【摘要】：眾所周知,腦是人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要組成部分,不但掌控著全身的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng),更是思想、記憶等高級(jí)心理活動(dòng)的器官,這是其它種系的生物無(wú)法比擬的。如此超強(qiáng)功能的人腦是我們的古人猿先祖經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年進(jìn)化的產(chǎn)物。人類進(jìn)化的總體過(guò)程中,顱容積增加被認(rèn)為是人類進(jìn)化的一個(gè)重要特點(diǎn)。隨著顱容積的增大,腦的結(jié)構(gòu)和功能也發(fā)生一定的變化,包括額葉體積增大、枕葉相對(duì)比例縮小以及小腦的形態(tài)特征趨向圓隆,兩側(cè)小腦半球的相對(duì)位置前移以及向矢狀線靠攏等。 然而,顱容積增加的這種趨勢(shì)并不是一直持續(xù)下去的,許多研究表明全新世人類腦進(jìn)化的趨勢(shì)有所改變,主要表現(xiàn)為顱容積的下降。近萬(wàn)年來(lái),非洲地區(qū)男性的顱容積降低了95-165cm3,女性的顱容積降低了74-106cm3,全新世歐洲男性平均顱容積由1593cm3降至現(xiàn)代1436cm3,女性的平均顱容積由1502cm3降至1241cm3。Ruff等人的研究表明人類顱容積在35000年以來(lái)有一個(gè)減少的趨勢(shì)。另有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),晚期智人,也稱為“解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代人”(AMH),其顱容積比現(xiàn)當(dāng)代人類的顱容積大。在中國(guó),從青銅鐵器時(shí)代到現(xiàn)代,顱容積、顱長(zhǎng)、顱寬、顱高、長(zhǎng)高指數(shù)等呈明顯下降趨勢(shì)。這些現(xiàn)象均提示全新世人類腦的進(jìn)化過(guò)程仍然在繼續(xù),并且以顱容積的下降為主要趨勢(shì)。但是,為什么全新世人類的顱容積會(huì)呈現(xiàn)出與總體進(jìn)化趨勢(shì)不一致的表現(xiàn),這是需要我們解決的首要問(wèn)題。另外,人腦是由大腦、小腦、腦干組成的,而且,大腦、小腦和腦干還可以劃分為更小的部分。因此,除了每一部分腦體積的均勻下降,顱容積的下降還有可能是由于一部分腦體積下降而另一部分腦體積不變或增加。伴隨著顱容積的下降,全新世人腦的結(jié)構(gòu)特征發(fā)生了怎樣的變化,也是我們需要解決的問(wèn)題。 由于人類的腦組織無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保存,在研究人類腦進(jìn)化的不同渠道中,唯有顱內(nèi)模可以展示腦的大體結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)特征,包括腦溝、腦回、血管、顱容積以及顱腦的形狀,因而成為研究人類腦進(jìn)化的主要渠道。因此,為了更好的研究全新世人類腦的具體進(jìn)化趨勢(shì),本研究收集全新世期間兩個(gè)時(shí)代的中國(guó)人顱骨CT數(shù)據(jù),分別是距今約6000年前大汶口時(shí)期的北阡新石器時(shí)代人類和現(xiàn)當(dāng)代的中國(guó)人,構(gòu)建這兩個(gè)時(shí)代的人類的顱內(nèi)模,測(cè)量其表面形態(tài)、結(jié)構(gòu),分別分析其性別差異和年齡變化,一方面是為了避免性別差異和年齡變化對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的影響,另一方面不同時(shí)期性別差異度和年齡變化趨勢(shì)的異同,亦可以反映顱腦生長(zhǎng)發(fā)育情況的改變趨勢(shì),對(duì)比不同時(shí)期顱腦生長(zhǎng)發(fā)育的異同,同樣可以豐富人類腦進(jìn)化的研究。