Az agy az evolúció során figyelemre méltó változásokon ment keresztül. A legprimitívebb agyak alig voltak többek, mint a szervezet elülső részén összezsúfolt sejtcsoportok. Ezek a sejtek a szintén a fejen elhelyezkedő érzékszervektől kapott információkat dolgozzák fel.

Az embernek van a testméretéhez viszonyítva a legnagyobb agya az élőlények közül.

Az idők során az agy fejlődött. A gerinces állatok agya mind méretben, mind fejlettségben fejlődött. Az embernek van a testméretéhez viszonyítva a legnagyobb agya az élőlények közül, de egyben a legösszetettebb is. Az agy különböző régiói specializálódtak, sajátos struktúrákkal és funkciókkal. A kisagy például a mozgásban és a koordinációban vesz részt, míg az agykéreg a memóriában, a nyelvben és a tudatosságban.

A viselkedés befolyásolhatja egy faj sikerét, így az evolúció alakította.

Az emberi agy fejlődésének megértésével a kutatók remélik, hogy azonosítani tudják azoknak a viselkedésmódoknak a biológiai alapjait, amelyek megkülönböztetik az embert más állatoktól. A viselkedés befolyásolhatja egy faj sikerét, ezért ésszerű feltételezni, hogy az emberi viselkedést az evolúció alakította. Az agy biológiájának megértése fényt deríthet számos, az emberi viselkedéssel összefüggő állapotra is, mint például a depresszió, az autizmus és a skizofrénia.

Agyméret és intelligencia

Az emberi agy körülbelül négyszer nagyobb, mint egy csimpánzé, és körülbelül 15-ször nagyobb, mint egy egéré.

Ha egymás mellé tennénk egy egéragyat, egy csimpánzagyat és egy emberi agyat, és összehasonlítanánk őket, nyilvánvalónak tűnhetne, hogy a fajok miért rendelkeznek eltérő intellektuális képességekkel. Az emberi agy körülbelül négyszer nagyobb, mint a csimpánzé, és körülbelül 15-ször nagyobb, mint az egéré. Még a testméretbeli különbségeket is figyelembe véve, az embernek szokatlanul nagy agya van.

A nagyobb nem mindig jobb

De a méret nem minden. Tanulmányok kimutatták, hogy az embereknél nincs különösebben szoros kapcsolat az agyméret és az intelligencia között. Ezt tovább erősíti, ha az emberi agyat a neandervölgyi agyhoz hasonlítjuk. Mivel ma már nem léteznek neandervölgyi agyak, a tudósoknak a fosszilis koponyák belsejét kell tanulmányozniuk, hogy megértsék, milyen agyak voltak bennük. A neandervölgyi agy ugyanolyan nagy volt, mint a miénk, sőt valószínűleg nagyobb.

A modern ember koponyája, bár általában nagyobb, mint korábbi őseinké, alakjában is különbözik. Ez arra utal, hogy a modern agy kevésbé rögzített alakú, mint a korábbi embereké, és életük során környezeti vagy genetikai tényezők befolyásolhatják (ezt nevezzük plaszticitásnak).

Az ember és a csimpánzok, legközelebbi élő rokonaink agynövekedésének mintázatát összehasonlítva érdekes különbségeket találunk. Mindkét agy folyamatosan növekszik az első néhány évben, de az emberi agy alakja jelentősen megváltozik az első életév során. Ebben az időszakban a fejlődő agy információkat vesz fel a környezetéből, lehetőséget biztosítva a külvilágnak arra, hogy alakítsa a növekvő idegi áramköröket.

Egy neandervölgyi gyermek koponyájának elemzése kimutatta, hogy növekedési mintázatuk jobban hasonlított a csimpánzéhoz, mint a modern emberéhez. Ez arra utal, hogy bár a modern ember és a neandervölgyiek agya felnőttkorára hasonló méreteket ért el, ezt az agy különböző régióinak eltérő növekedési mintázatai révén érték el.

Az emberi agy méretének egyik fő korlátja a medenceöv, amelynek (a nőknél) meg kell küzdenie a nagy fejű csecsemő világra hozatalának követelményeivel. Az ember úgy fejlődött ki, hogy az agy növekedésének időszakát a születés utáni időszakra is kiterjeszti. Ez a korai fejlődésben mutatkozó finom különbség nagy hatással lehetett a túlélésünkre.

