Хвала вам на посети натуре.цом. Верзија претраживача користите има ограничена ЦСС подршка. За најбоље резултате, препоручујемо употребу новије верзије вашег прегледача (или искључивање режима компатибилности у Интернет Екплорер). У међувремену, како би се осигурала стална подршка, приказујемо веб локацију без стила или ЈаваСцрипт-а.
Ова студија је оценила регионалну разноликост у људској кранијалној морфологији користећи геометријски модел хомологије заснован на подацима скенирања из 148 етничких група широм света. Ова метода користи технологију постављања шаблона да би генерисала хомологне мрежице вршећи не-круте трансформације користећи итеративни алгоритам најближег тачака. Примјеном главне компоненте анализе на 342 одабране хомологне моделе пронађена је највећа промена укупне величине и јасно потврђена за малу лобању из Јужне Азије. Друга највећа разлика је дужина да се шири однос неурокранијума, показује контраст између издужених лобања Африканаца и конвексних лобања североисточних Азијата. Вриједно је напоменути да овај састојак има мало везе са обрисом лица. Поновљене су познате функције лица попут испупчених образа у североисточним Азијама и компактним максиларним костима у Европљанима. Ове промене лица уско су повезане са контуре лобање, посебно степен нагиба фронталних и окципиталних костију. Алометријски обрасци су пронађени у пропорцијама лица у односу на укупну величину лобање; У већим лобањима лица лица су дуже и уже, као што је показано у многим домаћим Американцима и североисточним Асијцима. Иако је наша студија укључивала податке о променљивим заштити животне средине која могу утицати на кранијалну морфологију, као што су климатске или прехрамбене услове, велики скуп података хомологних кранијалних образаца биће корисним у тражењу различитих објашњења скенерлних фенотипских карактеристика.
Географске разлике у облику људске лобање већ дуже време проучавају се. Многи истраживачи су оценили разноликост прилагођавања животне средине и / или природне селекције, посебно климатски фактори1,2,3,4,5,6,7 или мастичне функције у зависности од хранљивих услова5,8,9,10, 11,12. 13.. Поред тога, неке студије су се фокусирале на ефекте уских грла, генетски проток гена, или стохастичне еволуционе процесе узроковане неутралним мутацијама гена14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. На пример, сферни облик ширег и краћег кранијалног трезора објасњен је као прилагођавање селективног притиска у складу са Аленовим правилом24, што постулира да сисари минимизирају губитак топлоте смањењем површине тела у односу на површину тела у односу на површину тела у односу на тонски простор у односу на обим2,4,16,17 . Поред тога, неке студије користећи БЕРГМАНН'с Правило26 објаснили су однос између величине лобање и температуре3,13,15,25,27, сугеришући да укупна величина има веће у хладнијим регионима како би се спречила губитак топлоте. Механистички утицај мастираног стреса на обрасцу раста ручног трезора и костију лица су расправљали у односу на прехрамбене услове који су резултат кулинарске културе или разлика између пољопривредника и ловца-сакупљача8,9,11,12,28. Опште објашњење је да смањени притисак жвакања смањује тврдоћу костију и мишића лица. Неколико глобалних студија повезало је разноликост разноликости лобање првенствено на фенотипске последице неутралне генетске удаљености, а не на прилагођавање животне средине21,29,30,31,32. Друго објашњење за промене у облику лобање заснован је на концепту изометријског или алометричног раста6,33,34,35. На пример, већи мозгови имају тенденцију да имају релативно шире фронталне режњеве у такозваној регији "Броца", а ширина фронталних режња расте, еволутивни процес који се сматра заснованом на алометријском расту. Поред тога, студија испитивање дугорочних промена у облику лобање пронашла је алометријску склоност брахичепљици (тенденција лобање да постане сферичније) са повећањем висине33.
Дуга историја истраживања у кранијалну морфологију укључује покушаје идентификације основних фактора одговорних за различите аспекте разноликости кранијалних облика. Традиционалне методе које се користе у многим раним студијама заснивају се на биваријантним линеарним подацима мерења, често користећи Мартин или Ховелл Дефиниције36,37. У исто време, многе горе поменуте студије користиле су напредније методе засноване на просторној 3Д геометријској морфометри (ГМ) технологији5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38. 39. На пример, померање полуландске методе, заснован на минимизицији енергије за савијање, најчешће је коришћена метода у трансгеном биологији. Производи полу-оријентире предлошка на сваки узорак клизањем уз криву или површину38,40,40,41,42,43,44,45,46. Укључујући такве методе суперпозиције, већина 3Д ГМ студија користи генерализоване анализе ПроЦрустес, итеративна најближа тачка (ИЦП) алгоритам 47 да би се омогућило директно упоређивање облика и заробљавања промена. Алтернативно, танка плоча сплине (ТПС) 48,49 метода се такође широко користи као не-ригидна метода трансформације за мапирање семиландских поравнања на мрежне облике.
