阿法南方古猿（Australopithecus afarensis）化石头骨中的大脑烙印（埃塞俄比亚著名的“露西（Lucy）”和“迪基卡小孩（Dikika child）”）为大脑的生长和组织发展提供了新的思路。“迪基卡小孩”的颅内保存极好的印记显示出类似猿的大脑组织，并w a Z x { n且没有人类的特征。图片：菲利普冈兹（Philipp Gunz），马克斯普朗克进化人B ? ) 1 K类学研究所。
长期以来，科学家一直能够测量和分析我们古代祖先的化石头骨，以估计大脑的体积和生长。如何将这些古老的大脑与现代人类的大脑以及我们最接近d m k 5 4 @ e $的灵长类表亲黑猩猩的大脑进行比较仍然是研究的主要目标。
发表在《科学进展》上的一项新研究使用CT扫描技术观察了3. & ! B C00万年前的阿法南方t } 7 D T # G |古猿（以在埃塞俄比n % S T D亚阿法地区发现的“, n U 0 = p t露西”和“迪基卡小孩”而闻名）化石头骨内部的大脑烙印，为研究F D * M s 0 = V大脑组织和成长的演变提供了新的思路。研究发现，尽管“露西”q N G的物种具有类似猿的大脑结构，但大脑花了更长的时间才能达到成年个体的大小，这表明婴儿对看护者的依* & | O 1 ` P y赖可能更长，这是一种类似人的特征。
CT扫描使研究人员能够解决两个长期的问题，仅R H I | 3凭肉眼观察和测量则无法2 p 2 `回答：是否有证据表明阿法古猿具有类x m R Y似人的大脑重组？该物种大脑生长的模式更类似于黑猩猩还是人类？
为了研究南方古猿s i V大脑的生长 5 P和组织，研究人员，其中包括亚利桑那州立大学古人类学家威廉金贝尔（William Kimbel），利用高分辨率的* s S n a传统和A O 0 r 1 4 b {同步加速器计算机断层扫描8个来自埃塞俄比亚迪基卡和哈达（Hadar）的化石头骨。哈达- h x & : !野外工作的负责人金贝尔是人类起源研究所所长，也是人类进化与社会变革学院自然历史与环境弗吉尼亚乌尔曼（Virginia M. Ullman）教授。
300万年前的阿法南方古猿的化石头骨的大脑印记，为大脑生长和组织的进化提供了新的思路。图片：Pa* g _ul Taf) + ~ E . zforeau, ESRF Grenoble
露西所属的物种在300万年前居住在东部非洲，“露西”本o + 8 p人据估计有320万年的历史，并且在人类n G s家族树中占有重要地A , j * N位，因为它被广泛认为是所有后来8 q r U t @ 6人类的祖先，包括通向现代人类的血统。
合著者泽雷斯内阿莱姆塞德（Zeresenay Alemseged，芝加哥大学）解释说：“露西和她的亲戚d % F N j N v提供了有关早期人类行为的重要证据-他们直立行s ^ i 8 % y a走，大脑比黑猩猩大20％，并且可能使用了锋利的石头工具。” 阿莱姆塞德负责埃塞俄比亚迪基卡野外项目，这是人类起源研究所的国际研究项目。
大脑无法形成化石，但是随着大脑在出生前后的生长和扩q [ n ? g R i e s展，其外层周围@ 5 D A的组织会在颅骨内部留下烙印。现代人类的大脑不仅比我们最亲近的猿猴的大脑大得多，而且组织方式也不同，需要更长的时间才能成长和成熟9 y ? ) X Z E P。与黑猩猩相比，现代人类的婴儿学习时间更长，并且在更长的时间内完全依赖父母的照料。这些特征在一起对于人类的认知和社会行为很重要，但是它们的进化起源仍然不清楚。
“迪基卡小孩”的颅内印记显示出类似猿的大脑组织，并且没有人类特征。[ 9 3 `图片：菲利普冈兹
CT扫描0 2 A ^ 3 ~产生了颅骨内部的高分辨率数字内铸件，可以在此处可视化和分析大脑的解剖结构。基于这些内铸件，/ j t研究人员可以测量大脑的体积并从对大脑结构的印象中推断出大脑组织的关键方面。
猿与人之间的主要区别在于大脑顶叶的组织（在感觉h c : 7信息的整合和处理中很重要）以及枕叶-在大脑后部的视觉中心。2000年在迪基卡发现的保存完好的阿法南方古猿“迪基卡小孩”，内铸件保留了清晰的月状沟，这是枕骨叶上的一个裂缝，标志着视觉区域的边界，猿类比人类更突出、更向前z z 4 v。来自哈达的成年阿法南方古猿化石的颅内扫描，揭5 K : C m Q ! p示了以前未发现的月状沟印记，该印记也处于类似猿的位置。
一些科学家推测，南方古猿的大脑重组与比其大猿亲戚更为复杂的行为有关（例如，石器制造、心智化和声音交流）。不幸的是，月状沟通常在内铸件上不能很好地复制，因此关于其在古猿科中的位置存在尚未解决的争议。
阿法南方古猿的化石o p 1 ; : m P头骨中的大脑印记（以白色显示）为脑生长和组织的进化提供了新的思路。经过数年艰苦的化石重 ] ]建和牙齿生长线计数，“迪基卡小孩”的大脑印记得到了特别保存，并确定了确切的死亡年龄。图片：菲利普冈兹
共同作者金贝尔M M 2 C指出：“我们工作的一大亮点是使用尖u 2 7 H o端技术消除关于这300万年历史的化石的长期争论。我们通过CT扫描\'窥视\2 { C S'骨骼和牙齿结构的隐藏细节，确实彻底改变了我们起源的科学。”
婴儿和成人颅内体积的比较还表明q $ B / r，阿法南方古猿的大脑延长生长时间更长，这可能对人类长时间的童年学习进化至关重要。
在婴儿中，牙齿的CT扫描可以通过计算牙齿的生长线来确定一个人的死亡w y , ~ ( D年龄。类似于树木的年轮，牙齿的虚拟部分显示出逐渐增长的生长线，反映了人体的内部节奏。通过研究“迪基卡小孩”的化石牙齿，研究小组J U ! Z T U @的牙科专家计算出死亡年龄为2.4岁。
数据表明，阿法南方古猿具有猿状大脑及更长的大脑生长期。图片：菲利普冈兹
“迪基卡小孩”的牙齿发育速度与黑猩猩大致相当，比现代人快。但是考虑到非洲南方古猿成年人的大脑比黑猩猩大约大20％，因此“迪基卡小孩”的小头颅内体积表明，与黑猩猩相比，大脑发育的时间更长。
金贝勒w { { K a 5 /说：“露西物种中发现的类似猿的大脑结构以及类似人类的发育时间是出乎意料的。这一. W a I U } C _ F发现支持了这样的想法，即人类的大脑进化是一件零星的事情，在我们自己的人属起源之前I : r W u B n c j出现了大脑的扩展生长。”
数据表明，阿法南方古猿具有猿状大脑及更长的大脑生长期。图片：菲利普冈兹
在灵长类动物中，不同的生长和成熟速率与不同的婴儿护理策略相关，这表明阿法南方古猿大脑的长生长期可能与长期依赖照顾有关。另外M P X ~ Q，缓慢的脑部生长也可能主要代表一种在食物并不总是丰富的环境中将依赖后代的精力需求分布多年的方法。无论哪种情况，阿法南方古猿的长期% ? Q Y + |大脑生长都为随后的大脑进化和人类的社{ j 8 d会行为提供了基础，这可能是长期儿童学习发展的关键。