Faleminderit për vizitën e natyrës.com. Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar CSS. Për rezultate më të mira, ne ju rekomandojmë të përdorni një version më të ri të shfletuesit tuaj (ose të fikni mënyrën e pajtueshmërisë në Internet Explorer). Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne po tregojmë faqen pa stilim ose JavaScript.
Ky studim vlerësoi diversitetin rajonal në morfologjinë kraniale njerëzore duke përdorur një model homologjie gjeometrike bazuar në të dhënat e skanimit nga 148 grupe etnike në të gjithë botën. Kjo metodë përdor teknologjinë e përshtatjes së shablloneve për të gjeneruar rrjeta homologe duke kryer transformime jo të ngurta duke përdorur një algoritëm iterativ të pikës më të afërt. Duke aplikuar analizën kryesore të komponentëve në 342 modele homologe të zgjedhura, ndryshimi më i madh në madhësinë e përgjithshme u gjet dhe u konfirmua qartë për një kafkë të vogël nga Azia e Jugut. Dallimi i dytë më i madh është raporti i gjatësisë ndaj gjerësisë së neurokraniumit, duke demonstruar kontrastin midis kafkave të zgjatura të afrikanëve dhe kafkave konveks të aziatikëve verilindorë. Vlen të përmendet se ky përbërës ka pak të bëjë me konturimin e fytyrës. Karakteristikat e njohura të fytyrës, siç janë faqet e zgjatura në aziatikët verilindorë dhe kockat maksilare kompakte në evropianë u riafirmuan. Këto ndryshime të fytyrës janë të lidhura ngushtë me konturin e kafkës, në veçanti shkallën e prirjes së eshtrave frontale dhe okupitale. Modelet alometrike u gjetën në përmasa të fytyrës në lidhje me madhësinë e përgjithshme të kafkës; Në kafkat më të mëdha skicat e fytyrës kanë tendencë të jenë më të gjata dhe më të ngushta, siç është demonstruar në shumë amerikanë vendas dhe aziatikët verilindorë. Megjithëse studimi ynë nuk përfshin të dhëna mbi variablat mjedisorë që mund të ndikojnë në morfologjinë kraniale, siç janë klima ose kushtet dietike, një grup i madh i të dhënave të modeleve homologe të kranit do të jenë të dobishme në kërkimin e shpjegimeve të ndryshme për karakteristikat fenotipike skeletore.
Dallimet gjeografike në formën e kafkës njerëzore janë studiuar për një kohë të gjatë. Shumë studiues kanë vlerësuar larminë e adaptimit mjedisor dhe/ose përzgjedhjes natyrore, në veçanti faktorë klimatikë1,2,3,5,5,6,7 ose funksion mastikues në varësi të kushteve ushqyese5,8,9,10, 11,12. 13. Për më tepër, disa studime janë përqendruar në efektet e ngushticës, lëvizjen gjenetike, rrjedhën e gjeneve ose proceset evolucionare stokastike të shkaktuara nga mutacionet neutrale të gjenit14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Për shembull, forma sferike e një kasafortë më të gjerë dhe më të shkurtër kraniale është shpjeguar si një adaptim i presionit selektiv sipas rregullit të Allen24, i cili postulon se gjitarët minimizojnë humbjen e nxehtësisë duke zvogëluar sipërfaqen e trupit në krahasim me vëllimin2,4,16,17,25 . Për më tepër, disa studime që përdorin rregullin e Bergmann -it26 kanë shpjeguar marrëdhëniet midis madhësisë së kafkës dhe temperaturës 3,5,16,25,27, duke sugjeruar që madhësia e përgjithshme ka tendencë të jetë më e madhe në rajone më të ftohta për të parandaluar humbjen e nxehtësisë. Ndikimi mekanik i stresit mastikues në modelin e rritjes së kasafortës kraniale dhe kockave të fytyrës është debatuar në lidhje me kushtet dietike që vijnë nga kultura e kuzhinës ose ndryshimet e jetesës midis fermerëve dhe gjuetarëve-grumbulluesve8,9,11,12,28. Shpjegimi i përgjithshëm është se ulja e presionit të përtypjes zvogëlon ngurtësinë e kockave të fytyrës dhe muskujve. Disa studime globale kanë lidhur diversitetin e formës së kafkës kryesisht me pasojat fenotipike të distancës gjenetike neutrale sesa me adaptimin mjedisor21,29,30,31,32. Një shpjegim tjetër për ndryshimet në formën e kafkës bazohet në konceptin e rritjes izometrike ose alometrike6,33,34,35. Për shembull, trurin më të madh kanë tendencë të kenë lobe frontale relativisht më të gjera në të ashtuquajturin rajonin e "kapakut të Broca", dhe gjerësia e lobeve frontale rritet, një proces evolucionar që konsiderohet bazuar në rritjen alometrike. Për më tepër, një studim që shqyrton ndryshimet afatgjata në formën e kafkës gjeti një tendencë alometrike drejt brachycephalia (tendenca e kafkës të bëhej më sferike) me lartësinë në rritje33.
Një histori e gjatë e hulumtimit në morfologjinë kraniale përfshin përpjekje për të identifikuar faktorët themelorë përgjegjës për aspekte të ndryshme të larmisë së formave kraniale. Metodat tradicionale të përdorura në shumë studime të hershme u bazuan në të dhënat e matjes lineare bivariate, shpesh duke përdorur përkufizimet Martin ose Howell36,37. Në të njëjtën kohë, shumë nga studimet e lartpërmendura përdorën metoda më të përparuara bazuar në teknologjinë hapësinore 3D gjeometrike të morfometrisë (GM )5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38. 39. Për shembull, metoda e rrëshqitjes Semilandmark, bazuar në minimizimin e energjisë së lakimit, ka qenë metoda më e përdorur në biologjinë transgjenike. Ajo projekton gjysmë tokësore të shabllonit mbi secilën mostër duke rrëshqitur përgjatë një kurbë ose sipërfaqe 38,40,41,42,43,44,45,46. Duke përfshirë metoda të tilla të superpozicionit, shumica e studimeve 3D GM përdorin analizën e përgjithësuar të Procrustes, algoritmin iterativ të pikës më të afërt (ICP) 47 për të lejuar krahasimin e drejtpërdrejtë të formave dhe kapjen e ndryshimeve. Përndryshe, metoda e hollë e pllakës së hollë (TPS) 48,49 përdoret gjithashtu gjerësisht si një metodë e transformimit jo i ngurtë për hartografimin e shtrirjeve Semilandmark në format e bazuara në rrjetë.
