Lý giải quá trình tiến hóa của bộ não

Nhà nhân chủng học đã tiên phong đề ra ý tưởng cho rằng những thay đổi về cấu trúc não bộ, chứ không phải kích thước, là yếu tố quan trọng trong quá trình tiến hóa của nhân loại.

Nhà nhân chủng học Ralph Holloway (1935-2025).

Ý tưởng của tiến sĩ Holloway trái ngược với quan điểm truyền thống cho rằng kích thước não lớn hơn là yếu tố giúp con người vượt trội hơn các loài linh trưởng. Thay vào đó, ông cho rằng cấu trúc và tổ chức não bộ mới là yếu tố tạo ra sự khác biệt.

Tuy nhiên, những bộ não từ hàng triệu năm trước không còn tồn tại để chúng ta xác định điều này. Song, tiến sĩ Holloway đã tìm ra cách vượt qua rào cản bằng một phương pháp độc đáo: dùng cao su làm bản đúc bên trong các hộp sọ hóa thạch. Các bản đúc này cung cấp một hình ảnh đại diện cho các cạnh bên ngoài của não, cho phép các nhà khoa học có được cảm nhận về cấu trúc của não.

Nhờ mô hình não dựa trên hình dạng khoang rỗng bên trong hộp sọ, tiến sĩ Holloway đã có thể xác định một cách thuyết phục rằng một hộp sọ hóa thạch họ Người nổi tiếng và gây tranh cãi có niên đại 2 triệu năm tuổi, được tìm thấy từ một mỏ đá vôi ở Nam Phi, thuộc về một trong những tổ tiên xa xưa của loài người: Australopithecus africanus, loài vượn phương Nam từ châu Phi. Hộp sọ này được gọi là Em bé Taung.

Giáo sư Raymond Dart từ Đại học Witwatersrand (Johannesburg) là người phát hiện ra Em bé Taung trong những năm 1920. Vào thời đại nạn phân biệt chủng tộc vẫn còn tồn tại trong khoa học, việc chấp nhận Em bé Taung, hay Australopithecus, là “sinh vật tiến hóa vượt bậc” so với họ hàng linh trưởng còn sống của chúng ta đồng nghĩa với từ bỏ ý tưởng châu Âu và châu Á có thể là những “cái nôi”. Nó cũng có nghĩa là loại bỏ các hóa thạch khác mâu thuẫn với Em bé Taung về mặt giải phẫu và lý thuyết về mô hình tiến hóa.

Não của Em bé Taung rất nhỏ, khiến kết luận đây là tổ tiên loài người của giáo sư Dart phải đối mặt với sự hoài nghi từ cộng đồng khoa học.

Năm 1969, tiến sĩ Holloway đưa gia đình tới Nam Phi để gặp giáo sư Dart nhằm nghiên cứu Em bé Taung, đồng thời tạo ra một khuôn đúc sọ của nó để so sánh với phần khuôn đúc tự nhiên. Bởi lẽ, mẫu vật này có một điểm đặc biệt là khi khai quật nó được bao bọc trong đá vôi. Khi giáo sư Dart dùng que đan để tách mẫu vật, ông không chỉ thu được một hộp sọ cực kỳ giống người, mà còn một khoang não có phần khuôn tự nhiên từ đá. Bản sao của bộ não lớn gấp ba lần não của khỉ đầu chó và lớn hơn đáng kể so với não của tinh tinh trưởng thành. Người quan sát có thể nhìn thấy rõ nếp gấp, rãnh não và các mạch máu của hộp sọ.

“Tôi bắt đầu tin rằng khuôn đúc sọ của Em bé Taung cần phải được nghiên cứu độc lập”, tiến sĩ Holloway viết vào năm 2008, nhằm “tìm ra một phương pháp khách quan để quyết định liệu vỏ não có được tổ chức lại như giáo sư Dart đã tuyên bố [nhiều năm] trước đó hay không”.

Tiến sĩ Holloway tập trung vào một rãnh hình lưỡi liềm (lunate sulcus) nằm ở thùy chẩm, ở phía sau khuôn đúc não. Theo quan điểm của ông, rãnh này ở vị trí giống như trên não người – điều này gợi ý cho ông rằng tiến sĩ Dart đã đi đúng hướng ngay từ đầu.

Ngày nay, các kết luận mà tiến sĩ Holloway và tiến sĩ Dart đưa ra về rãnh hình lưỡi liềm phần lớn đã được chấp nhận: Em bé Taung là một tổ tiên của loài người.

“Nếu bạn có thể xác định nó ở đâu và chứng minh được, thì bạn mới thực sự giải thích được rằng đây là một khía cạnh của sự tái tổ chức [não bộ]” – tiến sĩ Holloway trả lời phỏng vấn của tạp chí Archaeology vào năm 2007.

