Die Entwicklung des Gehirns der Primaten scheint nicht in erster Linie auf einem eigenständigen Wachstum des Frontallappens beruht zu haben, der häufig mit höheren kognitiven Funktionen in Verbindung gebracht wird.
Eine in Science veröffentlichte Studie bringt die Ausdehnung des Neokortex stärker mit den an der visuellen Wahrnehmung beteiligten Regionen in Verbindung. Fossilien liefern dabei ein entscheidendes Element, da sie es ermöglichen, diese Veränderung über heute ausgestorbene Entwicklungslinien hinweg zu verfolgen.
Der Neokortex ist die äußere Schicht des Gehirns, die an zahlreichen sensorischen, motorischen und kognitiven Funktionen beteiligt ist. Bei Primaten nimmt er einen bedeutenden Raum ein. Dennoch bleibt es schwierig festzustellen, welche Bereiche seine Ausdehnung im Laufe der Evolution vorangetrieben haben, insbesondere wenn nur fossile Schädel zur Verfügung stehen.
Um diese Einschränkung zu umgehen, verwendeten die Forschenden digitale Endokaste. Dabei handelt es sich um dreidimensionale Rekonstruktionen der inneren Schädeloberfläche, die indirekt bestimmte Merkmale der Gehirnform bewahrt. Diese Methode ermöglicht den Vergleich heutiger und fossiler Arten, ohne dass Hirngewebe vorhanden sein muss.
Das Team untersuchte auf diese Weise, wie sich verschiedene Teile des Neokortex im Verhältnis zueinander entwickelt haben. Das Ergebnis entspricht nicht dem Bild eines Frontallappens, der unabhängig gewachsen wäre und allein die Zunahme der kognitiven Fähigkeiten getragen hätte. Die beobachteten Veränderungen stehen stärker mit den visuellen Regionen in Verbindung.
Dieser Punkt ist bei Primaten besonders bedeutsam. Ihre Evolutionsgeschichte ist durch eine starke Abhängigkeit vom Sehen geprägt, mit nach vorn gerichteten Augen und einer ausgeprägten Verarbeitung visueller Informationen. Das räumliche Sehen, das Erkennen von Objekten oder die präzise Steuerung der Handbewegungen erfordern die Verarbeitung zahlreicher Informationen aus den Augen.
Die Ausdehnung bestimmter visueller Bereiche könnte daher umfassendere Umstrukturierungen des Neokortex ausgelöst haben. Das Gehirn würde sich demnach nicht wie ein Zusammensetzen völlig unabhängiger Module entwickeln. Eine wichtige Veränderung in einem sensorischen System kann mit Veränderungen in anderen Regionen einhergehen, die mit diesem System verbunden sind.
Die Bedeutung des Frontallappens bleibt dennoch groß. Bei heutigen Primaten ist diese Region insbesondere an der Planung, der Entscheidungsfindung und der Verhaltenskontrolle beteiligt. Die Studie stellt diese Funktionen nicht infrage. Sie wendet sich vielmehr gegen die Vorstellung, dass seine unabhängige Vergrößerung ausreiche, um die allgemeine Entwicklung des Neokortex zu erklären.
Fossilien erfordern außerdem besondere Vorsicht. Ein Endokast gibt vor allem Aufschluss über die Form und bestimmte an der Gehirnoberfläche sichtbare Grenzen. Er ermöglicht es nicht, die Zahl der Neuronen, ihre Verbindungen oder die genaue Funktionsweise jedes Bereichs direkt zu bestimmen. Die Autoren können daher anatomische Zusammenhänge auf großer Ebene untersuchen, aber nicht die Hirnaktivität eines ausgestorbenen Tieres rekonstruieren.
Als Nächstes sollen diese Ergebnisse mit weiteren Fossilien und den anatomischen Daten heutiger Primaten verglichen werden. Neue Rekonstruktionen könnten insbesondere genauer bestimmen, zu welchem Zeitpunkt sich die mit dem Sehen verbundenen Veränderungen in den verschiedenen Ästen des Evolutionsbaums der Primaten herausgebildet haben.