最后,我們從不同角度對(duì)比、分析兩個(gè)時(shí)代中國(guó)人顱內(nèi)模的形態(tài)學(xué)差異,從而反映北阡新石器時(shí)代人類和現(xiàn)代中國(guó)人腦大體形態(tài)、結(jié)構(gòu)的變化,進(jìn)一步豐富全新世人類腦的進(jìn)化過(guò)程。 本研究共分為三部分,摘要如下： 第一部分北阡遺址新石器時(shí)代人類顱內(nèi)模的建立 第一章北阡遺址新石器時(shí)代人類顱骨的形態(tài)學(xué)研究 目的：北阡遺址出土的新石器時(shí)代人類顱骨數(shù)量比較大而且保存較為完整,有利于進(jìn)行顱骨的形態(tài)學(xué)研究,可以用來(lái)鑒定該遺址顱骨的人種歸屬、年齡和性別,并且觀察顱骨的變形程度,從而為全新世人類腦進(jìn)化的研究提供幫助。 材料和方法：選擇81例北阡遺址出土的新石器時(shí)代人類顱骨,依據(jù)《人體測(cè)量方法》和《人體測(cè)量手冊(cè)》的相關(guān)著述和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)該批顱骨進(jìn)行非測(cè)量性形態(tài)特征的觀察以及相關(guān)徑線的測(cè)量；參照丁士�！讹B骨性別的判別分析》和王令紅《太原地區(qū)現(xiàn)代人頭骨的研究》的相關(guān)著述和性別判分析方程,對(duì)顱骨進(jìn)行精確地性別鑒定；參照吳汝康《華北人顱骨臼齒磨耗的年齡變化》所介紹的磨牙損耗度與年齡之間的相互關(guān)系,對(duì)顱骨進(jìn)行年齡鑒定；將北阡新石器時(shí)代人類顱骨關(guān)于人種歸屬有關(guān)的測(cè)量指標(biāo)與現(xiàn)代蒙古人種對(duì)比,進(jìn)行種族的鑒定；CT掃描北阡遺址人類顱骨,運(yùn)用Amira軟件對(duì)顱骨進(jìn)行三維重建,然后與現(xiàn)代人三維CT數(shù)據(jù)重建的顱骨進(jìn)行對(duì)比,觀察顱骨變形的差異。 結(jié)果： 1、性別鑒定：大體形態(tài)上性別比較明確的顱骨有41例屬于男性,20例屬于女性,另外還有20例大體形態(tài)性別不明確的顱骨。對(duì)顱骨進(jìn)行徑線測(cè)量,然后參照判別分析方程,最后判斷這81例顱骨所代表的個(gè)體,男性52位,女性29位。 2、年齡推測(cè)：經(jīng)過(guò)對(duì)牙齒磨耗程度的觀察和判斷分析,北阡新石器時(shí)代人類青年男性(15歲-29歲)12人,中青年男性20人(30歲-44歲),中年男性20人(45歲-59歲)；青年女性11人,中青年女性13人,中年女性5人。 3、根據(jù)對(duì)北阡新石器時(shí)代人類顱骨的初步觀察和測(cè)量,發(fā)現(xiàn)北阡遺址顱骨較多地表現(xiàn)出亞洲蒙古人種的形態(tài)學(xué)特征,而且更接近東亞蒙古類型。 4、北阡新石器時(shí)代人類顱骨和現(xiàn)代人顱骨均存在顱骨左右不對(duì)稱變形和顱骨扁平現(xiàn)象。 結(jié)論：北阡遺址新石器時(shí)代人類屬于東亞蒙古人種,其年齡和性別分布以及顱骨變形的異同有助于研究全新世人類腦的進(jìn)化。 第二章北阡遺址新石器時(shí)代人類顱內(nèi)模的性別差異和年齡變化 目的：顱內(nèi)模可以間接地反映腦的表面形態(tài)特征、腦量等相關(guān)信息,構(gòu)建北阡新石器時(shí)代人類顱內(nèi)模,并且研究、分析顱內(nèi)模的性別差異和年齡變化,可以為全新世人類腦進(jìn)化的研究提供數(shù)據(jù)支持和幫助。 材料和方法：選擇81例北阡遺址出土的新石器時(shí)代人類顱骨,采用西門(mén)子128層螺旋CT掃描整個(gè)顱骨,所有原始CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Amira軟件,運(yùn)用閾值分割的原理,獲得顱內(nèi)模的二值化數(shù)據(jù),三維重建顱內(nèi)模,并且使之位于法蘭克福平面。測(cè)量顱內(nèi)模的主要徑線,并且以顱內(nèi)模的測(cè)量指標(biāo)代表腦的形態(tài)和結(jié)構(gòu),獲得腦長(zhǎng)、腦寬、腦高、額葉寬、額葉高、額葉弦長(zhǎng)、頂葉弦長(zhǎng)、大腦高以及相關(guān)的比值等12項(xiàng)數(shù)據(jù)。運(yùn)用SPSS軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),分析其性別差異和年齡變化。 