Me zhvillimin e skanerëve praktikë 3D të të gjithë trupit që nga fundi i shekullit të 20-të, shumë studime kanë përdorur skanerë 3D të të gjithë trupit për matjet e madhësisë50,51. Të dhënat e skanimit u përdorën për të nxjerrë dimensionet e trupit, gjë që kërkon përshkrimin e formave të sipërfaqes si sipërfaqe sesa retë e pikës. Përshtatja e modelit është një teknikë e zhvilluar për këtë qëllim në fushën e grafikëve kompjuterikë, ku forma e një sipërfaqeje përshkruhet nga një model i rrjetës poligonale. Hapi i parë në montimin e modelit është të përgatisni një model rrjetë për ta përdorur si një shabllon. Disa nga vertices që përbëjnë modelin janë pikë referimi. Modeli më pas deformohet dhe konformohet me sipërfaqen për të minimizuar distancën midis shabllonit dhe reve të pikës, ndërsa ruan tiparet e formës lokale të shabllonit. Pamjet në shabllon korrespondojnë me pikat e pikave në cloud. Duke përdorur përshtatjen e modelit, të gjitha të dhënat e skanimit mund të përshkruhen si një model rrjetë me të njëjtin numër pikash të të dhënave dhe të njëjtën topologji. Megjithëse homologjia e saktë ekziston vetëm në pozicionet historike, mund të supozohet se ekziston një homologji e përgjithshme midis modeleve të krijuara pasi ndryshimet në gjeometrinë e shablloneve janë të vogla. Prandaj, modelet e rrjetit të krijuara nga montimi i shablloneve nganjëherë quhen modele homologjike52. Avantazhi i montimit të shabllonit është se shablloni mund të deformohet dhe rregullohet në pjesë të ndryshme të objektit të synuar që janë hapësinore afër sipërfaqes, por larg tij (për shembull, harku zigomatik dhe rajoni i përkohshëm i kafkës) pa ndikuar në secilën Tjetër. deformim. Në këtë mënyrë, shablloni mund të sigurohet për degëzimin e objekteve të tilla si torzën ose krahun, me shpatullën në një pozicion në këmbë. Disavantazhi i montimit të shabllonit është kostoja më e lartë llogaritëse e përsëritjeve të përsëritura, megjithatë, falë përmirësimeve të rëndësishme në performancën e kompjuterit, kjo nuk është më çështje. Duke analizuar vlerat e koordinatave të vertices që përbëjnë modelin e rrjetës duke përdorur teknika të analizës multivariane siç është analiza e komponentëve kryesorë (PCA), është e mundur të analizohen ndryshimet në të gjithë formën e sipërfaqes dhe formën virtuale në çdo pozicion në shpërndarje. mund të merret. Llogaritni dhe vizualizoni53. Në ditët e sotme, modelet e rrjetës të krijuara nga montimi i shablloneve përdoren gjerësisht në analizën e formës në fusha të ndryshme52,54,55,56,57,58,59,60.
Përparimet në teknologjinë fleksibël të regjistrimit të rrjetës, shoqëruar me zhvillimin e shpejtë të pajisjeve portative të skanimit 3D të aftë për të skanuar me rezolucion më të lartë, shpejtësi dhe lëvizshmëri sesa CT, po e bëjnë më të lehtë regjistrimin e të dhënave sipërfaqësore 3D, pavarësisht nga vendndodhja. Kështu, në fushën e antropologjisë biologjike, teknologji të tilla të reja rrisin aftësinë për të matur dhe analizuar statistikisht ekzemplarët njerëzorë, përfshirë ekzemplarët e kafkës, që është qëllimi i këtij studimi.
Si përmbledhje, ky studim përdor teknologji të përparuar të modelimit të homologjisë 3D bazuar në përputhjen e shablloneve (Figura 1) për të vlerësuar 342 ekzemplarë të kafkës të zgjedhur nga 148 popullsi në të gjithë botën përmes krahasimeve gjeografike në të gjithë globin. Diversiteti i morfologjisë kraniale (Tabela 1). Për të dhënë llogari për ndryshimet në morfologjinë e kafkës, ne kemi aplikuar analizat e karakteristikave të funksionimit të PCA dhe marrësit (ROC) në grupin e të dhënave të modelit të homologjisë që kemi krijuar. Gjetjet do të kontribuojnë në një kuptim më të mirë të ndryshimeve globale në morfologjinë kraniale, përfshirë modelet rajonale dhe uljen e rendit të ndryshimit, ndryshimet e ndërlidhura midis segmenteve kraniale dhe praninë e tendencave alometrike. Megjithëse ky studim nuk adreson të dhënat mbi variablat ekstrinsike të përfaqësuara nga klima ose kushtet dietike që mund të ndikojnë në morfologjinë kraniale, modelet gjeografike të morfologjisë kraniale të dokumentuara në studimin tonë do të ndihmojnë në eksplorimin e faktorëve mjedisorë, biomekanikë dhe gjenetikë të variacionit kranial.
Tabela 2 tregon eigenvalues dhe koeficientët e kontributit PCA të aplikuar në një bazë të dhënash të paqëndrueshme prej 17,709 vertikale (53,127 koordinata XYZ) të 342 modeleve homologe të kafkës. Si rezultat, u identifikuan 14 përbërës kryesorë, kontributi i të cilit në variancën totale ishte më shumë se 1%, dhe pjesa totale e variancës ishte 83.68%. Vektorët e ngarkimit të 14 përbërësve kryesorë janë regjistruar në Tabelën plotësuese S1, dhe rezultatet e përbërësit të llogaritura për 342 mostrat e kafkës janë paraqitur në Tabelën plotësuese S2.
Ky studim vlerësoi nëntë përbërës kryesorë me kontribute më të mëdha se 2%, disa prej të cilave tregojnë një ndryshim të konsiderueshëm dhe domethënës gjeografik në morfologjinë kraniale. Figura 2 kthesat e komploteve të krijuara nga analiza ROC për të ilustruar përbërësit më të efektshëm PCA për karakterizimin ose ndarjen e secilit kombinim të mostrave nëpër njësitë kryesore gjeografike (p.sh., midis vendeve afrikane dhe jo-afrikane). Kombinimi polinezian nuk u testua për shkak të madhësisë së vogël të mostrës të përdorur në këtë provë. Të dhënat në lidhje me rëndësinë e ndryshimeve në AUC dhe statistikat e tjera themelore të llogaritura duke përdorur analizën ROC janë paraqitur në Tabelën plotësuese S3.
Kthesat ROC u aplikuan në nëntë vlerësime të komponentëve kryesorë bazuar në një bazë të dhënash kulmore të përbërë nga 342 modele të kafkës homologe mashkullore. AUC: Zona nën kurbën me domethënie 0.01% të përdorur për të dalluar çdo kombinim gjeografik nga kombinimet e tjera totale. TPF është e vërtetë pozitive (diskriminim efektiv), FPF është pozitiv i rremë (diskriminim i pavlefshëm).