Са развојем практичних скенера за 3Д целокупно тело од краја 20. века, многе студије су користиле 3Д скенере за мерење величине 50,51. Подаци о скенирању коришћени су за извлачење димензија каросерије, које захтева да описују површинске облике као површине, а не у тачке облака. Уклапање узорака је техника која се развија у ту сврху у пољу рачунарске графике, где је облик површине описан полигоналним месхним моделом. Први корак у прикладној обрасци је припремити мрежни модел који ће се користити као шаблон. Неке врхове које чине образац су оријентири. Шаблон се затим деформише и у складу је на површину да би се умањила удаљеност између шаблона и облака тачке док очување локалних карактеристика облика образаца. Оријентири у шаблону одговарају оријентирима у облаку тачке. Употреба постављања шаблона, сви подаци скенирања могу се описати као мрежни модел са истим бројем података и исте топологије. Иако прецизна хомологија постоји само у знатним положајима, може се претпоставити да постоји општа хомологија између генерисаних модела, јер су промене у геометрији предложака мале. Стога се модели мрежи креирани поклањањем шаблона понекад се називају модели хомологије52. Предност постављања шаблона је да се предложак може деформисати и прилагодити различитим деловима циљног објекта који је просторно близу површине, али далеко од њега (на пример, зигоматични луб и темпорална регија лобања) не утичу на сваки Остало. деформација. На овај начин се предложак може причврстити на разгранати предмете као што су торзо или руку, са раменом у стојећем положају. Недостатак поставке предлошка је већи је да је већина рачунарских трошкова поновљених итерација, захваљујући значајним побољшањима у перформансама рачунара, то више није проблем. Анализом вриједности координата врхова које чине мрежни модел користећи мултиваријантне технике анализе као што су главна анализа компоненте (ПЦА), могуће је анализирати промене у целом површинском облику и виртуелни облик на било којем положају. може се примити. Израчунати и визуализовати53. Данас се модели мрежа генерисани поклањањем шаблона се широко користе у анализи облика у различитим пољима52,54,55,56,57,58,59,60.
Напредак у флексибилној технологији снимања мрежа, заједно са брзим развојем преносних 3Д уређаја скенирања који могу скенирати на већој резолуцији, брзини резолуције, брзине и мобилности него ЦТ, олакшавају снимачи 3Д потакнутих података без обзира на локацију. Тако, у области биолошке антропологије, такве нове технологије повећавају способност квантификације и статистички анализирајући људски узорци, укључујући узорке лобање, што је сврха ове студије.
Укратко, ова студија користи напредну технологију моделирања 3Д хомолошких моделирања на основу подударања шаблона (Слика 1) за процену 342 узорака лобања изабраних од 148 популација широм света кроз географске поређења широм света. Разноликост кранијалне морфологије (Табела 1). Да би се приказали промене у морфологији лобање, примењивали смо анализе ПЦА и пријемника (РОЦ) анализе (РОЦ) на сет података модела хомолошких модела. Налази ће допринети бољем разумевању глобалних промена у кранијалној морфологији, укључујући регионалне обрасце и смањење редоследа промена, корелираних промена између рударских сегмената и присуство алометријских трендова. Иако се ова студија не бави подацима о вањским променљивим заступљеним климатским или прехрамбеним условима који могу утицати на кранијалну морфологију, географски обрасци кранијалне морфологије документоване у нашој студији помоћи ће истраживању еколошког, биомеханичког и генетских фактора кранија.
Табела 2 приказује коефицијенте доприноса и ПЦА који се примењују на непродајан датум података од 17.709 врхова (53,127 КСИЗ координате) од 342 хомологне моделе лобање. Као резултат тога, идентификовано је 14 главних компоненти, чији је допринос у укупној варијанци било више од 1%, а укупан удио варијанце је било 83,68%. Вектори утовара 14 главних компоненти евидентирани су у допунској таблици С1, а резултати компоненти израчунати за 342 узорка лобање приказани су у додатном столу С2.
Ова студија је оценила девет главних компоненти са доприносима већим од 2%, од којих неки показују значајне и значајне географске варијације у кранијалној морфологији. Слика 2 уплетена кривина стварале су из РОЦ анализе како би илустрирали најефикасније ПЦА компоненте за карактеризацију или раздвајање сваке комбинације узорака у великим географским јединицама (нпр. Између афричких и не-афричких земаља). Полинезијска комбинација није тестирана због мале величине узорка која се користи у овом тесту. Подаци о значају разлика у АУЦ-у и друге основне статистике израчунате се помоћу РОЦ анализе приказани су у додатном столу С3.
Кривуље РОЦ-а примењене су на девет главних процена компонентиа на основу Вертекса базе података који се састоји од 342 мушке хомологне моделе лобање. АУЦ: Подручје под кривуљом на 0,01% значаја који се користи за разликовање сваке географске комбинације из других укупних комбинација. ТПФ је истинита позитивна (ефикасна дискриминација), ФПФ је лажна позитивна (неваљана дискриминација).
Тумачење криве РОЦ сажето је у даљем тексту, фокусирајући се само на компоненте које могу разликовати упоредне групе тако што имају велики или релативно велики АУЦ и висок ниво значаја са вероватноћом доњој вероватноћи испод 0,001. Јужни азијски комплекс (Сл. 2А) који се састоји углавном од узорака из Индије, значајно се разликује од других географски мешовитих узорака у томе да прва компонента (ПЦ1) има значајно веће АУЦ (0,856) у поређењу са осталим компонентама. Карактеристика афричког комплекса (Сл. 2б) је релативно велики АУЦ ПЦ2 (0.834). Аустро-Меланесианс (Сл. 2Ц) показао је сличан тренд субсахарска Африканаца преко ПЦ2 са релативно већим АУЦ-ом (0.759). Европљани (Сл. 2Д) јасно се разликују у комбинацији ПЦ2 (АУЦ = 0.801), ПЦ4 (АУЦ = 0.719) и ПЦ6 (АУЦ = 0.671), узорак североисточног азијског (Сл. 2Е) значајно се разликује од ПЦ4, са релативно Веће 0.714, а разлика од ПЦ3 је слаба (АУЦ = 0.688). Следеће групе су такође идентификоване са нижим вредностима АУЦ-а и већим нивоима значаја: Резултати за ПЦ7 (АУЦ = 0,679), ПЦ4 (АУЦ = 0.654) и ПЦ1 (АУЦ = 0.649) показали су да су Индијанци (Сл. 2Ф) са специфичним Карактеристике повезане са овим компонентама, југоисточне Азије (Сл. 2Г) диференциране су преко ПЦ3 (АУЦ = 0,660) и ПЦ9 (АУЦ = 0.663), али образац за узорке са Блиског Истока (Сл. 2Х) (са Сл. 2Х). У поређењу с другима, нема много разлике.