結(jié)果：本研究共獲得81例北阡新石器時(shí)代人類顱內(nèi)模,在12項(xiàng)指標(biāo)中,額葉寬與腦寬比、寬長(zhǎng)比、高寬比和高長(zhǎng)比以及額葉弦長(zhǎng)沒(méi)有性別差異,腦長(zhǎng)、腦寬、腦高、額葉寬、額葉高、頂葉弦長(zhǎng)和大腦高等7項(xiàng)指標(biāo)均為男性大于女性(p0.05)。無(wú)論男性還是女性,12項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)的年齡變化均未有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)論：利用顱骨的CT數(shù)據(jù)可以很好的建立北阡新石器時(shí)代人類顱內(nèi)模,并且其性別差異和年齡變化的研究為研究全新世人類腦的進(jìn)化提供了數(shù)據(jù)支持和幫助。 第二部分現(xiàn)代中國(guó)人顱內(nèi)模形態(tài)的性別差異和年齡變化 目的：顱內(nèi)模的形態(tài)學(xué)觀察和測(cè)量在人類腦進(jìn)化的研究中至關(guān)重要,并且顱內(nèi)模形態(tài)的性別差異和年齡變化對(duì)這些研究有明顯的影響,所以有必要建立大量的現(xiàn)代人類顱內(nèi)模,并且對(duì)其性別差異和年齡變化進(jìn)行系統(tǒng)的研究。 材料和方法：本實(shí)驗(yàn)按照18-29歲、30-44歲、45-59歲、60-74歲四個(gè)年齡階段,選擇731例現(xiàn)代中國(guó)人(男369,女362),應(yīng)用西門(mén)子128層螺旋CT進(jìn)行頭部掃描,獲得高分辨率顱腦結(jié)構(gòu)的三維CT數(shù)據(jù)。將原始的三維CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Amira軟件,運(yùn)用閾值分割的原理分別分割顱骨和顱腔內(nèi)部空間,從而獲得顱骨和顱內(nèi)模的二值化數(shù)據(jù),然后三維重建顱骨和顱內(nèi)模,使顱骨處于法蘭克福平面以保證顱內(nèi)模的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。測(cè)量顱內(nèi)模的主要徑線,并且以顱內(nèi)模的測(cè)量指標(biāo)代表腦的形態(tài)和結(jié)構(gòu),獲得包括腦長(zhǎng)、腦寬、腦高、額葉寬、額葉高、額葉弦長(zhǎng)、頂葉弦長(zhǎng)、大腦高、額葉寬與腦寬比值、寬長(zhǎng)比值、高寬比值和高長(zhǎng)比值以及顱容積等13項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果運(yùn)用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 結(jié)果： 1、本研究獲得了顱內(nèi)模主要徑線和指數(shù)不同性別和年齡階段的平均值。 2、性別差異：對(duì)于測(cè)量值,除了額葉寬與腦寬比值沒(méi)有性別差異,其余12項(xiàng)徑線和指標(biāo)均為男性大于女性。經(jīng)過(guò)校正后,女性額葉弦長(zhǎng)稍大,男性大腦高、頂葉弦長(zhǎng)、腦高比女性大,額葉高、額葉寬、腦長(zhǎng)和腦寬沒(méi)有明顯性別差異。 3、年齡變化：對(duì)于男性測(cè)量值,腦高、額葉弦長(zhǎng)、額葉高和大腦高沒(méi)有明顯的年齡變化,腦長(zhǎng)、頂葉弦長(zhǎng)、額葉寬與腦寬比值和高寬比值與年齡變化正相關(guān),顱容積、腦寬、額葉寬、寬長(zhǎng)比值和高長(zhǎng)比值與年齡變化負(fù)相關(guān)；對(duì)于校正后男性測(cè)量值,腦高、額葉弦長(zhǎng)沒(méi)有明顯的年齡變化,腦長(zhǎng)、大腦高、額葉高及頂葉弦長(zhǎng)與年齡變化正相關(guān),腦寬、額葉寬與年齡變化負(fù)相關(guān)。對(duì)于女性,不論是測(cè)量值還是校正值,額葉弦長(zhǎng)沒(méi)有明顯的年齡變化,腦長(zhǎng)、頂葉弦長(zhǎng)、額葉寬與腦寬比值和高寬比值與年齡變化正相關(guān),顱容積、腦寬、腦高、額葉寬、寬長(zhǎng)比值和高長(zhǎng)比值、額葉高和大腦高與年齡變化負(fù)相關(guān)。 