Hjernen har undergået nogle bemærkelsesværdige forandringer i løbet af sin udvikling. De mest primitive hjerner er ikke meget mere end klynger af celler, der er samlet sammen på forsiden af en organisme. Disse celler behandler information, der modtages fra sanseorganer, som også er placeret ved hovedet.

Mennesker har den største hjerne i forhold til deres kropsstørrelse af alle levende væsener.

Hjernen har udviklet sig med tiden. Hjerne hos hvirveldyr har udviklet sig i både størrelse og raffinement. Mennesker har den største hjerne i forhold til deres kropsstørrelse af alle levende væsener, men også den mest komplekse. Forskellige regioner i hjernen er blevet specialiseret med særlige strukturer og funktioner. For eksempel er lillehjernen involveret i bevægelse og koordination, mens hjernebarken er involveret i hukommelse, sprog og bevidsthed.

Adfærd kan påvirke en arts succes og er derfor blevet formet af evolutionen.

Ved at forstå, hvordan den menneskelige hjerne har udviklet sig, håber forskerne at kunne identificere det biologiske grundlag for den adfærd, der adskiller mennesker fra andre dyr. Adfærd kan påvirke en arts succes, så det er rimeligt at antage, at menneskers adfærd er blevet formet af evolutionen. En forståelse af hjernens biologi kan også kaste lys over mange tilstande, der er knyttet til menneskers adfærd, f.eks. depression, autisme og skizofreni.

Hjernestørrelse og intelligens

Menneskehjernen er ca. fire gange større end en chimpansees hjerne og ca. 15 gange større end en musehjernes.

Hvis man lægger en musehjerne, en chimpansehjerne og en menneskehjerne ved siden af hinanden og sammenligner dem, kan det virke indlysende, hvorfor arterne har forskellige intellektuelle evner. Menneskets hjerne er omkring fire gange større end chimpansens og omkring 15 gange større end musens. Selv hvis man tager højde for forskelle i kropsstørrelse, har mennesker usædvanligt store hjerner.

Større er ikke altid bedre

Men størrelsen er ikke hele historien. Undersøgelser har vist, at der ikke er en særlig stærk sammenhæng mellem hjernestørrelse og intelligens hos mennesker. Dette bliver yderligere forstærket, når vi sammenligner den menneskelige hjerne med neandertalerhjernen. Fordi der ikke findes nogen neandertalerhjerner i dag, er forskerne nødt til at studere indersiden af fossile kranier for at forstå de hjerner, der var indeni. Neandertalerhjernen var lige så stor som vores, faktisk sandsynligvis større.

Den moderne menneskes kranier er generelt større end vores tidligere forfædres kranier, men de har også en anden form. Dette tyder på, at den moderne hjerne har en mindre fast form end de tidligere menneskers og kan påvirkes i løbet af sin levetid af miljømæssige eller genetiske faktorer (dette kaldes plasticitet).

Der er nogle interessante forskelle, når vi sammenligner mønstret for hjernens vækst hos mennesker med chimpanser, vores nærmeste nulevende slægtninge. Begge hjerner vokser støt i de første par år, men formen på menneskets hjerne ændrer sig betydeligt i løbet af det første leveår. I denne periode vil hjernen under udvikling opsamle information fra omgivelserne, hvilket giver omverdenen mulighed for at forme de voksende neurale kredsløb.

En analyse af et neandertalerbarns kranie har vist, at deres vækstmønster lignede mere chimpansen end det moderne menneskes. Dette tyder på, at selv om hjernerne hos moderne mennesker og neandertalerne nåede en lignende størrelse i voksenalderen, blev dette opnået gennem forskellige vækstmønstre i forskellige regioner af hjernen.

En vigtig begrænsning for menneskers hjernestørrelse er bækkenbæltet, som (hos kvinder) skal klare kravene til at føde et barn med stort hoved. Mennesker har udviklet sig til at forlænge den periode, hvor hjernen vokser, til også at omfatte perioden efter fødslen. Denne subtile forskel i den tidlige udvikling kan have haft store konsekvenser for vores overlevelse.