У следећем кораку, визуелно интерпретиране високо корелиране врхове, површине површине са високим вредностима већим од 0,45 су обојене са подацима о к, и и з координата, као што је приказано на слици 3. Црвено подручје показује високу корелацију Координате к-оси, које одговарају хоризонталном попречном правцу. Зелена регија је високо повезана са вертикалним координатом И оси и тамноплави регион је високо повезана са сагиталном координатом З Акис. Светло плави регион повезан је са И координатним осовинама и з координатним осовинама; ружичасто - мешовито подручје повезано са к и з координатним осовинама; Жуто - област повезана са Кс и И координатним осовинама; Бело подручје се састоји од Кс, И и З координатне оси које се одражава. Стога, на овом прагу вредности оптерећења, ПЦ 1 је претежно повезан са целокупном површином лобање. 3 СД виртуелни облик лобање на супротној страни ове компоненте је такође приказано и у овој слици и искривене слике су представљене у допунским видео снимку С1 да би визуелно потврдила да ПЦ1 садржи факторе укупне величине опште лубнице.
Дистрибуција фреквенције ПЦ1 резултата (нормална контура), мапа боја на површини лобање је високо корелирана са ПЦ1 врховима (објашњење боја у односу на величину супротних страна ове осе је 3 сд. Скала је зелена сфера пречника од 50 мм.
Слика 3 приказује парцелу за дистрибуцију фреквенције (нормална контура) појединачних ПЦ1 резултата израчуната одвојено за 9 географских јединица. Поред процена кривине РОЦ (Слика 2), процене јужне азијте су у одређеној мери значајно искривљени лево, јер су њихове лобање мање од оних других регионалних група. Као што је назначено у Табели 1, ови јужни азијци представљају етничке групе у Индији, укључујући и острва Андаман и Ницобар, Шри Ланку и Бангладеш.
Коефицијент димензија је пронађен на ПЦ1. Откривање високо корелираних региона и виртуелних облика резултирало је разјашњавањем фактора обрасца за компоненте које нису ПЦ1; Међутим, фактори величине нису увек у потпуности елиминисани. Као што је приказано упоређивањем РОЦ кривина (слика 2), ПЦ2 и ПЦ4 били су најизраженији, а затим ПЦ6 и ПЦ7. ПЦ3 и ПЦ9 су веома ефикасни у поделу узорка популације у географске јединице. Стога су ови парови компонентних осе схематски приказани распршивање ПЦ резултата и површине у боји високо корелираним са сваком компонентом, као и виртуелни деформације са виртуелним облицима са димензијама супротних страна од 3 СД (СЛИКА 4, 5, 6). Конвексни покривач узорака узорака из сваке географске јединице заступљено у овим парцелама је око 90%, мада постоји неки степен преклапања унутар кластера. Табела 3 даје објашњење сваке компоненте ПЦА.
Слаткиши ПЦ2 и ПЦ4 резултати за кранијалне појединце из девет географских јединица (топ) и четири географске јединице (дно), парцеле лобање површине површине врхова високо корелираних са сваким рачунаром (у односу на Кс, И, ПС, И, ПС, И, З). Објашњење боја оси: Погледајте текст), а деформација виртуалног облика на супротним странама ових оси је 3 СД. Вага је зелена сфера пречника 50 мм.
СцаттерПротс оф ПЦ6 и ПЦ7 резултати за кранијалне појединце из девет географских јединица (горње) и две географске јединице (дно), кранијалне површинске утакмице за вертике високо корелиране са сваким рачунаром (у односу на Кс, И, И, З). Објашњење боја оси: Погледајте текст), а деформација виртуалног облика на супротним странама ових оси је 3 СД. Вага је зелена сфера пречника 50 мм.
СцаттерПротс оф ПЦ3 и ПЦ9 постижући зарадне појединце из девет географских јединица (одозго) и три географске јединице (дно) и бојама површине лобање (у односу на Кс, И, З осовине) високо корелираних са сваком интерпретацијом боја : цм. Текст), као и деформације виртуелног облика на супротним странама ових секира са величином 3 СД. Вага је зелена сфера пречника 50 мм.
У графикону који приказује резултате ПЦ2 и ПЦ4 (Сл. 4, додатни видео снимци С2, С3 Приказује се деформисане слике), приказује се и мапа површинске боје, када је праг вредности оптерећења постављен већи од 0,4, што је нижи него у ПЦ1 ПЦ2 вредност Укупно оптерећење је мање него у ПЦ1.