Interpretimi i kurbës ROC është përmbledhur më poshtë, duke u përqëndruar vetëm në përbërësit që mund të dallojnë grupet e krahasimit duke pasur një AUC të madhe ose relativisht të madhe dhe një nivel të lartë të rëndësisë me një probabilitet nën 0.001. Kompleksi i Azisë Jugore (Fig. 2A), e përbërë kryesisht nga mostra nga India, ndryshon ndjeshëm nga mostrat e tjera të përziera gjeografikisht në atë që përbërësi i parë (PC1) ka një AUC dukshëm më të madhe (0.856) në krahasim me përbërësit e tjerë. Një tipar i kompleksit afrikan (Fig. 2B) është AUC relativisht i madh i PC2 (0.834). Austro-Melanesians (Fig. 2C) treguan një prirje të ngjashme me afrikanët nën-Sahariane përmes PC2 me një AUC relativisht më të madh (0.759). Evropianët (Fig. 2D) ndryshojnë qartë në kombinimin e PC2 (AUC = 0.801), PC4 (AUC = 0.719) dhe PC6 (AUC = 0.671), mostra e Azisë Verilindore (Fig. 2E) ndryshon ndjeshëm nga PC4, me një relativisht më e madhe 0.714, dhe ndryshimi nga PC3 është i dobët (AUC = 0.688). Grupet e mëposhtme u identifikuan gjithashtu me vlera më të ulëta të AUC dhe nivele më të larta me rëndësi: rezultatet për PC7 (AUC = 0.679), PC4 (AUC = 0.654) dhe PC1 (AUC = 0.649) treguan se Amerikanët vendas (Fig. 2F) me specifik Karakteristikat që lidhen me këto përbërës, aziatikët juglindorë (Fig. 2G) të diferencuara në PC3 (AUC = 0.660) dhe PC9 (AUC = 0.663), por modeli për mostrat nga Lindja e Mesme (Fig. 2H) (përfshirë Afrikën e Veriut) korrespondojnë. Në krahasim me të tjerët nuk ka shumë ndryshim.
Në hapin tjetër, për të interpretuar vizualisht vertices shumë të lidhura, zonat e sipërfaqes me vlera të larta ngarkese më të mëdha se 0.45 janë të ngjyrosura me informacione të koordinatave x, y, dhe z, siç tregohet në figurën 3. Zona e kuqe tregon korrelacion të lartë me Koordinatat e boshtit x, që korrespondon me drejtimin horizontal tërthor. Rajoni i gjelbër është shumë i lidhur me koordinatën vertikale të boshtit y, dhe rajoni blu i errët është shumë i lidhur me koordinatën sagittale të boshtit z. Rajoni blu i lehtë shoqërohet me boshtet e koordinatave Y dhe boshtet e koordinatave z; Rozë - zonë e përzier e lidhur me boshtet e koordinatave x dhe z; Zona e verdhë - e lidhur me boshtet e koordinatave X dhe Y; Zona e bardhë përbëhet nga boshti i koordinatës X, Y dhe Z të reflektuar. Prandaj, në këtë prag të vlerës së ngarkesës, PC 1 shoqërohet kryesisht me të gjithë sipërfaqen e kafkës. Forma e 3 SD virtuale e kafkës në anën e kundërt të këtij boshti përbërës është përshkruar gjithashtu në këtë figurë, dhe imazhet e luftuara janë paraqitur në videon plotësuese S1 për të konfirmuar vizualisht që PC1 përmban faktorë të madhësisë së përgjithshme të kafkës.
Shpërndarja e frekuencës së pikëve PC1 (kurba normale e përshtatjes), harta e ngjyrave të sipërfaqes së kafkës është shumë e lidhur me vertices PC1 (shpjegimi i ngjyrave në lidhje me madhësinë e anëve të kundërta të këtij boshti është 3 sd. Shkalla është një sferë jeshile me diametër prej 50 mm.
Figura 3 tregon një komplot të shpërndarjes së frekuencës (kurbë normale të përshtatjes) të pikëve individuale PC1 të llogaritura veçmas për 9 njësi gjeografike. Përveç vlerësimeve të kurbës ROC (Figura 2), vlerësimet e aziatikëve të Jugut janë në një farë mase në mënyrë të konsiderueshme në të majtë sepse kafkat e tyre janë më të vogla se ato të grupeve të tjera rajonale. Siç tregohet në Tabelën 1, këta aziatikë të Jugut përfaqësojnë grupe etnike në Indi, përfshirë ishujt Andaman dhe Nicobar, Sri Lanka dhe Bangladesh.
Koeficienti dimensional u gjet në PC1. Zbulimi i rajoneve shumë të lidhura dhe formave virtuale rezultoi në sqarimin e faktorëve të formës për përbërës të ndryshëm nga PC1; Sidoqoftë, faktorët e madhësisë jo gjithmonë eliminohen plotësisht. Siç tregohet duke krahasuar kthesat ROC (Figura 2), PC2 dhe PC4 ishin më diskriminuese, të ndjekura nga PC6 dhe PC7. PC3 dhe PC9 janë shumë efektive në ndarjen e popullatës së mostrës në njësi gjeografike. Kështu, këto çifte të akseve të përbërësve përshkruajnë skematikisht shpërndarjet e rezultateve të PC dhe sipërfaqet e ngjyrave të lidhura shumë me secilën përbërës, si dhe deformimet e formës virtuale me dimensione të anëve të kundërta të 3 SD (Fig. 4, 5, 6). Mbulimi konveks i bykut të mostrave nga secila njësi gjeografike e përfaqësuar në këto komplote është afërsisht 90%, megjithëse ka një shkallë të mbivendosjes brenda grupimeve. Tabela 3 jep një shpjegim të secilit përbërës PCA.
Shpërndarjet e rezultateve PC2 dhe PC4 për individët kranialë nga nëntë njësi gjeografike (sipër) dhe katër njësi gjeografike (fund), komplote të ngjyrës së sipërfaqes së kafkës së vertikteve të lidhura shumë me secilin PC (në lidhje me x, y, z). Shpjegimi i ngjyrave të boshteve: shiko tekstin), dhe deformimi i formës virtuale në anët e kundërta të këtyre akseve është 3 SD. Shkalla është një sferë e gjelbër me një diametër prej 50 mm.
Shpërndarjet e rezultateve PC6 dhe PC7 për individët kranialë nga nëntë njësi gjeografike (sipër) dhe dy njësi gjeografike (fund), komplote me ngjyra sipërfaqësore kraniale për vertikale të lidhura shumë me secilin PC (në lidhje me x, y, z). Shpjegimi i ngjyrave të boshteve: shiko tekstin), dhe deformimi i formës virtuale në anët e kundërta të këtyre akseve është 3 SD. Shkalla është një sferë e gjelbër me një diametër prej 50 mm.
Shpërndarjet e rezultateve PC3 dhe PC9 për individët kranialë nga nëntë njësi gjeografike (sipër) dhe tre njësi gjeografike (fund), dhe komplote me ngjyra të sipërfaqes së kafkës (në lidhje me akset x, y, z) të vertikteve shumë të lidhura me secilën interpretim të ngjyrave të PC : cm. teksti), si dhe deformimet e formës virtuale në anët e kundërta të këtyre akseve me një madhësi prej 3 SD. Shkalla është një sferë e gjelbër me një diametër prej 50 mm.
Në grafikun që tregon rezultatet e PC2 dhe PC4 (Fig. 4, videot plotësuese S2, S3 që tregojnë imazhe të deformuara), harta e ngjyrave të sipërfaqes shfaqet gjithashtu kur pragu i vlerës së ngarkesës është vendosur më i lartë se 0.4, i cili është më i ulët se në PC1 sepse Vlera PC2 Ngarkesa totale është më pak se në PC1.