結(jié)論：現(xiàn)代中國(guó)人男、女兩性的顱內(nèi)模形狀有明顯的區(qū)別,而且一般男性大于女性；不論男性還是女性,隨著年齡的增加,不僅顱內(nèi)模的徑線測(cè)量數(shù)據(jù)有所改變,其大體形狀也由圓形趨向于橢圓形。 第三部分現(xiàn)代中國(guó)人比北阡遺址新石器時(shí)代人類腦額葉增寬但是腦高減小 目的：許多研究表明全新世人類腦進(jìn)化的趨勢(shì)有所改變,主要體現(xiàn)在顱容積的下降,但是,伴隨顱容積的下降,人腦的形態(tài)特征是如何進(jìn)化的還未見(jiàn)報(bào)道。因?yàn)轱B內(nèi)�？梢泽w現(xiàn)腦的外部形態(tài),所以有必要對(duì)比新石器時(shí)代和現(xiàn)代人類顱內(nèi)模的表面形態(tài),研究并分析其變化,從而反映全新世人類腦的進(jìn)化過(guò)程。 材料和方法：本實(shí)驗(yàn)首先選擇年齡小于60歲的592例現(xiàn)代中國(guó)人(男302,女290),應(yīng)用西門(mén)子128層螺旋CT進(jìn)行頭部掃描,獲得高分辨率顱腦結(jié)構(gòu)的三維CT數(shù)據(jù)。然后選擇北阡遺址出土的經(jīng)過(guò)鑒定均小于60歲的81例古人顱骨(男52,女29),按照同樣的掃描條件進(jìn)行CT掃描。所有原始的三維CT數(shù)據(jù)均導(dǎo)入Amira軟件,運(yùn)用閾值分割的原理分別分割顱骨和顱腔內(nèi)部空間,獲得顱骨和顱內(nèi)模的二值化數(shù)據(jù),然后三維重建顱骨和顱內(nèi)模,使顱骨處于法蘭克福平面以保證顱內(nèi)模的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。測(cè)量顱內(nèi)模的主要徑線,并且以顱內(nèi)模的測(cè)量指標(biāo)代表腦的形態(tài)和結(jié)構(gòu),主要測(cè)量值和指數(shù)包括腦長(zhǎng)、腦寬、腦高、額葉寬、額葉高、額葉弦長(zhǎng)、頂葉弦長(zhǎng)、大腦高、額葉寬與腦寬比值、寬長(zhǎng)比值、高寬比值和高長(zhǎng)比值以及顱容積。結(jié)果運(yùn)用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 結(jié)果：13項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)中,現(xiàn)代人的額葉寬、腦長(zhǎng)、額葉寬與腦寬比值大于新石器時(shí)代人類,新石器時(shí)代人類的顱容積、腦高、額葉高、額葉弦長(zhǎng)、頂葉弦長(zhǎng)、高長(zhǎng)比值和高寬比值大于現(xiàn)代人。在與自身顱容積做了校正后,男性腦高、額葉寬、腦長(zhǎng)、額葉高、額葉弦長(zhǎng)、頂葉弦長(zhǎng)以及女性的腦高、額葉寬、腦長(zhǎng)、額葉弦長(zhǎng)有明顯的時(shí)代差異。對(duì)于新石器時(shí)代人類,腦長(zhǎng)、腦寬、腦高、額葉寬、大腦高、額葉高、頂葉弦長(zhǎng)和顱容積男性大于女性,余指標(biāo)未有明顯性別差異；對(duì)于現(xiàn)代人類,除了顱內(nèi)模的寬長(zhǎng)比值未有明顯性別差異,余指標(biāo)均為男性大于女性。性別二態(tài)性的時(shí)代差異主要體現(xiàn)在顱容積、腦高、額葉弦和頂葉弦長(zhǎng)以及顱內(nèi)模的高寬比值、高長(zhǎng)比值,并且是現(xiàn)代人的性別差異更加明顯。 結(jié)論：總的來(lái)說(shuō),從北阡新石器時(shí)代到現(xiàn)代,人類腦的結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變,其主要趨勢(shì)為腦高和顱容積減小,額葉寬增加以及兩性間差異程度的增加。這種變化應(yīng)該是與基因隨機(jī)改變和相應(yīng)環(huán)境引起的基因改變密切相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R322.81