Sprog og hjernens udvikling

Sproget er sandsynligvis det vigtigste kendetegn, der adskiller os fra andre dyr. Takket være vores sofistikerede sprogfærdigheder kan vi hurtigt og effektivt formidle information til andre medlemmer af vores art. Vi kan koordinere, hvad vi gør, og planlægge handlinger, hvilket ville have været en stor fordel tidligt i vores evolution.

For at forstå, hvad nogen siger, skal vi registrere deres tale og overføre denne information til hjernen.

Sproget er komplekst, og vi er kun lige begyndt at forstå dets forskellige komponenter. Vi er f.eks. nødt til at overveje de sensoriske aspekter af sproget. For at forstå, hvad nogen siger, er vi nødt til at registrere deres tale og overføre denne information til hjernen. Hjernen skal derefter behandle disse signaler for at give dem mening. Dele af vores hjerne skal beskæftige sig med syntaks (hvordan ords rækkefølge påvirker betydningen) og semantik (hvad ordene faktisk betyder).

Hukommelsen er også meget vigtig, da vi skal huske, hvad ordene betyder. Så er der hele vokaliseringssystemet, som er involveret i at finde ud af, hvad vi vil sige, og sørge for, at vi siger det tydeligt ved at koordinere musklerne for at lave de rigtige lyde.

Nogle fugle er dygtige efterlignere, men du kunne ikke føre en samtale med en Mynah-fugl!

Det er vanskeligt at studere sprog ved at sammenligne forskellige arter, fordi ingen andre dyr kommer i nærheden af vores sproglige evner. Nogle fugle er dygtige efterlignere, men du kunne ikke føre en samtale med en Mynah-fugl! Selv når vores nærmeste slægtninge, chimpanserne, vokser op i menneskefamilier, opnår de aldrig verbale sprogfærdigheder. Selv om chimpanser kan lære at forstå vores sprog og bruge “grafiske” symboler, er de ikke særlig tilbøjelige til at kommunikere andet end grundlæggende oplysninger, f.eks. anmodninger om mad. Mennesker synes derimod at være tvangspræget kommunikerende.

Et mastergen for sprog?

Men måske er den største indsigt i sprogets udvikling kommet fra arbejdet med FOXP2-genet. Dette gen spiller en nøglerolle i sprog og vokalisering og giver os mulighed for at undersøge de ændringer, der ligger til grund for udviklingen af komplekst sprog.

FoxP2-genet blev først opdaget af Simon Fisher, Anthony Monaco og kolleger på University of Oxford i 2001. De stødte på genet gennem deres undersøgelser af DNA-prøver fra en familie med udprægede tale- og sprogvanskeligheder. Omkring 15 medlemmer af familien, fordelt på tre generationer, var i stand til at forstå talte ord perfekt, men havde svært ved at sætte ord sammen for at danne et svar. Det mønster, hvormed denne tilstand blev nedarvet, tydede på, at der var tale om en dominerende enkeltgentilstand (én kopi af det ændrede gen var nok til at forstyrre deres generelle sproglige evner). Forskerne identificerede det område af genomet, der sandsynligvis indeholdt det berørte gen, men kunne ikke identificere den specifikke genmutation inden for dette område.

Derpå havde de et held i form af et andet ubeslægtet barn med meget lignende symptomer. Ved at se på dette barns DNA identificerede de en kromosomomomlægning, der skar igennem et gen i det område af DNA’et, hvor de mistænkte, at det muterede gen var. Dette gen var FOXP2. Efter at have sekventeret FOXP2-genet i familien fandt de en specifik mutation i genet, som var fælles for alle de berørte familiemedlemmer. Dette bekræftede FOXP2’s betydning for det menneskelige sprog.

Mutationer i FOXP2-genet forstyrrer den del af hjernen, der er ansvarlig for sprogudviklingen.

Simon og hans kolleger fortsatte med at karakterisere FOXP2 som en “master controller”, der regulerer aktiviteten af mange forskellige gener i flere områder af hjernen. En central rolle er i væksten af nerveceller og de forbindelser, de skaber med andre nerveceller under indlæring og udvikling. Mutationer i FOXP2-genet griber ind i den del af hjernen, der er ansvarlig for sprogudvikling, hvilket fører til de sprogproblemer, der ses i denne familie.