Zgjatja e lobeve frontale dhe okupitale në drejtimin sagittal përgjatë boshtit z (blu të errët) dhe lobit parietal në drejtimin koronal (të kuq) në rozë), boshti y i okuput (jeshil) dhe boshti z-i të ballit (blu e errët). Ky grafik tregon rezultatet për të gjithë njerëzit në mbarë botën; Sidoqoftë, kur të gjitha mostrat që përbëhen nga një numër i madh i grupeve shfaqen së bashku njëkohësisht, interpretimi i modeleve të shpërndarjes është mjaft i vështirë për shkak të sasisë së madhe të mbivendosjes; Prandaj, nga vetëm katër njësi kryesore gjeografike (d.m.th. Afrika, Australasia-Melanesia, Evropë dhe Azia Verilindore), mostrat janë shpërndarë nën grafik me 3 deformim virtual të SD virtual brenda këtij diapazoni të rezultateve të PC. Në figurë, PC2 dhe PC4 janë palë rezultate. Afrikanët dhe Austro-Melanesianët mbivendosen më shumë dhe shpërndahen në anën e djathtë, ndërsa evropianët janë shpërndarë në drejtim të sipërm të majtë dhe aziatikët verilindorë kanë tendencë të grumbullohen drejt së majtës së poshtme. Aksi horizontal i PC2 tregon se melanezianët afrikanë/australianë kanë një neurokrani relativisht më të gjatë se njerëzit e tjerë. PC4, në të cilën kombinimet evropiane dhe të Azisë Verilindore janë ndarë lirshëm, shoqërohet me madhësinë dhe projeksionin relativ të eshtrave zigomatikë dhe konturit anësor të kalvariumit. Skema e pikëve tregon se evropianët kanë kocka relativisht të ngushta maksilare dhe zigomatike, një hapësirë më e vogël fossa e përkohshme e kufizuar nga harku zigomatik, një kockë frontale e ngritur vertikalisht dhe një kockë e sheshtë, e ulët okupitale, ndërsa aziatikët verilindorë kanë tendencë të kenë kocka zigomatike më të gjera dhe më të spikatura. . Lobi frontal është i prirur, ngrihet baza e kockës okupitale.
Kur përqendroheni në PC6 dhe PC7 (Fig. 5) (Video plotësuese S4, S5 që tregojnë imazhe të deformuara), komploti i ngjyrave tregon një prag të vlerës së ngarkesës më të madhe se 0.3, duke treguar që PC6 shoqërohet me morfologji maksilare ose alveolare (boshti i kuq: X dhe X dhe jeshile). Boshti y), forma e përkohshme e kockave (boshtet blu: y dhe z) dhe forma e kockave okupitale (akse rozë: x dhe z). Përveç gjerësisë së ballit (e kuqe: boshti x), PC7 gjithashtu lidhet me lartësinë e alveolave maksilare anteriale (jeshile: bosht y) dhe formën e kokës së boshtit z-bosht rreth rajonit parietotemporal (blu të errët). Në panelin e lartë të figurës 5, të gjitha mostrat gjeografike shpërndahen sipas rezultateve të komponentëve PC6 dhe PC7. Për shkak se ROC tregon që PC6 përmban tipare unike për Evropën dhe PC7 përfaqëson tiparet e Amerikës vendase në këtë analizë, këto dy mostra rajonale u vizatuan në mënyrë selektive në këtë palë akse përbërëse. Amerikanët vendas, megjithëse të përfshirë gjerësisht në mostër, janë shpërndarë në këndin e sipërm të majtë; Në të kundërt, shumë mostra evropiane kanë tendencë të vendosen në këndin e poshtëm të djathtë. Pairifti PC6 dhe PC7 paraqesin procesin e ngushtë alveolar dhe neurokranium relativisht të gjerë të evropianëve, ndërsa amerikanët karakterizohen nga një ballë e ngushtë, maxilla më e madhe dhe një proces alveolar më i gjerë dhe më i gjatë.
Analiza ROC tregoi se PC3 dhe/ose PC9 ishin të zakonshme në popullatat juglindore dhe verilindore të Azisë. Në përputhje me rrethanat, çiftet e rezultateve PC3 (fytyra e sipërme e gjelbër në boshtin y) dhe PC9 (fytyra e gjelbër e gjelbër në boshtin y) (Fig. 6; videot plotësuese S6, S7 sigurojnë imazhe të morphed) pasqyrojnë larminë e aziatikëve lindorë. , e cila bie ndesh ashpër me përmasat e larta të fytyrës së aziatikëve verilindorë dhe formën e ulët të fytyrës së aziatikëve juglindorë. Përveç këtyre tipareve të fytyrës, një karakteristikë tjetër e disa aziatikëve verilindorë është pjerrësia lambda e kockës okupitale, ndërsa disa aziatikë juglindorë kanë një bazë të ngushtë të kafkës.
Përshkrimi i mësipërm i përbërësve kryesorë dhe përshkrimi i PC5 dhe PC8 janë lënë jashtë sepse nuk u gjetën karakteristika specifike rajonale midis nëntë njësive kryesore gjeografike. PC5 i referohet madhësisë së procesit mastoid të kockës së përkohshme, dhe PC8 pasqyron asimetrinë e formës së përgjithshme të kafkës, të dyja duke treguar ndryshime paralele midis nëntë kombinimeve të mostrave gjeografike.
Përveç shpërndarjes së rezultateve të PCA të nivelit individual, ne gjithashtu ofrojmë shpërndarje të mjeteve të grupit për krahasim të përgjithshëm. Për këtë qëllim, u krijua një model mesatar i homologjisë kraniale nga një grup i të dhënave kulm të modeleve individuale të homologjisë nga 148 grupe etnike. Komplote bivariate të grupeve të rezultateve për PC2 dhe PC4, PC6 dhe PC7, dhe PC3 dhe PC9 janë paraqitur në figurën plotësuese S1, të gjitha të llogaritura si modeli mesatar i kafkës për mostrën e 148 individëve. Në këtë mënyrë, shpërndarjet e shpërndara fshehin dallimet individuale brenda secilit grup, duke lejuar interpretimin më të qartë të ngjashmërive të kafkës për shkak të shpërndarjeve themelore rajonale, ku modelet përputhen me ato të përshkruara në komplote individuale me më pak mbivendosje. Figura plotësuese S2 tregon modelin e përgjithshëm mesatar për secilën njësi gjeografike.
Përveç PC1, i cili ishte i shoqëruar me madhësinë e përgjithshme (Tabela plotësuese S2), marrëdhëniet alometrike midis madhësisë së përgjithshme dhe formës së kafkës u ekzaminuan duke përdorur dimensionet centroid dhe grupet e vlerësimeve të PCA nga të dhënat jo të normalizuara. Koeficientët alometrikë, vlerat konstante, vlerat T dhe vlerat p në testin e domethënies janë paraqitur në Tabelën 4. Asnjë përbërës i rëndësishëm i modelit alometrik të lidhur me madhësinë e përgjithshme të kafkës nuk u gjet në çdo morfologji kraniale në nivelin P <0.05.