Издужење фронталних и окципиталних режња у сагиталном смеру дуж оси З (тамно плаве) и париетални режањ у короналном правцу (црвено) на ружичастој осовини (зелено) и з оси чела (тамно плава). Овај графикон приказује резултате за све људе широм света; Међутим, када се сви узорци који се састоје од великог броја група истовремено приказују заједно, интерпретација обрасца расипања је прилично тешко због велике количине преклапања; Стога, од само четири главне географске јединице (тј. Африка, Аустралазије-Меланезија, Европа и североисточна Азија), узорци су раштркани испод графикона са 3 СД виртуелне деформације у овом палету ПЦ резултата. На слици ПЦ2 и ПЦ4 су парови резултата. Африканци и Аустро-Меланесианс преклапају се више и дистрибуирају се према десној страни, док су Европљани раштркани према горњим левој страни и североисточни Азијци обично се кластерају према доњем левој страни. Хоризонтална осовина ПЦ2 показује да Афрички / Аустралијски Меланесианс имају релативно дужу неурокранијума од других људи. ПЦ4, у којем су се европске и североисточне азијске комбинације слабо одвојене, повезана је са релативном величином и пројекцијом зигоматских костију и бочно контура калваријума. Схема бодовања показује да Европљани имају релативно уске максиларне и зигоматичне кости, мањим временским фоссама ограниченим зигоматичним луком, вертикално повишеном фронталном кости и равна, ниска окципитална кост, док североисточни Азијци имају шире и умјетније звигоматичне кости. . Предњи режањ је склон, подиже се база окципиталне кости.
Када се фокусира на ПЦ6 и ПЦ7 (Сл. 5) (Додатни видео снимци С4, С5 Приказује деформиране слике), парцела боја приказује праг вредности оптерећења веће од 0,3, што указује да је ПЦ6 повезан са максиларном или алвеоларном морфологијом и зелено). И осовина), привремени облик костију (плави: и и з секире) и окдификални облик костију (ружичасти: к и з осовине). Поред ширине чела (Црвено: Кс-Осов), ПЦ7 такође корелира са висином предње макилар алвеоли (зелено: и-осовина) и З-Акис облик главе око париетотекпоралног региона (тамно плава). На горњој плочи слике 5, сви географски узорци се дистрибуирају према ПЦ6 и ПЦ7 компонентним резултатима. Будући да РОЦ указује да ПЦ6 садржи функције јединствене за Европу и ПЦ7 представљају домаће америчке карактеристике у овој анализи, ова два регионална узорка била је селективно нацртана на овом пару компонентних осе. Индијанци, иако широко укључени у узорак, раштркани су у горњем левом углу; Супротно томе, многи европски узорци обично се налазе у доњем десном углу. Пар ПЦ6 и ПЦ7 представљају уски алвеоларни процес и релативно широку неурокранијуму Европљана, док Американци карактерише уски чело, већа максила и шири и виши алвеоларни процес.
Анализа РОЦ-а показала је да су ПЦ3 и / или ПЦ9 били уобичајени у популацији југоисточне и североисточне азијске азијске. Сходно томе, резултате пари ПЦ3 (зелено горње лице на оси И-оси) и ПЦ9 (зелено доње лице на оси И-а) (Сл. 6; Додатни видео снимци С6, С7 наведите Морпхед слике) одражавају разноликост Источних Азијата. , који се нагло у супротности са високим пропорцијама лица североисточни азијци и ниски облик лица у југоистоку. Поред ових карактеристика лица, још једна карактеристика неких североисточних Азијата је ламбда нагиб окципиталне кости, док неки југоисточни Азијци имају уску базу лобање.
Горњи опис главних компоненти и опис ПЦ5 и ПЦ8 је изостављен јер нису пронађене посебне регионалне карактеристике међу девет главних географских јединица. ПЦ5 се односи на величину мастоидног процеса темпоралне кости, а ПЦ8 одражава асиметрију укупног облика лобање, обе приказивања паралелних варијација између девет комбинација географских узорка.
Поред расипача ПЦА резултата на нивоу индивидуалног нивоа, пружамо и расипне платве групе група за општу поређење. У том циљу, просечан модел куриалног хомологије креиран је из вертикалног скупа података појединачних хомолошких модела из 148 етничких група. Битвариалне парцеле резултата резултата за ПЦ2 и ПЦ4, ПЦ6 и ПЦ7 и ПЦ3 и ПЦ9 приказани су у допунској слици С1, све израчунато као просечни модел лобање за узорак 148 појединаца. На овај начин раштркани предности сакривају појединачне разлике унутар сваке групе, омогућавајући јасније интерпретацију сличности лобање због основних регионалних дистрибуција, при чему се обрасци подударају са онима који су приказани у појединачним парцелама са мање преклапања. Додатна слика С2 приказује укупни средњи модел за сваку географску јединицу.
Поред ПЦ1, који је био повезан са укупном величином (додатна табела С2), алометријски односи између укупне величине и облик лобање испитивани су помоћу Центроид димензија и скупове ПЦА процена од неравномерних података. Аллометријски коефицијенти, константне вредности, т вредности и п вредности у тесту значајности приказани су у Табели 4. Нема значајних алометријских компоненти узорака повезане са укупном величином лобање у било којој кранијалној морфологији на нивоу кранијалне морфологије на нивоу П <0,05.
