Formen på din hjärna kan säga mycket om neandertalaren i dig. Ny forskning har funnit att moderna människor som bär vissa genetiska fragment från våra närmaste utrotade släktingar kan ha mer avlånga hjärnor och kranier än andra människor.
Moderna människor har unika, relativt globulära skalar och hjärnor. Däremot har de närmast utrotade släktingarna till moderna människor, neandertalarna, de långsträckta skallarna och hjärnorna som är typiska för de flesta primater.
Tidigare forskning hade föreslagit att dessa kontrasterande skalleformer kan spegla skillnader i storleken på olika hjärnregioner hos moderna människor och neandertalar, och hur dessa hjärnområden kopplades samman. "Hjärnvävnad fossiliseras emellertid inte, så den underliggande biologin har förblivit svårfångad", berättade författare Philipp Gunz, en paleoanthropolog vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig, Tyskland, till Live Science.
För att hjälpa till att lösa detta mysterium tog forskare först CT (datortomografi) av sju fossila neandertalskallar och 19 moderna mänskliga skallar. De utvecklade avtryck av kraniernas hjärnhårets inre och mätte deras rundhet.
Därefter analyserade forskarna nästan 4500 moderna människor för vilka de hade både genetiska data och magnetisk resonansavbildning (MRI) av sina hjärnor.
"Vi resonerade att om vi kunde identifiera specifika Neanderthal-DNA-fragment i ett tillräckligt stort prov av levande människor, skulle vi kunna testa om någon av dessa fragment pressar mot en mindre kulaformad hjärnform, så att vi kan zooma in på gener som kan vara viktigt för denna egenskap, "berättade seniorstudieförfattare Simon Fisher, en neurogenetiker vid Max Planck Institute for Psycholinguistics i Nijmegen, Nederländerna, Live Science.
Tidigare arbete fann att moderna människor och neandertalar upplevde flera avsnitt av förädling, och införde neandertal-DNA i det moderna mänskliga genomet. I den nya studien upptäckte forskarna att Neanderthal-DNA-fragment i moderna mänskliga kromosomer 1 och 18 var kopplade till mindre runda hjärnor.
"Effekterna av att bära dessa sällsynta Neanderthalfragment är subtila," sa Fisher. "Effekterna av Neanderthal-genvarianterna är små, du skulle inte kunna se dem i en persons huvudform när du möter dem."
Neanderthal-DNA-fragmenten innehöll två gener tidigare forskning kopplad till hjärnutveckling. Den ena, UBR4, är kopplad till generationen av nervceller, och den andra, PHLPP1, är förknippad med utvecklingen av fet isolering runt nervceller.
Forskarna upptäckte att detta neandertal-DNA hade de starkaste effekterna på hjärnstrukturer som kallas putamen och cerebellum - som båda är nyckeln till förberedelser, inlärning och samordning av rörelser. Putamen utgör den yttre delen av hjärnans basala ganglier, som är förknippade med minne, uppmärksamhet, planering, inlärning av färdigheter och potentiellt tal och språk.
Forskarna noterade att om en person har mer neandertal-DNA än genomsnittet, betyder det inte nödvändigtvis att hjärnan är mer avlång. "Två personer som har mycket lika totala mängder Neanderthal-DNA - till exempel 1 procent av deras genom - kan mycket väl bära helt olika fragment," sade Fisher.
Forskarna noterade också att dessa skalskillnader antagligen inte återspeglade några skillnader vid tidpunkten för ett spädbarns födelse: Moderna människor och neandertalare har liknande hjärnformer och skalleformer vid den tiden, sade Gunz. Efter födseln resulterade skillnader i hjärnutveckling sannolikt i de uttalade skillnaderna som finns i skalleform mellan vuxna i de två linjerna, tillade han.
Framtida forskning kan leta efter mer Neandertal-DNA kopplat till moderna mänskliga hjärnor och bestämma vilka specifika effekter dessa forntida genetiska varianter kan ha genom att odla hjärnvävnad med Neanderthal-DNA i labbet, sa Fisher.
Forskarna detaljerade sina resultat online 13 december i tidskriften Current Biology.