Evolutionen af FOXP2

FoxP2-genet er meget bevaret mellem arter. Det betyder, at genet har en meget ens DNA-sekvens i forskellige arter, hvilket tyder på, at det ikke har udviklet sig meget over tid. FOXP2-proteinet i musen adskiller sig kun fra den menneskelige version med tre aminosyrer. Chimpanseversionen adskiller sig kun med to aminosyrer fra menneskeversionen. Disse to ændringer i aminosyrer kan være vigtige skridt i udviklingen af sprog hos mennesker.

Hvilken forskel gør disse små ændringer i sekvensen for FOXP2-proteinets funktionalitet? Undersøgelser med mus viser, at det kun har subtile virkninger at ændre musens version af FOXP2-genet til at have samme sekvens som den menneskelige version. Det er bemærkelsesværdigt, at de musekillinger, der bliver resultatet, i det væsentlige er normale, men viser subtile ændringer i frekvensen af deres høje vokaliseringer. De viser også markante ændringer i ledningsføringen i visse dele af deres hjerne.

Fra disse undersøgelser har forskerne konkluderet, at FOXP2 er involveret i hjernens evne til at lære sekvenser af bevægelser. Hos mennesker har dette udmøntet sig i de komplekse muskelbevægelser, der er nødvendige for at producere lydene til tale, mens det hos andre arter kan have en anden rolle, nemlig at koordinere andre bevægelser.

FOXP2 regulerer mange andre gener i kroppen, og evolutionen synes også at have favoriseret en delmængde af disse, især hos europæere. FOXP2-regulerede gener er ikke kun vigtige for hjernens udvikling, men spiller også vigtige roller i menneskets reproduktion og immunitet.

FOXP2 og neandertalerne

Neandertalerne kan have haft en vis evne til at tale og kommunikere.

Neandertalerne er generelt blevet karakteriseret som en stor, brutal art med ringe eller ingen intellektuel, social eller kulturel udvikling. Det faktum, at de havde det samme FOXP2-gen som moderne mennesker, tyder imidlertid på, at neandertalerne kan have haft en vis evne til at tale og kommunikere.

Flere og flere forskellige beviser har været med til at tegne et billede af, hvordan neandertalerne kan have levet og kommunikeret. Arkæologiske fund tyder på, at de sandsynligvis levede i små grupper og på grund af deres store energibehov brugte det meste af deres tid på at jage.

Neandertalerne har sandsynligvis ikke udviklet sociale grupper, der er bundet sammen af effektiv kommunikation. Dette skyldes sandsynligvis, at de manglede de centrale mentale evner, der var nødvendige for at etablere og opretholde sociale grupper. Rekursiv tænkning (tænkning om tænkning), tanketeori (forståelse af, hvad der foregår i en andens hoved) og hæmning af impulsive reaktioner (evne til at kontrollere impulser) er alle vigtige elementer for vellykkede sociale interaktioner. Interessant nok kan hjerneskader og udviklingsforstyrrelser, såsom autisme, forstyrre disse evner og sociale færdigheder hos mennesker.

Dette beviser tyder på, at neandertalerhjernen måske ikke har været indrettet til at understøtte effektiv kommunikation og diplomatiske færdigheder. De ville have været ekstremt vanskelige at komme godt ud af det med! Neandertalerhjernen var sandsynligvis bedre tilpasset til at maksimere deres visuelle evner. De ville have brugt deres overdimensionerede øjne og store hjerner til at overleve og jage i det lavere lysniveau i Europa. Dette ville begrænse den plads, der var til rådighed i hjernen til at udvikle de systemer, der var nødvendige for kommunikation og social interaktion. Deres mindre sociale hjerneområder kunne imidlertid have gjort det muligt for dem at etablere mindre sociale netværk, hvilket kan have forbedret deres chancer for at overleve i det barske europæiske miljø.

Denne side blev senest opdateret den 2019-06-20