Будући да неки фактори величине могу бити укључени у процене рачунара засноване на не-нормализованим скуповима података, додатно смо испитали алометријски тренд између Центра Величина и ПЦ резултата израчуната коришћењем скупова података који су величина података нормализоване величине Центроид (ПЦА резултатима и резултатима С6) су приказани у додатним столовима С6 ). , Ц7). Табела 4 приказује резултате алометријске анализе. Стога су значајни алометријски трендови пронађени на нивоу 1% у ПЦ6 и на нивоу од 5% у ПЦ10. Слика 7 приказује регресијске падине ових линеарних односа између рачунара и величине Центроид са лутким (± 3 СД) на било којем крају Величина дневника Центроид. ПЦ6 оцена је однос релативне висине и ширине лобање. Како се величина лобање повећава, лобања и лице постају виши, а чело, утичнице очију и носнице имају тенденцију да буду ближи бочно. Образац узорка распршивања сугерише да се тај пропорција обично налази у североистоку Азијца и Индијанцима. Штавише, ПЦ10 приказује тренд према пропорционалном смањењу средњег дела без обзира на географску регију.
За значајне алометријске односе наведене у табели, нагиб регресије на дневници између пропорције компоненте облика (добијено из нормализованих података) и величина центроид, деформација виртуелног облика има величину 3 СД супротна страна линије од 4.
Следећи образац промена у кранијалној морфологији показао је анализу скупова података хомологних 3Д површинских модела. Прва компонента ПЦА односи се на укупну величину лобање. Дуго се мислило да су мање лобање јужних Азијца, укључујући узорак из Индије, Шри Ланке и Андаман острва, Бангладеш, последица мањих величина тела, у складу са Бергманновим екогеографским правилом или острвским правилом 613.16,25, 27,62. Прво је повезано са температуром, а други зависи од расположивог простора и ресурса хране еколошке нише. Међу компонентама облика, највећа промена је однос дужине и ширине кранијалног трезора. Ова функција, именована ПЦ2, описује блиску везу између пропорционално издужених лобања Аустро-Меланесиана и Африканаца, као и разлике од сферних лобања неких Европљана и североисточних Азијата. Ове карактеристике су пријављене у многим претходним студијама заснованим на једноставним линеарним мерењима37,63,64. Штавише, ова особина је повезана са брахичепхалијом у не-афричким, о којима је дуго говорило у антропометријским и остеометријским студијама. Главна хипотеза иза овог објашњења је да је смањена мастификација, као што је проређивање темпоралиса, смањује притисак на спољни власник5,8,9,10,11,12,13. Друга хипотеза укључује адаптацију хладним климама смањењем површине главе, што сугерише да је сферична лобања минимизирала површину бољу од сферичног облика, у складу са Аллен-овим правилима16,17,25. На основу резултата тренутне студије, ове хипотезе се могу оценити само на основу унакрсне корелације кранијалних сегмената. Укратко, наши резултати ПЦА-е не подржавају у потпуности да је омјер ширине кранија значајно под значајем да су услови жвакања, јер је ПЦ2 (дугачка / брахичефаличка компонента) учитавање није значајно повезано са пропорцијама лица (укључујући релативне максиларне димензије). и релативни простор темпоралне фосе (одражава јачину мишића темпоралиса). Наша тренутна студија није анализирала однос између облика лобање и геолошких услова околине као што је температура; Међутим, објашњење засновано на владавини Аллена може бити вредно размотрити као кандидатску хипотезу да би се објаснио брахицепфалон у хладним климатским регионима.
Значајна варијација је затим пронађена у ПЦ4, сугерише да североисточни Азијци имају велике, истакнуте зигоматичке кости на максиле и зигоматичне кости. Овај налаз је у складу са познатом специфичном карактеристиком сибара, за које се сматра да су прилагођене изузетно хладним клима уређајима напред кретањем зигоматских костију, што је резултирало повећаном количином синуса и ласкава лица 65. Нови налаз из нашег хомологног модела је да је прикривање образа у Европљанима повезано са смањеним фронталним нагибом, као и спљоштеним и уским окципиталним костима и нухалној конкавности. Супротно томе, североисточни Азијци обично имају косо чело и подигли окципиталне регије. Студије окципиталне кости користећи геометријске морфометријске методе35 показале су да азијске и европске лобање имају ласкајуће кривуље и нижи положај окципата у поређењу са Африканцима. Међутим, наши раскири ПЦ2 и ПЦ4 и ПЦ3 и ПЦ9 и ПЦ9 парови показали су већу варијацију Азијца, док су Европљани окарактерисали равна база окципата и доњи окципут. Недоследности у азијским карактеристикама између студија могу бити последица разлика у кориштеним етничким узорцима, јер смо узорковали велики број етничких група из широког спектра североисточне и југоисточне Азије. Промјене у облику окципиталне кости су често повезане са развојем мишића. Међутим, ово адаптивно објашњење не чини у обзир корелацију између чела и облика овлачења, који је у овој студији показао да је вероватно да је у потпуности показано у потпуности. С тим у вези, вреди размотрити однос између равнотеже телесне тежине и тежишта или раскрснице грлића маште (форамен магнум) или других фактора.
Друга важна компонента са великом варијабилношћу односи се на развој апарата за мастикору, које представљају максиларне и временске фоссее, које је описано комбинацијом резултата ПЦ6, ПЦ7 и ПЦ4. Ове означене смањење кранијалних сегмената карактеришу европске појединце више него било коју другу географску групу. Ова функција је тумачена као резултат смањене стабилности морфологије лица због раног развоја техника припреме пољопривреде и прехрамбених производа, што је заузврат смањило механичко оптерећење на апарату за мастиколопотре без моћног апарата за мастиколопору9,12,28,66. Према хипотези за мастикутору, 28 Ово је у пратњи промена флексије базе лобање до акутнијег угла кранијалног угла и сферичнички кранијални кров. Из ове перспективе, пољопривредно становништво имају компактне су лица, мање избочене мандибуле и глобуларне мене. Стога се ова деформација може објаснити општим описом бочног облика лобање Европљана са смањеним органима за маштавости. Међутим, према овој студији, ова интерпретација је сложена, јер је функционалан значај морфолошког односа између неурокранијума глобозе и развоју апарата за мастиколову мањи производ, како се разматра у претходним интерпретацијама ПЦ2.