A nyelv és az agy fejlődése

A nyelv valószínűleg az a legfontosabb tulajdonság, amely megkülönböztet minket más állatoktól. Kifinomult nyelvi képességeinknek köszönhetően gyorsan és hatékonyan tudunk információt közvetíteni fajunk többi tagjának. Összehangolhatjuk tetteinket és megtervezhetjük cselekedeteinket, olyan dolgok, amelyek evolúciónk korai szakaszában nagy előnyt jelentettek volna.

Hogy megértsük, mit mond valaki, érzékelnünk kell a beszédét, és ezt az információt továbbítanunk kell az agyunkba.

A nyelv összetett, és még csak most kezdjük megérteni a különböző összetevőit. Például figyelembe kell vennünk a nyelv érzékszervi aspektusait. Ahhoz, hogy megértsük, mit mond valaki, érzékelnünk kell a beszédét, és ezt az információt továbbítanunk kell az agyba. Az agynak ezután fel kell dolgoznia ezeket a jeleket, hogy értelmet adjon nekik. Az agyunk egyes részeinek foglalkozniuk kell a szintaxissal (hogyan befolyásolja a szavak sorrendje a jelentést) és a szemantikával (mit jelentenek valójában a szavak).

A memória is nagyon fontos, mivel emlékeznünk kell arra, hogy mit jelentenek a szavak. Aztán ott van az egész vokalizációs rendszer, amely részt vesz abban, hogy kidolgozzuk, mit akarunk mondani, és az izmok összehangolásával biztosítsuk, hogy világosan mondjuk ki a megfelelő hangokat.

Néhány madár tehetséges mimika, de egy Mynah madárral nem tudnánk beszélgetni!

A nyelv tanulmányozása különböző fajok összehasonlításával nehéz, mert egyetlen más állat sem közelíti meg a mi nyelvi képességeinket. Egyes madarak tehetséges mimikusok, de egy Mynah madárral nem tudnál beszélgetni! Még ha legközelebbi rokonaink, a csimpánzok emberi családban nevelkednek is, soha nem tesznek szert szóbeli nyelvi készségekre. Bár a csimpánzok képesek megtanulni megérteni a nyelvünket és “grafikus” szimbólumokat használni, kevés hajlandóságot mutatnak arra, hogy az alapvető információkon, például az ételkérésen kívül bármi mást kommunikáljanak. Az emberek ezzel szemben megrögzött kommunikátoroknak tűnnek.

A nyelv mestergénje?

Talán a FOXP2 génnel végzett munka adta a legnagyobb betekintést a nyelv evolúciójába. Ez a gén kulcsszerepet játszik a nyelvben és a hangadásban, és lehetővé teszi számunkra, hogy feltárjuk az összetett nyelv evolúcióját megalapozó változásokat.

A FOXP2 gént először Simon Fisher, Anthony Monaco és munkatársai fedezték fel 2001-ben az Oxfordi Egyetemen. A génre egy jellegzetes beszéd- és nyelvi nehézségekkel küzdő család DNS-mintáinak vizsgálata során bukkantak rá. A család mintegy 15 tagja – három generáción keresztül – tökéletesen megértette a kimondott szavakat, de nehezen tudtak szavakat egymás mellé fűzni, hogy választ alkossanak. A mintázat, ahogyan ez az állapot öröklődött, arra utalt, hogy egy domináns egygénes állapotról van szó (a megváltozott gén egyetlen példánya elég volt ahhoz, hogy megzavarja az általános nyelvi képességeket). A kutatók azonosították a genom azon területét, amely valószínűleg tartalmazza az érintett gént, de nem tudták azonosítani a konkrét génmutációt ezen a területen belül.

Azután szerencséjük volt egy másik, nem rokon gyermek formájában, aki nagyon hasonló tünetekkel rendelkezett. Ennek a gyermeknek a DNS-ét megvizsgálva azonosítottak egy kromoszómaátrendeződést, amely átvágott egy gént a DNS azon régiójában, ahol a mutáns génre gyanakodtak. Ez a gén a FOXP2 volt. A FOXP2 gén szekvenálása után a családban találtak egy specifikus mutációt a génben, amely az összes érintett családtagban közös volt. Ez megerősítette a FOXP2 fontosságát az emberi nyelvben.

A FOXP2 gén mutációi az agynak a nyelvi fejlődésért felelős részét zavarják.

Simon és munkatársai a továbbiakban a FOXP2-t “főirányítóként” jellemezték, amely számos különböző gén aktivitását szabályozza az agy számos területén. Az egyik kulcsszerep az idegsejtek növekedésében és a tanulás és a fejlődés során más idegsejtekkel létrehozott kapcsolatokban van. A FOXP2 gén mutációi az agynak a nyelvi fejlődésért felelős részét zavarják, ami az ebben a családban megfigyelhető nyelvi problémákhoz vezet.

