För mer än 200, 000 år, Neandertalarna lyckades ockupera kylan, mörka skogar och Europas stränder.

Sedan kom tidiga människor.

Arkeologiska bevis tyder på att mänskliga migranter från Afrika anlände till den europeiska kontinenten runt 40, 000 år sedan. Ungefär vid samma tid, neandertalarna dog alla.

I årtionden, antropologer har undrat över vilka faktorer som bidrog till denna snabba och totala ersättning av neandertalarna med deras moderna mänskliga kusiner.

Nu, ett tvärvetenskapligt team inklusive maskiningenjörer, neuroforskare och fysiska antropologer har gett en ny ledtråd till detta mysterium genom att skapa den första digitala rekonstruktionen av fyra neandertalhjärnor.

Genom att jämföra dessa hjärnor med en genomsnittlig mänsklig hjärna, författarna föreslår att olika sätt att bearbeta information kan ha hjälpt människor att konkurrera ut sina hominida kusiner.

Verket publicerades torsdagen kl Vetenskapliga rapporter .

För att rekonstruera en neandertalhjärna, författarna började med att mäta den övergripande formen på insidan av fyra neandertalskallar.

Nästa, de skapade en "genomsnittlig" digital modern mänsklig hjärna och skalle genom att kombinera MRI-data på mer än 1, 000 moderna människor.

När de väl hade dessa två mätningar, de kunde använda ett datorprogram för att förvränga storleken och formen på den mänskliga hjärnan för att matcha formen på det inre av neandertalarnas skallar i en process som kallas deformation.

Denna metod är inte helt oprövad. Författarna rapporterar att samma process har visat sig effektivt återskapa strukturen hos en bonobohjärna genom att omvandla en schimpanshjärna, och vice versa.

Genom att använda denna teknik, forskarna upptäckte att medan de två typerna av hjärnor var ungefär lika stora, det var en tydlig skillnad i form.

Särskilt, författarna fann att lillhjärnan, en del av hjärnan som ligger mot nedre delen av huvudet, var betydligt större hos människor än hos neandertalarna.

Denna del av hjärnan är förknippad med talförståelse och produktion, arbetsminne och kognitiv flexibilitet, sa Naomichi Ogihara, en maskiningenjör vid Keio University i Yokohama, Japan, som arbetade med studien.

Och i den här delen av hjärnan, storleken har betydelse.

Forskarna visade detta genom att titta på data om hjärnans storlek och förmågor från 1, 095 personer som visade ett tydligt samband mellan lillhjärnans storlek och språkförståelse och kognitiv flexibilitet.

Författarna föreslår att på grund av deras relativt små lillhjärna, Neandertalarna kan ha varit mindre kapabla att anpassa sig till förändringar i miljön jämfört med de tidiga mänskliga inkräktarna, ger människorna en enorm fördel.

Dock, teamets rekonstruktioner antydde också att neandertalarna hade åtminstone en fördel jämfört med tidiga människor. Det visuella bearbetningscentrumet i deras hjärnor, känd som occipitalloben, var större än deras mänskliga motsvarigheter.

Ogihara sa att neandertalarna kan ha utvecklat denna anpassning som svar på de låga ljusnivåerna i Europa jämfört med Afrika, men det kunde ha hindrat dem från att expandera lillhjärnan.

Om så verkligen är fallet, denna volymetriska avvägning fungerade under mycket lång tid - tills den inte gjorde det.

Åh, och en sak till:Läsare bör komma ihåg, dock, att detta försök att rekonstruera hjärnan inuti en fossil skalle är nytt på området, och kanske kan förbättras i framtiden, Sa Ogihara.

"Vi skulle vilja vidareutveckla vår metodik genom att utbyta tankar och idéer med forskare inom relaterade områden som arbetar med mänsklig hjärnans evolution, " han sa.

Han skulle också vilja använda den här metoden för att rekonstruera hjärnan hos andra homininer i framtiden.

©2018 Los Angeles Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.