Разлике између североисточних Азијца и југоисточних Азијата илустроване су контраст између високог лица са косој окципиталној кости и кратким лицем са уским базом лобање, као што је приказано на ПЦ3 и ПЦ9. Због недостатка геоеколошких података, наша студија пружа само ограничено објашњење за овај налаз. Могуће објашњење је прилагођавање различитим климатским или исхранијим условима. Поред еколошке адаптације, узимати у обзир и локалне разлике у историји популације на североисточној и југоисточној Азији. На пример, у источној Европији, двослојни модел је хипотезиран да би разумео дисперзирање анатомски модерних људи (АМХ) на основу кранијалних морфометријских података67,68. Према овом моделу, "први ниво", односно оригиналне групе касних плеистоценских АМХ колонизатора, имали су мање или више непосредни порез од аутохтоних становника региона, попут модерног Аустро-Меланесианс-а (стр. Фирст Стратум). , а касније је доживео велику слику северних пољопривредних народа са североисточним азијским карактеристикама (други слој) у регион (пре око 4000 година). Проток гена пресликано коришћењем "двосложног" модела биће потребно да би се разумео на југоистоку Азијски кранијални облик, с обзиром да југоисточни азијски облик кранијалног карактера дијелом може дијелом зависити од генетског наслеђа у првог нивоа.
Проценом кранијалне сличности користећи географске јединице пресликане хомологне моделе, можемо закључити основну историју становништва АМФ у сценарији изван Африке. Предложено је много различитих "ван Афричких" модела да се објасни дистрибуција АМФ-а заснованог на скелетним и геномским подацима. Од тога, недавна студија сугеришу да је АМХ колонизација подручја изван Африке почела пре око 177.000 година99,70. Међутим, дугачка дистрибуција АМФ-а у Еурозији током овог периода остаје неизвесна, јер су станишта ових раних фосила ограничена на Блиски Исток и Медитеран у близини Африке. Најједноставнији случај је једно насеље дуж миграционих пут од Африке до Еуразије, заобилазећи географске баријере као што су Хималаје. Други модел сугерише више таласа миграције, од којих је пре прве шире од Африке дуж обале Индијског океана до југоисточне Азије и Аустралије, а затим се проширило на северну Евроазију. Већина ових студија потврђује да се АМФ проширила далеко изван Африке пре око 60.000 година. У том погледу, аустралично-меланезијански (укључујући Папуа) узорци показују већу сличност афричким узорцима него било које друге географске серије у главним компонентама Анализа хомолошких модела. Овај налаз подржава хипотезу да су прве групе за дистрибуцију АМФ-а дуж јужне ивице еуризе, директно у Африци22.68, без значајних морфолошких промена у одговору на специфичне климу или друге значајне услове.
Што се тиче алометријског раста, анализе коришћењем компоненти облика добијене из другог скупа података који је нормализовао Величину Центроид показао је значајан алометријски тренд на ПЦ6 и ПЦ10. Обе компоненте су повезане са обликом чела и делова лица, што постају уже колико се величина лобање повећава. Сјевероисточни Азијци и Американци обично имају ову функцију и имају релативно велике лобање. Овај налаз је у супротности са претходно пријављеним алометријским узорцима у којима већи мозгови имају релативно шире фронталне режњеве у такозваној регији "Броча", што резултира повећаним ширином фронталног режња предмета34. Те разлике се објашњавају разликама у сетовима узорка; Наша студија је анализирала свеометријске обрасце укупне величине кранијалне величине коришћењем савремене популације, а упоредне студије се баве дугорочним трендовима у људској еволуцији везане за величину мозга.
Што се тиче свеометрије лица, једна студија користећи биометријске податке78 утврдила је да облик лица и величина могу бити благо корелирани, док је наша студија открила да веће лобање имају тенденцију да буду повезане са вишим, уговом суковима. Међутим, конзистентност биометријских података је нејасна; Регресијски тестови који упоређују онтогенетичку алометрију и статичку алометрију показују различите резултате. Пријављена је и алометријска тенденција према облику сферног лобања због повећане висине; Међутим, нисмо анализирали повишене податке. Наша студија показује да не постоје алометријски подаци који показују корелацију између кранијалних глобуларних пропорција и укупне величине кранија по себи.
Иако се наша актуелна студија не бави подацима о вањским променљивим варијаблама заступљеним климатским или прехрамбеним условима које ће вероватно утицати на кранијалну морфологију, велики податковни скуп хомологних 3Д модела за 3Д кранијалне површине који се користе у овој студији помоћи ће у процени уговорене фенотипске морфолошке варијације. Фактори заштите животне средине као што су исхрана, клима и исхрани услови, као и неутралне силе, као што су миграције, генски проток и генетски дрифт.