Për shkak se disa faktorë të madhësisë mund të përfshihen në vlerësimet e PC bazuar në grupe të të dhënave jo të normalizuara, ne kemi ekzaminuar më tej trendin alometrik midis madhësisë centroid dhe rezultateve të PC të llogaritura duke përdorur grupe të të dhënave të normalizuara nga madhësia e centroidit (rezultatet e PCA dhe grupet e rezultateve janë paraqitur në Tabelat plotësuese S6 ). , C7). Tabela 4 tregon rezultatet e analizës alometrike. Kështu, tendencat e rëndësishme alometrike u gjetën në nivelin 1% në PC6 dhe në nivelin 5% në PC10. Figura 7 tregon shpatet e regresionit të këtyre marrëdhënieve log-lineare midis rezultateve të PC dhe madhësisë centroid me dummies (± 3 SD) në secilën fund të madhësisë centroid log. Rezultati PC6 është raporti i lartësisë dhe gjerësisë relative të kafkës. Ndërsa madhësia e kafkës rritet, kafka dhe fytyra bëhen më të larta, dhe balli, bazat e syve dhe hundët kanë tendencë të jenë më afër së bashku anësore. Modeli i shpërndarjes së mostrës sugjeron që kjo proporcion zakonisht gjendet në aziatikët verilindorë dhe amerikanët vendas. Për më tepër, PC10 tregon një prirje drejt uljes proporcionale të gjerësisë së mesme, pavarësisht nga rajoni gjeografik.
Për marrëdhëniet domethënëse alometrike të listuara në tabelë, pjerrësia e regresionit log-linear midis proporcionit PC të përbërësit të formës (të marra nga të dhënat e normalizuara) dhe madhësisë centroid, deformimi i formës virtuale ka një madhësi prej 3 SD në Ana e kundërt e vijës 4.
Modeli i mëposhtëm i ndryshimeve në morfologjinë kraniale është demonstruar përmes analizës së të dhënave të modeleve homologe të sipërfaqes 3D. Komponenti i parë i PCA lidhet me madhësinë e përgjithshme të kafkës. Ka kohë që është menduar se kafkat më të vogla të aziatikëve të Jugut, përfshirë ekzemplarë nga India, Sri Lanka dhe Ishujt Andaman, Bangladesh, janë për shkak të madhësisë së tyre më të vogël të trupit, në përputhje me rregullin ekogeografik të Bergmann ose rregullin e ishullit ose rregullin e ishullit613,5,16,25, 27,62. E para ka të bëjë me temperaturën, dhe e dyta varet nga hapësira në dispozicion dhe burimet ushqimore të kamareve ekologjike. Ndër përbërësit e formës, ndryshimi më i madh është raporti i gjatësisë dhe gjerësisë së kasafortës kraniale. Kjo veçori, e caktuar PC2, përshkruan marrëdhënien e ngushtë midis kafkave të zgjatura proporcionale të Austro-Melanesianëve dhe Afrikanëve, si dhe ndryshimeve nga kafkat sferike të disa evropianëve dhe aziatikëve verilindorë. Këto karakteristika janë raportuar në shumë studime të mëparshme bazuar në matjet e thjeshta lineare37,63,64. Për më tepër, kjo tipar shoqërohet me brachycefali në jo-afrikane, e cila është diskutuar prej kohësh në studimet antropometrike dhe osteometrike. Hipoteza kryesore që qëndron pas këtij shpjegimi është se ulja e manipulimit, siç është rrallimi i muskujve të përkohshëm, zvogëlon presionin në skalpin e jashtëm 5,8,9,11,11,12,13. Një hipotezë tjetër përfshin përshtatjen në klimat e ftohta duke zvogëluar sipërfaqen e kokës, duke sugjeruar që një kafkë më sferike minimizon sipërfaqen më të mirë se një formë sferike, sipas rregullave të Allen -it16,17,25. Bazuar në rezultatet e studimit aktual, këto hipoteza mund të vlerësohen vetëm në bazë të ndërlidhjes së segmenteve kraniale. Si përmbledhje, rezultatet tona të PCA nuk mbështesin plotësisht hipotezën se raporti i gjerësisë së gjatësisë kraniale ndikohet ndjeshëm nga kushtet e përtypjes, pasi ngarkesa e komponentit PC2 (përbërës i gjatë/brachyphalic) nuk ishte i lidhur ndjeshëm me proporcionet e fytyrës (përfshirë dimensionet relative maksilare). dhe hapësira relative e fosës së përkohshme (që pasqyron vëllimin e muskujve të përkohshëm). Studimi ynë aktual nuk ka analizuar marrëdhëniet midis formës së kafkës dhe kushteve gjeologjike të mjedisit siç është temperatura; Sidoqoftë, një shpjegim i bazuar në rregullin e Allen mund të jetë me vlerë të konsiderohet si një hipotezë e kandidatit për të shpjeguar brachycephalon në rajonet e klimës së ftohtë.
Ndryshimi i rëndësishëm u gjet më pas në PC4, duke sugjeruar që Aziatikët Verilindorë kanë kocka të mëdha, të spikatura zigomatike në maxilla dhe kockat zigomatike. Ky konstatim është në përputhje me një karakteristikë të njohur specifike të Siberianëve, të cilët mendohet se janë përshtatur me klimat jashtëzakonisht të ftohta nga lëvizja përpara e eshtrave zigomatikë, duke rezultuar në vëllim të rritur të sinuseve dhe një fytyrë më të këndshme 65. Një konstatim i ri nga modeli ynë homolog është se rënia e cheek në evropianë shoqërohet me pjerrësi frontale të zvogëluar, si dhe kocka të rrafshuara dhe të ngushta okupitale dhe konkavity nuchal. Në të kundërt, Aziatikët Verilindorë kanë tendencë të kenë ballët e pjerrëta dhe të rriten rajone okupitale. Studimet e kockës okupitale duke përdorur metoda gjeometrike morfometrike35 kanë treguar që kafkat aziatike dhe evropiane kanë një kurbë më të këndshme nuchal dhe një pozicion më të ulët të okuput në krahasim me afrikanët. Sidoqoftë, shpërndarjet tona të çifteve PC2 dhe PC4 dhe PC3 dhe PC9 treguan një ndryshim më të madh në aziatikët, ndërsa evropianët karakterizoheshin nga një bazë e sheshtë e okuput dhe një okuput më i ulët. Mospërputhjet në karakteristikat aziatike midis studimeve mund të vijnë për shkak të ndryshimeve në mostrat etnike të përdorura, pasi kemi ekzaminuar një numër të madh të grupeve etnike nga një spektër i gjerë i Azisë Verilindore dhe Juglindore. Ndryshimet në formën e kockës okupitale shpesh shoqërohen me zhvillimin e muskujve. Sidoqoftë, ky shpjegim adaptiv nuk përbën lidhjen midis formës së ballit dhe formës së okuput, e cila u demonstrua në këtë studim, por nuk ka gjasa të jetë demonstruar plotësisht. Në këtë drejtim, ia vlen të merret parasysh marrëdhënia midis ekuilibrit të peshës trupore dhe qendrës së gravitetit ose kryqëzimit të qafës së mitrës (foramen magnum) ose faktorëve të tjerë.
