Une plus grande taille de cervelet peut avoir aidé les premiers humains à prospérer

Les néandertaliens avaient moins de volume cérébral dans leur cervelet que les premiers Homo sapiens.

Cerveaux néandertaliens reconstitués. a) Moyenne de la population. b) Sujet humain représentatif. (c) Les cerveaux reconstruits avec les étiquettes neuroanatomiques.

Source: Takanori Kochiyama et al. (2018) / Rapports scientifiques

Ces derniers mois, de nombreuses preuves ont montré que plus de volume dans les hémisphères gauche et droit du cervelet (latin pour “petit cerveau”) peut être lié au succès évolutif d’ Homo sapiens par rapport aux Néandertaliens, qui habitaient Age Europe environ 250 000 à 40 000 ans.

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Différences de forme cérébrale entre un humain d’aujourd’hui (à gauche, en bleu) et un néandertalien de La Chapelle-aux-Saints (à droite, en rouge).

Source: Institut Max Planck d’anthropologie évolutive / Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz (CC BY-NC)

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En janvier 2018, des chercheurs du Département de l’évolution humaine de l’Institut Max Planck de Leipzig ont indiqué que le gonflement des hémisphères cérébelleux jouait un rôle important en donnant aux cerveaux humains actuels une forme plus globulaire par rapport aux Néandertaliens forme endocraniale allongée. Cet article, “L’évolution de la forme cérébrale humaine moderne”, a été publié dans Scientific Advances.

Maintenant, un nouvel article, “Reconstruire le cerveau néandertalien par anatomie computationnelle”, publié le 26 avril dans la revue Scientific Reports, montre également que les premiers Homo sapiens avaient de plus grands hémisphères cérébelleux que les Néandertaliens. L’équipe multidisciplinaire de chercheurs spécule que l’extinction des néandertaliens et l’expansion d’ Homo sapiens peuvent être liées à la taille du cervelet.

Pour la dernière étude sur le volume du cervelet, une équipe internationale dirigée par des chercheurs japonais a utilisé une neuroanatomie computationnelle de pointe pour reconstruire des cartes 3D de l’ensemble du cerveau à partir de trois cohortes: 1) Néandertaliens, 2 sapiens et (3) sujets humains modernes. (Ces images sont en haut de la page.) Les auteurs résument les principales conclusions de leurs conclusions:

En conclusion, nous avons constaté que les Néandertaliens avaient des hémisphères cérébelleux significativement plus petits que l’ Homo sapiens , en particulier du côté droit. Les hémisphères cérébelleux plus importants étaient liés à des fonctions cognitives et sociales plus élevées, notamment les fonctions exécutives, le traitement du langage et la capacité de mémoire épisodique et fonctionnelle.

Une telle différence neuroanatomique dans le cervelet pourrait avoir causé des différences importantes dans les capacités cognitives et sociales entre les deux espèces et pourrait avoir contribué au remplacement des néandertaliens par les premiers Homo sapiens .

Hémisphères cérébelleux gauche et droit en rouge. “Cerebellar” est le mot soeur à “cérébral” et signifie “situé dans ou lié au cervelet”.

Source: Base de données des sciences de la vie / Wikimedia Commons

Fait intéressant, lorsque les chercheurs ont entrepris de reconstituer ces anciens cerveaux en utilisant l’anatomie computationnelle, ils s’attendaient à ce que les premiers homo sapiens aient des lobes frontaux plus grands dans le cerveau (latin pour «cerveau»). fonctions cognitives d’ordre. Cependant, à leur grande surprise, Kochiyama et al. ont constaté que le volume cérébral dans les lobes frontaux des Néandertaliens et des premiers Homo sapiens était fondamentalement le même. D’un autre côté, les hémisphères cérébelleux, qui sont soigneusement cachés sous le cerveau cerveau droit du cerveau, se distinguent comme étant beaucoup plus petits chez les Néandertaliens.

Jusqu’à récemment, la plupart des experts estimaient que le cervelet n’était pas impliqué dans les fonctions cognitives supérieures. La croyance générale était que le seul travail du cervelet “non pensant” était de coordonner les mouvements musculaires et de maintenir l’équilibre. Cela étant dit, il était largement admis que l’hémisphère cérébelleux droit fonctionnait conjointement avec le cortex moteur dans l’hémisphère cérébral gauche pour affiner la coordination du côté droit du corps de manière latéralisée. À l’inverse, l’hémisphère cérébelleux gauche se coordonne avec le cerveau droit pour affiner les mouvements du côté gauche du corps.

Ce concept du cervelet «à coordination motrice uniquement» a commencé à changer à la fin du XXe siècle, lorsque Jeremy Schmahmann de la faculté de médecine de Harvard a publié son hypothèse historique «Dysmetria of Thought» (1998). Sur la base de son observation clinique et au chevet de patients ataxiques au Massachusetts General Hospital, Schmahmann a réalisé que des régions spécifiques de chaque hémisphère du cervelet semblaient fonctionner conjointement avec des régions spécifiques de chaque hémisphère cérébral pour coordonner nos mouvements et nos pensées. C’était un concept radical et révolutionnaire.

Kochiyama et al. décrivent la compréhension actuelle de la latéralisation cérébro-cérébelleuse au XXIe siècle dans leur récent article de 2018:

Les fonctions des hémisphères cérébelleux diffèrent selon l’endroit, car différentes parties du cervelet sont anatomiquement et fonctionnellement liées à différentes régions du cerveau. En particulier, les parties latérales de l’hémisphère cérébelleux sont anatomiquement connectées au côté opposé des cortex d’association dans le cerveau. Notre découverte de la latéralité en ce qui concerne l’hémisphère cérébelleux droit de Néandertal, relativement petit, indique une connexion minimale avec les régions préfrontales gauches, qui joue un rôle majeur dans le traitement du langage, causant potentiellement une disparité linguistique entre Néandertal et Homo sapiens .

Ce sont des moments passionnants pour la recherche sur le cervelet. Si vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont nos hémisphères cérébelleux fonctionnent en conjonction avec les hémisphères cérébraux gauche et droit pour coordonner nos pensées et nos mouvements, veuillez regarder cette présentation de mars 2018 de Jeremy Schmahmann: “Ataxie, Dysmétrie de la pensée, et le syndrome cognitif cognitif cérébelleux. ”

Les références

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 et Takeru Akazawa. “Reconstruire le cerveau néandertalien à l’aide de l’anatomie computationnelle”. Rapports scientifiques (première publication en ligne: 26 avril 2018) DOI: 10.1038 / s41598-018-24331-0

Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz. “L’évolution de la forme cérébrale humaine moderne.” Science Advances (Première publication: 24 janvier 2018) DOI: 10.1126 / sciadv.aao5961

Schmahmann, Jeremy D. “Les troubles du cervelet: l’ataxie, la dysmétrie de la pensée et le syndrome cognitif cognitif cérébelleux.” The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences (2004) DOI: 10.1176 / jnp.16.3.367

Jeremy D. Schmahmann et Janet C. Sherman. “Le syndrome affectif cognitif cérébelleux.” Cerveau: un journal de neurologie (1998) DOI: 10.1093 / brain / 121.4.561

Schmahmann, Jeremy D. “Dysmétrie de la pensée: conséquences cliniques de la dysfonction cérébelleuse sur la cognition et l’affection.” Tendances des sciences cognitives (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2