Ова студија је обухватила 342 узорка мушких лобања прикупљених од 148 популација у 9 географских јединица (Табела 1). Већина група су географски домаћи узорак, док су неке групе у Африци, североисточној / југоисточној Азији и Америци (наведени у курзиву) етнички дефинисани. Многи узорак кранијама изабрано је из базе података за мерење кранија у складу са дефиницијом мартина за мерење за мерење које пружа Тсунехико Ханихара. Одабрали смо представничке мушке лобање из свих етничких група на свету. Да бисмо идентификовали чланове сваке групе, израчунали смо еуклидске удаљености на основу 37 кранијалних мерења од групе значе за све појединце које припадају тој групи. У већини случајева смо одабрали 1-4 узорка са најмању удаљеност од средње (допунске таблице С4). За ове групе неки узорци су насумично одабрани ако нису наведени у бази података Хахара мерења.
За упоређивање статистичког поређења, у узорцима становништва је груписан у главне географске јединице, као што је приказано у Табели 1. "Афричка" група се састоји само од узорака из субсахарске регије. Узорци из Северне Африке укључени су у "Блиски Исток" заједно са узорцима западне Азије са сличним условима. Сјевероисточна Азијска група укључује само људе неевропског порекла, а америчка група укључује само Индијанке Американце. Конкретно, ова група се дистрибуира преко огромног подручја северних и јужних америчких континената, у широком разноликости окружења. Међутим, сматрамо америчким узорком унутар ове јединствене географске јединице, с обзиром на демографску историју домаћих Американаца сматра да су североисточни азијски порекло, без обзира на више миграција 80.
Снимили смо 3Д површинске податке о тим контрастним узорак лобањи користећи 3Д Сцаннер високе резолуције (Еинсцан Про, Схининг 3Д ЦО Лтд, минимална резолуција: 0,5 мм, хттпс: //ввв.схинсинг3д.цом/) и затим је генерисала мрежицу. Мало месх се састоји од приближно 200.000-400.000 врхова, а укључени софтвер се користи за попуњавање рупа и глатких ивица.
У првом кораку, користили смо скенирање података из било које лубање да бисмо створили месх са мрежицом са једним предлогом који се састоји од 4485 врхова (8728 полигоналних лица). Основа региона лобање, која се састоји од сфеноидне кости, петрозна времена, непца, максилар алвеоли и зуба, уклоњена је из модела месх обрачуна. Разлог је тај што су ове структуре понекад непотпуне или тешке да се заврше због танких или танких оштрих делова, као што су птеригоидне површине и стилоидни процеси, трошење зуба и / или недоследни сет зуба. База лобање око форамена магнум, укључујући базу, није репродуковала јер је то анатомски важна локација за локацију зглобова грлића материце и висине лобање мора се проценити. Користите огледало звони да формирају предложак који је симетричан на обе стране. Извршите изотропно претворити да претвори полигоналне облике да буду што је једнакострист.
Затим је додељено 56 оријентира на анатомски одговарајући врхови модела образаца помоћу софтвера ХБМ-Ругле. Поставке оријентира Осигурати тачност и стабилност положаја оријентисања и осигурати хомологију ових локација у генерисаном моделу хомологије. Они се могу идентификовати на основу њихових специфичних карактеристика, као што је приказано у додатној таблици С5 и додатна слика С3. Према Боокстеиновој дефиницији81, већина ових оријентира је тип И оријентири који се налазе на раскрсници три структуре, а неки су оријентири типа ИИ са тачкама максималне закривљености. Многе оријентације пребачене су из тачака дефинисаних за линеарне кранијалне мерења у Мартиновој дефиницији 36. Дефинисали смо исте 56 оријентираних модела 342 узорака лобања, који су ручно додељени анатомским одговарајућим врховима да би се у наредном одељку ручно доделили анатомски одговарајућим моделима.
Дефинисан је систем координата хеад центилира да би се описали подаци о скенирању и предлошци, као што је приказано у допунској слици С4. КСЗ авион је хоризонтална равница Франкфурт који пролази кроз највишу тачку (Мартинова дефиниција: део супериорне ивице левог и десног спољног слушног канала и најнижа тачка (Мартинова дефиниција: орбита) доње ивице леве орбите . . Кс осовина је линија која повезује леву и десну страну, а к + је права страна. ИЗ авион пролази кроз средину леве и десне делове и корен носа: И + уп, з + напред. Референтна тачка (порекло: нула координата) постављена је на раскрсници ИЗ авиона (средњи план), КСЗ равнина (Франкфорт Плане) и КСИ авион (коронална равни).
Користили смо софтвер ХБМ-ругле (Медицин Енгинееринг, Кјото, хттп: //ввв.ругле.рс.јп/) Да бисте креирали хомологни месх модел вршењем предлоге за постављање 56 оријентирских тачака (леве стране слике 1). Компонента ЦОРЕ софтвера, коју је првобитно развила Центар за дигитално људско истраживање на Институту за напредне индустријске науке и технологије у Јапану, назива се ХБМ и има функције за уградњу предлошцима користећи оријентире и стварајући фине месх моделе са преградама и креирањем финих мрежасте површине82. Накнадна верзија софтвера (МХБМ) 83 је додала функцију за уврштавање узорака без оријентира за побољшање перформанси уградње. ХБМ-Ругле комбинује МХБМ софтвер са додатним функцијама прилагођеним корисницима, укључујући прилагођавање координатних система и промашењу улазних података. Поузданост тачности уградње софтвера потврђена је у бројним студијама52,54,55,56,57,58,59,60.