Një komponent tjetër i rëndësishëm me ndryshueshmëri të madhe ka të bëjë me zhvillimin e aparatit mastikator, të përfaqësuar nga FOSAe maksilare dhe e përkohshme, e cila përshkruhet nga një kombinim i rezultateve PC6, PC7 dhe PC4. Këto ulje të dukshme të segmenteve kraniale karakterizojnë individët evropianë më shumë se çdo grup tjetër gjeografik. Kjo veçori është interpretuar si rezultat i uljes së stabilitetit të morfologjisë së fytyrës për shkak të zhvillimit të hershëm të teknikave të përgatitjes bujqësore dhe ushqimore, të cilat nga ana tjetër zvogëluan ngarkesën mekanike në aparatin mastikues pa një aparate të fuqishme masticatore9,12,28,66. Sipas hipotezës së funksionit mastikator, 28 kjo shoqërohet me një ndryshim në përkuljen e bazës së kafkës në një kënd më akut kranial dhe një çati më sferike kraniale. Nga ky këndvështrim, popullsitë bujqësore kanë tendencë të kenë fytyra kompakte, më pak të zgjatura të manennit dhe një meninges më globulare. Prandaj, ky deformim mund të shpjegohet me skicën e përgjithshme të formës anësore të kafkës së evropianëve me organe të reduktuara mastikë. Sidoqoftë, sipas këtij studimi, ky interpretim është kompleks sepse rëndësia funksionale e marrëdhënies morfologjike midis neurokraniumit globoz dhe zhvillimit të aparatit mastikues është më pak i pranueshëm, siç konsiderohet në interpretimet e mëparshme të PC2.
Dallimet midis aziatikëve verilindorë dhe aziatikëve juglindorë ilustrohen nga kontrasti midis një fytyre të gjatë me një kockë okupitale të pjerrët dhe një fytyrë të shkurtër me një bazë të ngushtë të kafkës, siç tregohet në PC3 dhe PC9. Për shkak të mungesës së të dhënave gjeoekologjike, studimi ynë ofron vetëm një shpjegim të kufizuar për këtë konstatim. Një shpjegim i mundshëm është përshtatja me një klimë të ndryshme ose kushte ushqyese. Përveç përshtatjes ekologjike, u morën parasysh edhe dallimet lokale në historinë e popullsisë në verilindje dhe Azinë Juglindore. Për shembull, në Euroazinë lindore, një model me dy shtresa është hipotezuar për të kuptuar shpërndarjen e njerëzve anatomikisht modernë (AMH) bazuar në të dhënat morfometrike kraniale67,68. Sipas këtij modeli, "niveli i parë", d.m.th., grupet origjinale të kolonizatorëve të vonë të Pleistocenit AMH, kishin zbritje pak a shumë të drejtpërdrejtë nga banorët indigjenë të rajonit, si Austro-Melanesianë modernë (f. Stratum i parë). , dhe më vonë përjetoi përzierje në shkallë të gjerë të popujve bujqësorë veriorë me karakteristika të Azisë Verilindore (shtresa e dytë) në rajon (rreth 4,000 vjet më parë). Fluksi i gjeneve të hartuar duke përdorur një model "me dy shtresa" do të nevojitet për të kuptuar formën kraniale të Azisë Juglindore, duke pasur parasysh që forma kraniale e Azisë Juglindore mund të varet pjesërisht nga trashëgimia gjenetike e nivelit të parë lokal.
Duke vlerësuar ngjashmërinë kraniale duke përdorur njësi gjeografike të hartuara duke përdorur modele homologe, ne mund të konstatojmë historinë themelore të popullsisë së AMF në skenarë jashtë Afrikës. Shumë modele të ndryshme "jashtë Afrikës" janë propozuar për të shpjeguar shpërndarjen e AMF bazuar në të dhënat skeletore dhe gjenomike. Nga këto, studimet e fundit sugjerojnë që kolonizimi i AMH i zonave jashtë Afrikës filloi afërsisht 177,000 vjet më parë69,70. Sidoqoftë, shpërndarja në distanca të gjata të AMF në Eurasia gjatë kësaj periudhe mbetet e pasigurt, pasi habitatet e këtyre fosileve të hershme janë të kufizuara në Lindjen e Mesme dhe Mesdheun afër Afrikës. Rasti më i thjeshtë është një zgjidhje e vetme përgjatë një rruge migrimi nga Afrika në Eurasia, duke anashkaluar pengesat gjeografike siç janë Himalajet. Një model tjetër sugjeron valë të shumta të migrimit, e para e të cilave u përhap nga Afrika përgjatë bregdetit të Oqeanit Indian në Azinë Juglindore dhe Australisë, dhe më pas u përhap në Euroasia Veriore. Shumica e këtyre studimeve konfirmojnë se AMF u përhap përtej Afrikës rreth 60,000 vjet më parë. Në këtë drejtim, mostrat Australiane-Melanesiane (përfshirë Papua) tregojnë ngjashmëri më të madhe me mostrat afrikane sesa me çdo seri tjetër gjeografike në analizën e komponentëve kryesorë të modeleve të homologjisë. Ky konstatim mbështet hipotezën se grupet e para të shpërndarjes AMF përgjatë skajit jugor të Eurasia u ngritën direkt në Afrikë22,68 pa ndryshime të rëndësishme morfologjike në përgjigje të klimave specifike ose kushteve të tjera të rëndësishme.
Sa i përket rritjes alometrike, analiza duke përdorur përbërësit e formës që rrjedhin nga një grup i ndryshëm i të dhënave të normalizuar nga madhësia centroid demonstroi një prirje të rëndësishme alometrike në PC6 dhe PC10. Të dy përbërësit kanë të bëjnë me formën e ballit dhe pjesët e fytyrës, të cilat bëhen më të ngushta ndërsa rritet madhësia e kafkës. Aziatikët dhe Amerikanët Verilindorë kanë tendencë ta kenë këtë veçori dhe të kenë kafka relativisht të mëdha. Ky konstatim bie në kundërshtim me modelet alometrike të raportuara më parë në të cilat trurin më të madh kanë lobe frontale relativisht më të gjera në rajonin e ashtuquajtur "kapak të Broca", duke rezultuar në rritjen e gjerësisë së lobit frontal34. Këto ndryshime shpjegohen nga ndryshimet në grupet e mostrave; Studimi ynë analizoi modelet alometrike të madhësisë së përgjithshme të kranit duke përdorur popullsitë moderne, dhe studimet krahasuese adresojnë tendencat afatgjata në evolucionin e njeriut në lidhje me madhësinë e trurit.
Sa i përket alometrisë së fytyrës, një studim duke përdorur të dhëna biometrike78 zbuloi se forma dhe madhësia e fytyrës mund të jenë pak të lidhura, ndërsa studimi ynë zbuloi se kafkat më të mëdha kanë tendencë të shoqërohen me fytyra më të larta, më të ngushta. Sidoqoftë, konsistenca e të dhënave biometrike është e paqartë; Testet e regresionit që krahasojnë alometrinë ontogjenetike dhe alometrinë statike tregojnë rezultate të ndryshme. Është raportuar gjithashtu një tendencë alometrike drejt një forme sferike të kafkës për shkak të lartësisë së rritur; Sidoqoftë, ne nuk kemi analizuar të dhënat e lartësisë. Studimi ynë tregon se nuk ka të dhëna alometrike që demonstrojnë një lidhje midis përmasave globulare kraniale dhe madhësisë së përgjithshme të kranit.
Megjithëse studimi ynë i tanishëm nuk merret me të dhëna mbi variablat ekstrinsike të përfaqësuar nga kushtet klimatike ose dietike që ka të ngjarë të ndikojnë në morfologjinë kraniale, grupi i madh i të dhënave të modeleve homologe të sipërfaqes kraniale të përdorura në këtë studim do të ndihmojë në vlerësimin e variacionit të korreluar fenotipik. Faktorët mjedisorë si dieta, klima dhe kushtet ushqyese, si dhe forcat neutrale siç janë migrimi, fluksi i gjeneve dhe lëvizja gjenetike.