Khái niệm này - cấu trúc não bộ chứ không phải kích thước - mới là yếu tố quyết định trong việc chứng minh nguồn gốc của loài người.

“Tôi đã đưa ra quan điểm, giống như giáo sư Dart đã nêu ra trước tôi, rằng sự tái tổ chức đã diễn ra trước khi kích thước não bộ tăng lên” – tiến sĩ Holloway viết vào năm 2008.

“Hồi đó tôi tin như vậy và ngày nay vẫn đoan chắc rằng những họ Người sớm nhất, tức là Australopithecus africanus, A. afarensis, và A. garhi, có bộ não khác biệt hoàn toàn với bộ não của bất kỳ loại khỉ nhân hình nào khác, dù bộ não của chúng [có kích thước] nhỏ”, ông nói thêm.

Nhà nhân chủng học Ralph Holloway (1935-2025).

Vào đầu sự nghiệp, khác với nhiều đồng nghiệp khác, ông đã quyết định rằng chỉ nghiên cứu về khỉ nhân hình thôi là không đủ. “Tôi không thể hiểu được việc dùng khỉ đầu chó làm mô hình lý thuyết để hiểu quá trình tiến hóa của nhân loại, bởi vì tôi cho rằng mỗi loài là một sản phẩm cuối cùng kết thúc dòng phát triển tiến hoá của chính chúng”, ông viết. Chính con người, và các hoá thạch tổ tiên của họ, mới cần được chú trọng.

Nhà nhân chủng học sinh học Chet C. Sherwood tại Đại học George Washington đưa ra nhận định trong một cuộc phỏng vấn: “[Tiến sĩ Holloway] là một nhân vật vô cùng quan trọng trong lĩnh vực cổ nhân chủng học, khi mang ngành nghiên cứu quá trình tiến hoá của não bộ từ một công trình ngoài rìa vào trung tâm. Và ông ấy đã làm được bằng cách cải tiến những phương pháp tái khôi phục hình thái của hộp sọ”.

Ở một số khía cạnh, tiến sĩ Holloway là một nhà nhân chủng học truyền thống, ông theo đuổi ngành học từng được gọi là “bốn lĩnh vực” của nhân chủng học: khảo cổ học và nhân chủng học văn hoá, sinh học và ngôn ngữ. Tuy nhiên, cách tiếp cận đa ngành ấy từ lâu đã không còn được ưa thích, trong hoàn cảnh đó các nhà sinh học ngày càng bị gạt sang bên.

Ralph Leslie Holloway Jr. sinh ra vào ngày 6/2/1935, trong gia đình trung lưu trí thức với người cha làm trong công ty bảo hiểm còn mẹ làm thư ký. Ông học cấp ba ở Philadelphia và đăng ký vào ngành kỹ thuật luyện kim của Học viện Công nghệ Drexel.

Sau này, gia đình ông chuyển tới Albuquerque, tại đây ông học nhân chủng học và địa chất học ở Đại học New Mexico, tốt nghiệp với bằng địa chất học vào năm 1959.

Sau khi làm việc một thời gian trong các khu khai thác dầu ở Tây Nam Texas và cho hãng Máy bay Lockheed ở Burbank, ông theo học nhân chủng học tại Đại học California, nơi ông lấy bằng tiến sĩ vào năm 1964. Cùng năm đó, ông được Đại học Columbia tuyển về làm phó giáo sư, và ông công tác tại đây cho đến khi về hưu vào năm 2003.

Tiến sĩ Holloway là tác giả và đóng góp cho một số cuốn sách, bao gồm “The Role of Human Social Behavior in the Evolution of the Brain” (tạm dịch: Vai trò của hành vi con người trong quá trình tiến hoá não bộ) vào năm 1975.

Trong suốt sự nghiệp, tiến sĩ Holloway vẫn tập trung vào bộ não và mô hình 3D mà ông hoàn thiện để nghiên cứu sự phát triển của nó

“Vì bộ não con người là cơ quan xây dựng trải nghiệm và thực tại quan trọng nhất, nên việc biết được làm sao bộ não phát triển tới trạng thái hiện tại là điều quan trọng” – ông giải thích vào cuối sự nghiệp.

“Khuôn đúc não, tức là những khuôn đúc làm từ phần trống bên trong hộp sọ, là đối tượng khá nghèo nàn để đạt được hiểu biết như vậy, nhưng đây là tất cả những gì chúng ta có về lịch sử tiến hóa trực tiếp của bộ não và không nên bị bỏ qua”.

Bài đăng KH&PT số 1342 (số 18/2025)

Khoahocphattrien