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳汝康;柏蕙英;;華北人顱骨臼齒磨耗的年齡變化[J];古脊椎動(dòng)物與古人類;1965年02期

2 中橋孝博;高椋浩史;欒豐實(shí);;山東北阡遺址出土之大汶口時(shí)期人骨[J];東方考古;2013年00期

3 孫蕾;武志江;;澠池篤忠遺址仰韶文化晚期人骨研究[J];華夏考古;2010年03期

4 姜樹(shù)學(xué);劉元健;牟永和;李吉;;遼寧人磨牙磨耗的年齡變化[J];解剖學(xué)報(bào);1984年04期

5 Christopher J. NORTON;;Craniofacial morphological microevolution of Holocene populations in northern China[J];Chinese Science Bulletin;2007年12期

6 孫善德;;山東即墨縣新石器時(shí)代遺址調(diào)查[J];考古;1981年01期

7 王芬;欒豐實(shí);宋艷波;;山東即墨市北阡遺址2007年發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)[J];考古;2011年11期

8 韓康信;;寧夏彭堡于家莊墓地人骨種系特點(diǎn)之研究[J];考古學(xué)報(bào);1995年01期

9 王芬;樊榕;康海濤;靳桂云;欒豐實(shí);方輝;林玉海;苑世領(lǐng);;即墨北阡遺址人骨穩(wěn)定同位素分析:沿海先民的食物結(jié)構(gòu)[J];科學(xué)通報(bào);2012年12期

10 丁士海;任光金;法德華;閻錫光;來(lái)現(xiàn)臣;武傳德;;顱骨性別的判別分析[J];沂水醫(yī)專學(xué)報(bào);1984年01期

，

本文編號(hào)：2662617