Ky studim përfshinte 342 ekzemplarë të kafkave meshkuj të mbledhura nga 148 popullsi në 9 njësi gjeografike (Tabela 1). Shumica e grupeve janë ekzemplarë gjeografikisht vendas, ndërsa disa grupe në Afrikë, Verilindje/Azi Juglindore dhe Amerikën (të listuara në italikë) janë të përcaktuara etnike. Shumë ekzemplarë kranialë u zgjodhën nga baza e të dhënave të matjes kraniale sipas përcaktimit të matjes së kraniale Martin të siguruar nga Tsunehiko Hanihara. Ne përzgjodhëm kafka përfaqësuese mashkullore nga të gjitha grupet etnike në botë. Për të identifikuar anëtarët e secilit grup, ne kemi llogaritur distancat Euklidiane bazuar në 37 matje kraniale nga grupi do të thotë për të gjithë individët që i përkasin këtij grupi. Në shumicën e rasteve, ne përzgjodhëm mostrat 1–4 me distancën më të vogël nga mesatarja (Tabela plotësuese S4). Për këto grupe, disa mostra u zgjodhën rastësisht nëse nuk ishin të listuara në bazën e të dhënave të matjes Hahara.
Për krahasim statistikor, 148 mostrat e popullsisë u grupuan në njësi të mëdha gjeografike, siç tregohet në Tabelën 1. Grupi "Afrikan" përbëhet vetëm nga mostrat nga rajoni nën-Saharian. Shembuj nga Afrika e Veriut u përfshinë në "Lindjen e Mesme" së bashku me ekzemplarë nga Azia Perëndimore me kushte të ngjashme. Grupi i Azisë Verilindore përfshin vetëm njerëz me origjinë jo-evropiane, dhe grupi amerikan përfshin vetëm amerikanët vendas. Në veçanti, ky grup shpërndahet në një zonë të gjerë të kontinenteve të Amerikës së Veriut dhe të Jugut, në një larmi mjedisesh. Sidoqoftë, ne e konsiderojmë mostrën amerikane brenda kësaj njësie të vetme gjeografike, duke pasur parasysh historinë demografike të amerikanëve vendas që konsiderohet të jetë me origjinë të Azisë Verilindore, pavarësisht nga migrimet e shumta 80.
Ne kemi regjistruar të dhëna sipërfaqësore 3D të këtyre ekzemplarëve të kundërt të kafkës duke përdorur një skaner 3D me rezolucion të lartë (Einscan Pro nga Shining 3D Co Ltd, rezolucion minimal: 0.5 mm, https://www.shining3d.com/) dhe më pas gjeneroi një rrjetë. Modeli i rrjetës përbëhet nga afërsisht 200,000-400,000 vertikale, dhe softveri i përfshirë përdoret për të mbushur vrimat dhe skajet e lëmuara.
Në hapin e parë, ne kemi përdorur të dhëna skanimi nga çdo kafkë për të krijuar një model të njëtrajave me një rrymë të vetme, të përbërë nga 4485 vertikale (8728 fytyra poligonale). Baza e rajonit të kafkës, i përbërë nga kocka sphenoid, kocka e përkohshme e petrous, qiellza, alveola maksilare dhe dhëmbët, u hoq nga modeli i rrjetës së shabllonit. Arsyeja është se këto struktura janë nganjëherë jo të plota ose të vështira për t'u përfunduar për shkak të pjesëve të mprehta të holla ose të hollë siç janë sipërfaqet pterygoid dhe proceset stiloide, veshja e dhëmbëve dhe/ose grupi i paqëndrueshëm i dhëmbëve. Baza e kafkës rreth foramen magnum, përfshirë bazën, nuk u rivendos sepse ky është një vendndodhje anatomikisht e rëndësishme për vendndodhjen e nyjeve të qafës së mitrës dhe lartësia e kafkës duhet të vlerësohet. Përdorni unaza pasqyre për të formuar një shabllon që është simetrik nga të dy palët. Kryeni rrjetëzimin izotrop për të kthyer format poligonale të jenë sa më të barabarta.
Tjetra, 56 monumente u caktuan në vertices korresponduese anatomike të modelit të shabllonit duke përdorur softuerin HBM-rugle. Cilësimet historike sigurojnë saktësinë dhe qëndrueshmërinë e pozicionimit të pikës historike dhe të sigurojnë homologjinë e këtyre vendeve në modelin e gjeneruar të homologjisë. Ato mund të identifikohen bazuar në karakteristikat e tyre specifike, siç tregohet në Tabelën plotësuese S5 dhe figurën plotësuese S3. Sipas përkufizimit të Librsteinit81, shumica e këtyre monumenteve janë monumente të tipit I të vendosura në kryqëzimin e tre strukturave, dhe disa janë monumente të tipit II me pika të lakimit maksimal. Shumë monumente u transferuan nga pikat e përcaktuara për matjet lineare të kranit në përkufizimin 36 të Martinit. Ne përcaktuam të njëjtat 56 monumente për modele të skanuara të 342 ekzemplarëve të kafkës, të cilat u caktuan manualisht në vertikalet përkatëse anatomike për të gjeneruar modele më të sakta homologjike në pjesën tjetër.
Një sistem i koordinatave në qendër të kokës u përcaktua për të përshkruar të dhënat dhe shabllonin e skanimit, siç tregohet në figurën plotësuese S4. Avioni XZ është rrafshi horizontal i Frankfurtit që kalon nëpër pikën më të lartë (përkufizimi i Martinit: Pjesa) e skajit superior të kanaleve të jashtme të auditimit të majtë dhe të djathtë dhe pikës më të ulët (përkufizimi i Martinit: Orbita) e skajit të poshtëm të orbitës së majtë . . Aksi X është vija që lidh anët e majta dhe të djathta, dhe x+ është ana e djathtë. Avioni YZ kalon në mes të pjesëve të majta dhe të djathta dhe rrënjën e hundës: y+ lart, z+ përpara. Pika e referencës (Origjina: Koordinata Zero) është vendosur në kryqëzimin e aeroplanit YZ (Midplane), aeroplan XZ (aeroplan Frankfort) dhe aeroplan XY (aeroplan koronal).
Ne kemi përdorur softuerin HBM-Rugle (Medic Engineering, Kioto, http://www.rugle.co.jp/) për të krijuar një model rrjetë homologe duke kryer përshtatjen e shabllonit duke përdorur 56 pika historike (ana e majtë e figurës 1). Komponenti thelbësor i softuerit, i zhvilluar fillimisht nga Qendra për Kërkime Dixhitale të Njeriut në Institutin e Shkencave dhe Teknologjisë së Avancuar Industriale në Japoni, quhet HBM dhe ka funksione për montimin e modeleve duke përdorur monumente dhe krijimin e modeleve të shkëlqyera të rrjetës duke përdorur sipërfaqe ndarëse82. Versioni pasues i softuerit (MHBM) 83 shtoi një veçori për montimin e modelit pa pikë referimi për të përmirësuar performancën e përshtatshme. HBM-Rugle kombinon softuerin MHBM me veçori shtesë miqësore për përdoruesit, duke përfshirë personalizimin e sistemeve të koordinatave dhe ndryshimin e të dhënave hyrëse. Besueshmëria e saktësisë së montimit të softuerit është konfirmuar në shumë studime 52,54,55,56,57,58,59,60.