A FOXP2 evolúciója

A FOXP2 gén erősen konzervált a fajok között. Ez azt jelenti, hogy a gén DNS-szekvenciája nagyon hasonló a különböző fajokban, ami arra utal, hogy az idők során nem sokat fejlődött. Az egérben található FOXP2 fehérje csak három aminosavban különbözik az emberi változattól. A csimpánz változat csak két aminosavban különbözik az emberi változattól. Ez a két aminosavváltozás kulcsfontosságú lépések lehetnek az emberi nyelv evolúciójában.

Milyen különbséget jelentenek ezek a kis szekvencia-változások a FOXP2 fehérje működésében? Az egerekkel végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy a FOXP2 gén egérváltozatának az emberi változattal azonos szekvenciájúvá változtatása csak finom hatásokkal jár. Figyelemre méltó, hogy az így kapott egérkölykök alapvetően normálisak, de finom változásokat mutatnak a magas hangú hangok gyakoriságában. Az agyuk bizonyos részeinek vezetékezésében is jellegzetes változásokat mutatnak.

Ezekből a vizsgálatokból a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a FOXP2 részt vesz az agy mozgássorozatok tanulásának képességében. Az embernél ez a beszédhangok előállításához szükséges bonyolult izommozgásokban nyilvánult meg, míg más fajoknál más szerepe lehet, más mozgások koordinálásában.

A FOXP2 számos más gént is szabályoz a szervezetben, és úgy tűnik, hogy az evolúció ezek egy részhalmazát is előnyben részesítette, különösen az európaiaknál. A FOXP2 által szabályozott gének nemcsak az agy fejlődésében fontosak, hanem az emberi szaporodásban és immunitásban is fontos szerepet játszanak.

A FOXP2 és a neandervölgyiek

A neandervölgyieknek lehetett némi beszéd- és kommunikációs képességük.

A neandervölgyieket általában nagy, brutális fajként jellemezték, kevés vagy semmilyen szellemi, társadalmi vagy kulturális fejlődéssel. Az a tény azonban, hogy ugyanolyan FOXP2 génnel rendelkeztek, mint a modern emberek, arra utal, hogy a neandervölgyieknek lehetett némi beszéd- és kommunikációs képességük.

Változatos bizonyítékok segítettek kialakítani egy képet arról, hogyan élhettek és kommunikálhattak a neandervölgyiek. A régészeti leletek arra utalnak, hogy valószínűleg kis csoportokban éltek, és nagy energiaszükségletük miatt idejük nagy részét vadászattal töltötték.

A neandervölgyiek valószínűleg nem alakítottak ki olyan társadalmi csoportokat, amelyeket hatékony kommunikáció kötött össze. Ennek oka valószínűleg az, hogy nem rendelkeztek a társas csoportok létrehozásához és fenntartásához szükséges kulcsfontosságú mentális képességekkel. A rekurzív gondolkodás (gondolkodás a gondolkodásról), az elmélet (annak megbecsülése, hogy mi zajlik valaki más fejében) és az impulzív reakciók gátlása (az impulzusok ellenőrzésére való képesség) mind fontos elemei a sikeres társas interakcióknak. Érdekes módon az agysérülések és a fejlődési rendellenességek, mint például az autizmus, zavarhatják ezeket a képességeket és a szociális készségeket az embereknél.

Ezek a bizonyítékok arra utalnak, hogy a neandervölgyiek agya talán nem úgy volt összedrótozva, hogy támogassa a hatékony kommunikációt és a diplomáciai készségeket. Rendkívül nehéz lett volna kijönni velük! A neandervölgyiek agya valószínűleg jobban alkalmazkodott a vizuális képességeik maximalizálásához. Túlméretezett szemüket és nagy agyukat használhatták a túléléshez és a vadászathoz Európa alacsonyabb fényviszonyai között. Ez korlátozta az agyban rendelkezésre álló helyet a kommunikációhoz és a társadalmi interakciókhoz szükséges rendszerek kifejlesztéséhez. Kisebb szociális agyi régióik azonban lehetővé tehették számukra, hogy kisebb szociális hálózatokat hozzanak létre, ami javíthatta túlélési esélyeiket a zord európai környezetben.

Ezt az oldalt legutóbb 2019-06-20-án frissítették

.