Приликом постављања ХбМ-ругле предлошка помоћу оријентира, месх-модел предлошка је наређен на подацима циљаног скенирања помоћу круте регистрације на основу технологије ИЦП-а (минимизирајући збир даљине између оријентира који одговарају предлогу и подацима о скенирању) и Затим не-ригидном деформацијом мрежице прилагођава образац на податке о циљним скенирањем. Овај поступак уградње понављао се три пута користећи различите вредности два параметра поставке за побољшање тачности уградње. Један од ових параметара ограничава удаљеност између модела Грида шаблона и података о циљним скенирањем, а други кажњава удаљеност између оријентира предлоге и циљних оријентира. Деформисани месх модел месх-а затим је подељен коришћењем алгоритама цикличког површинског поддијела 82 да би се створио рафиниранији месх модел који се састоји од 17.709 полигона (34.928 полигона). Коначно, модел Грид Грид Темплате је прикладан на податке о циљаном скенирању да би се генерисао модел хомологије. Пошто се локације оријентира мало разликују од оних у подацима о циљним скенирањима, хомолошки модел је прецизан да их опише користећи систем координате главе оријентације о оријентацији о оријентацији у претходном одељку. Просечна удаљеност између одговарајућих хомологних знаменитости и података о циљаним скенирањем у свим узорцима била је <0,01 мм. Израчунато помоћу функције ХБМ-ругле, просечна удаљеност између података хомолошког модела података и података о циљаним скенирањем је била 0,322 мм (додатна табела С2).
Да би објаснили промене у кранијалној морфологији, 17.709 врхова (53.127 КСИЗ координате) свих хомологних модела анализирало је главна анализа компоненте (ПЦА) користећи ХБС софтвер који је створио Центар за дигиталну људску науку на Институту за напредну индустријску науку и технологију. , Јапан (дистрибуцијска трговца: Медицински инжењеринг, Кјото, хттп: //ввв.ругле.цо.јп/). Затим смо покушали да применимо ПЦА на некролимализовани скуп података и дата сет који је нормализовао Величина Центроид. Стога, ПЦА на основу нестандардизованих података може јасније карактерисати кранијални облик девет географских јединица и олакшати компонентну интерпретацију од ПЦА-е користећи стандардизоване податке.
Овај чланак представља број откривених главних компоненти са доприносом више од 1% укупне варијанце. Да би се утврдиле главне компоненте најефикасније у диференцијалним групама широм главних географских јединица, анализа оперативне карактеристике пријемника (РОЦ) примењена је на главне компоненте (ПЦ) са доприносом већем од 2% 84. Ова анализа ствара кривуљу вероватноће за сваку ПЦА компоненту за побољшање перформанси класификације и правилно упоређивање парцела између географских група. Степен дискриминаторне моћи може се оценити подвргавањем под кривуљом (АУЦ), где су ПЦА компоненте са већим вредностима у стању да дискриминишу између група. Затим је извршен Цхи-квадрат тест да би се проценио ниво значаја. РОЦ анализа је изведена у Мицрософт Екцелу користећи Белл Цурве за Екцел софтвер (верзија 3.21).
Да би визуализирала географске разлике у кранијалној морфологији, раштркани тони су створени помоћу рачунара који су најефикасније угледније групе од главних географских јединица. Да бисте тумачили главне компоненте, користите мапу боја да бисте визуализовали моделне врхове које су високо повезане са главним компонентама. Поред тога, израчунато је виртуелно представљање крајева основних компоненти које се налазе на ± 3 стандардна одступања (СД) основних саставних резултата и представљене у додатном видеу.
Алометрија је коришћена за утврђивање односа између облика лобање и фактора величине процењених у ПЦА анализи. Анализа важи за главне компоненте са доприносима> 1%. Једно ограничење ове ПЦА је да компоненте у облику не могу појединачно указати на облик јер не-нормализовани скуп података не уклања све димензионалне факторе. Поред употребе некромализованих података података, анализирали смо и алометријске трендове коришћењем сетова са ПЦ фракцијом на основу нормализованих података о величини Центроид који се примењују на главне компоненте са доприносима> 1%.
Алометријски трендови су тестирани користећи једнаџбу И = АКСБ 85 где је облик или удео компоненте облика, Кс је Величина у центроиду (додатна табела С2), А је константна вредност и Б је алометни коефицијент. Ова метода у основи уводи алометријска студија раста у геометријску морфометрију78,86. Логаритамска трансформација ове формуле је: лог и = б × лог Кс + лог а. За израчунавање А и б. Када су И (Центроид) и Кс (ПЦ бодови) логаритамски трансформисани, ове вредности морају бити позитивне; Међутим, скуп процена за Кс садржи негативне вредности. Као решење, додали смо заокруживање на апсолутну вредност најмањег фракције плус 1 за сваку фракцију у свакој компоненти и примењивао је логаритамску трансформацију на све претворене позитивне фракције. Значај алометријских коефицијената процењен је коришћењем Т теста са два репа. Ови статистичка прорачуна за тестирање алометријског раста извршена су коришћењем звона у Екцел софтверу (верзија 3.21).
Волпофф, климатски ефекти МХ на носнице костура. Да. Ј. Пхис. Човечанство. 29, 405-423. хттпс: //дои.орг/10.1002/АЈПА.1330290315 (1968).
Беалс, кл облик главе и климатски стрес. Да. Ј. Пхис. Човечанство. 37, 85-92. хттпс: //дои.орг/10.1002/АЈПА.1330370111 (1972).
Вријеме поште: АПР-02-2024