Kur vendosni një shabllon HBM-RUGLE duke përdorur pikë referimi, modeli i rrjetës së shabllonit është mbivendosur në të dhënat e skanimit të synuar me regjistrim të ngurtë bazuar në teknologjinë ICP (duke minimizuar shumën e distancave midis monumenteve që korrespondojnë me shabllonin dhe të dhënat e skanimit të synuar), dhe atëherë me anë të deformimit jo të ngurtë të rrjetës përshtat modelin në të dhënat e skanimit të synuar. Ky proces i montimit u përsërit tre herë duke përdorur vlera të ndryshme të dy parametrave të përshtatshëm për të përmirësuar saktësinë e montimit. Njëra prej këtyre parametrave kufizon distancën midis modelit të rrjetit të shabllonit dhe të dhënave të skanimit të synuar, dhe tjetri penalizon distancën midis monumenteve të shablloneve dhe monumenteve të synuara. Modeli i deformuar i rrjetës së modelit u nda më pas duke përdorur algoritmin e nënndarjes së sipërfaqes ciklike 82 për të krijuar një model rrjetë më të rafinuar të përbërë nga 17,709 vertikale (34.928 poligone). Më në fund, modeli i rrjetit të modelit të ndarë është i përshtatshëm për të dhënat e skanimit të synuar për të gjeneruar një model homologjie. Meqenëse vendndodhjet e pikës janë pak të ndryshme nga ato në të dhënat e skanimit të synuar, modeli i homologjisë u rregullua mirë për t'i përshkruar ato duke përdorur sistemin e koordinatave të orientimit të kokës të përshkruar në pjesën e mëparshme. Distanca mesatare midis monumenteve përkatëse të modelit homolog dhe të dhënave të skanimit të synuar në të gjitha mostrat ishte <0.01 mm. E llogaritur duke përdorur funksionin HBM-RUGLE, distanca mesatare midis pikave të të dhënave të modelit të homologjisë dhe të dhënave të skanimit të synuar ishte 0.322 mm (Tabela plotësuese S2).
Për të shpjeguar ndryshimet në morfologjinë kraniale, 17,709 vertikale (53,127 koordinata XYZ) të të gjitha modeleve homologe u analizuan nga Analiza e Komponentëve Kryesorë (PCA) duke përdorur softuerin HBS të krijuar nga Qendra për Shkencë Dixhitale Njerëzore në Institutin e Shkencave dhe Teknologjisë së Avancuar Industriale. , Japonia (Tregtari i Shpërndarjes: Mjekësi Inxhinieri, Kioto, http://www.rugle.co.jp/). Ne pastaj u përpoqëm të aplikonim PCA në grupin e të dhënave të paormalizuara dhe grupin e të dhënave të normalizuara sipas madhësisë së centroidit. Kështu, PCA bazuar në të dhëna jo të standardizuara mund të karakterizojë më qartë formën kraniale të nëntë njësive gjeografike dhe të lehtësojë interpretimin e komponentëve sesa PCA duke përdorur të dhëna të standardizuara.
Ky artikull paraqet numrin e përbërësve kryesorë të zbuluar me një kontribut prej më shumë se 1% të variancës totale. Për të përcaktuar përbërësit kryesorë më efektivë në diferencimin e grupeve në njësitë kryesore gjeografike, analiza e karakteristikave të funksionimit të marrësit (ROC) u aplikua në rezultatet e përbërësit kryesor (PC) me një kontribut më të madh se 2% 84. Kjo analizë gjeneron një kurbë të probabilitetit për secilën komponent PCA për të përmirësuar performancën e klasifikimit dhe për të krahasuar saktë komplotet midis grupeve gjeografike. Shkalla e fuqisë diskriminuese mund të vlerësohet nga zona nën kurbën (AUC), ku përbërësit PCA me vlera më të mëdha janë më të afta të bëjnë dallimin midis grupeve. Më pas u krye një test chi-katror për të vlerësuar nivelin e rëndësisë. Analiza ROC u krye në Microsoft Excel duke përdorur Bell Curve për Excel Software (versioni 3.21).
Për të vizualizuar ndryshimet gjeografike në morfologjinë kraniale, shpërndarjet u krijuan duke përdorur rezultate PC që dalluan në mënyrë më efektive grupet nga njësitë kryesore gjeografike. Për të interpretuar komponentët kryesorë, përdorni një hartë me ngjyra për të vizualizuar vertices model që janë shumë të lidhura me përbërësit kryesorë. Për më tepër, përfaqësimet virtuale të skajeve të boshteve të përbërësit kryesorë të vendosur në 3 3 devijime standarde (SD) të rezultateve të komponentëve kryesorë u llogaritën dhe u prezantuan në videon plotësuese.
Allometria u përdor për të përcaktuar marrëdhëniet midis formës së kafkës dhe faktorëve të madhësisë së vlerësuar në analizën PCA. Analiza është e vlefshme për përbërësit kryesorë me kontribute> 1%. Një kufizim i kësaj PCA është se përbërësit e formës nuk mund të tregojnë individualisht formën sepse grupi i të dhënave jo-normalizohet nuk heq të gjithë faktorët dimensionale. Përveç përdorimit të grupeve të të dhënave të paormalizuara, ne gjithashtu kemi analizuar tendencat alometrike duke përdorur grupe të fraksionit të PC bazuar në të dhënat e normalizuara të madhësisë centroid të aplikuara në përbërësit kryesorë me kontribute> 1%.
Tendencat alometrike u testuan duke përdorur ekuacionin y = axb 85 ku y është forma ose proporcioni i një përbërësi të formës, x është madhësia centroid (Tabela plotësuese S2), A është një vlerë konstante, dhe B është koeficienti alometrik. Kjo metodë në thelb prezanton studime të rritjes alometrike në morfometrinë gjeometrike78,86. Transformimi logaritmik i kësaj formule është: log y = b × log x + log a. Analiza e regresionit duke përdorur metodën më të vogël të shesheve u aplikua për të llogaritur a dhe b. Kur y (madhësia centroid) dhe x (rezultatet e PC) shndërrohen në mënyrë logaritmike, këto vlera duhet të jenë pozitive; Sidoqoftë, grupi i vlerësimeve për x përmban vlera negative. Si zgjidhje, ne shtuam rrumbullakimin në vlerën absolute të fraksionit më të vogël plus 1 për secilën fraksion në secilën përbërës dhe aplikuam një transformim logaritmik në të gjitha fraksionet pozitive të konvertuara. Rëndësia e koeficientëve alometrikë u vlerësua duke përdorur një test të studentit me dy bishta. Këto llogaritje statistikore për të provuar rritjen alometrike u kryen duke përdorur kthesat e kambanave në softuerin Excel (versioni 3.21).
Wolpoff, MH Efektet klimatike në hundët e skeletit. Po. J. Phys. Njerëzimi. 29, 405–423. https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beals, forma e kokës KL dhe stresi klimatik. Po. J. Phys. Njerëzimi. 37, 85–92. https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Koha e postimit: Prill-02-2024