiore della pagina.) Gli autori riassumono il principale takeaway dai loro risultati:

In conclusione, abbiamo scoperto che i Neanderthal avevano emisferi cerebellari significativamente più piccoli dell’Homo sapiens , in particolare sul lato destro. Gli emisferi cerebellari più grandi erano correlati a funzioni cognitive e sociali più elevate tra cui funzioni esecutive, elaborazione del linguaggio e capacità di memoria episodica e di lavoro.

Tale differenza neuroanatomica nel cervelletto può aver causato importanti differenze nelle abilità cognitive e sociali tra le due specie e potrebbe aver contribuito alla sostituzione dei Neanderthal dai primi Homo sapiens .

Emisferi cerebellari destro e sinistro in rosso. “Cerebellar” è la parola sorella di “cerebrale” e significa “localizzato o collegato al cervelletto”.

Fonte: database delle scienze della vita / Wikimedia Commons

È interessante notare che quando i ricercatori hanno iniziato a ricostruire questi antichi cervelli usando l’anatomia computazionale, si aspettavano di scoprire che il primo Homo sapiens aveva grandi lobi frontali nel cervello (latino per “cervello”), perché questa regione cerebrale è considerata la sede di ordinare le funzioni cognitive. Tuttavia, con loro sorpresa, Kochiyama et al. trovò che il volume del cervello nei lobi frontali di Neanderthal e del primo Homo sapiens era praticamente lo stesso. Il rovescio della medaglia, gli emisferi cerebellari, che sono ordinatamente nascosti sotto il cervello sinistro del cervello destro del cervello, spiccavano come molto più piccoli nei Neanderthal.

Fino a poco tempo fa, la maggior parte degli esperti riteneva che il cervelletto non fosse coinvolto nelle funzioni cognitive di livello superiore. La convinzione generale era che l’unico compito del cervelletto “non-pensante” era quello di coordinare i movimenti muscolari e mantenere l’equilibrio. Detto questo, è stato ampiamente accettato che l’emisfero cerebellare destro funzionasse in congiunzione con la corteccia motoria nell’emisfero cerebrale sinistro per sintonizzare con precisione la coordinazione sul lato destro del corpo in modo laterale. Al contrario, l’emisfero cerebellare sinistro si coordina con il cervello destro per mettere a punto i movimenti sul lato sinistro del corpo.

Questo concetto di “solo coordinamento motorio” del cervelletto iniziò a spostarsi verso la fine del 20 ° secolo, quando Jeremy Schmahmann della Harvard Medical School pubblicò la sua ipotesi “Dysmetria of Thought” (1998). Sulla base della sua ampia osservazione clinica e al capezzale dei pazienti con atassia al Massachusetts General Hospital, Schmahmann si rese conto che regioni specifiche in ciascun emisfero del cervelletto sembravano funzionare in congiunzione con regioni specifiche in ciascun emisfero cerebrale per coordinare i nostri movimenti e i nostri pensieri. Questo era un concetto radicale e rivoluzionario.

Kochiyama et al. descrivere l’attuale comprensione del 21 ° secolo della lateralizzazione cerebro-cerebellare nel loro recente articolo del 2018:

Le funzioni degli emisferi cerebellari differiscono in base alla posizione, poiché le diverse parti del cervelletto sono collegate anatomicamente e funzionalmente a diverse regioni del cervello. In particolare, le parti laterali dell’emisfero cerebellare sono anatomicamente collegate al lato opposto delle cortecce di associazione nel cervello. La nostra scoperta della lateralità in termini di emisfero cerebellare destro relativamente piccolo di Neanderthal indica una connessione minima con le regioni prefrontali sinistre, che ha uno dei ruoli principali nell’elaborazione del linguaggio, potenzialmente causa disparità di abilità linguistiche tra Neanderthal e Homo sapiens .

Questi sono tempi entusiasmanti per la ricerca sul cervelletto. Se desideri saperne di più su come i nostri emisferi cerebellari funzionano in combinazione con gli emisferi cerebrali destro e sinistro per coordinare sia i nostri pensieri che i nostri movimenti, ti preghiamo di guardare questa presentazione introduttiva di Jeremy Schmahmann del marzo 2018: “Atassia, dismetria del pensiero, e la sindrome affettiva cognitiva cerebellare. ”

Riferimenti

Takanori Kochiyama, Naomichi Ogihara, Hiroki C. Tanabe, Osamu Kondo, Hideki Amano, Kunihiro Hasegawa, Hiromasa Suzuki, Marcia S. Ponce de León, Christoph PE Zollikofer, Markus Bastir, Chris Stringer, Norihiro Sadato e Takeru Akazawa. “Ricostruzione del cervello di Neanderthal usando l’anatomia computazionale”. Rapporti scientifici (Prima pubblicazione online: 26 aprile 2018) DOI: 10.1038 / s41598-018-24331-0

Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz. “L’evoluzione della moderna forma del cervello umano.” Science Advances (Prima pubblicazione: 24 gennaio 2018) DOI: 10.1126 / sciadv.aao5961

Schmahmann, Jeremy D. “Disordini del cervelletto: atassia, dismetria del pensiero e sindrome affettiva cognitiva cerebellare.” Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences (2004) DOI: 10.1176 / jnp.16.3.367

Jeremy D. Schmahmann e Janet C. Sherman. “La sindrome affettiva cognitiva cerebellare.” Cervello: un diario di neurologia (1998) DOI: 10.1093 / cervello / 121.4.561

Schmahmann, Jeremy D. “Dysmetria del pensiero: conseguenze cliniche della disfunzione cerebellare sulla cognizione e l’affetto”. Tendenze nelle scienze cognitive (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2