Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com.Tha taic CSS cuibhrichte aig an dreach den bhrobhsair a tha thu a’ cleachdadh.Airson na builean as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu dreach nas ùire den bhrobhsair agad (no cuir dheth modh co-chòrdalachd ann an Internet Explorer).Anns an eadar-ama, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, tha sinn a 'sealltainn na làraich gun stoidhle no JavaScript.
Rinn an sgrùdadh seo measadh air iomadachd roinneil ann am morf-eòlas cranial daonna a’ cleachdadh modal homology geoimeatrach stèidhichte air dàta scan bho 148 buidhnean cinneachail air feadh an t-saoghail.Bidh an dòigh seo a’ cleachdadh teicneòlas uidheamachadh teamplaid gus mogaill homologach a ghineadh le bhith a’ coileanadh cruth-atharrachaidhean neo-chruaidh a’ cleachdadh algairim puing ath-aithriseach as fhaisge.Le bhith a’ cleachdadh mion-sgrùdadh prìomh phàirtean do na 342 modalan homologous taghte, chaidh an atharrachadh as motha ann am meud iomlan a lorg agus a dhearbhadh gu soilleir airson claigeann beag à Àisia a Deas.Is e an dàrna eadar-dhealachadh as motha an co-mheas fad is leud den neurocranium, a’ nochdadh an eadar-dhealachaidh eadar claigeann fada Afraganaich agus claigeann dàna Ear-thuath Àisianach.Is fhiach a bhith mothachail nach eil mòran aig an stuth seo ri cumadh aghaidh.Chaidh feartan aghaidh ainmeil leithid gruaidhean a tha a’ sruthadh a-mach ann an Ear-thuath Àisianach agus cnàmhan maxillary teann ann an Eòrpaich ath-dhearbhadh.Tha dlùth cheangal aig na h-atharrachaidhean aghaidh sin ri cumadh a’ chlaigeann, gu sònraichte an ìre de chlaonadh nan cnàmhan aghaidh is taobh.Chaidh pàtrain allometric a lorg ann an cuibhreannan aghaidh an coimeas ri meud claigeann iomlan;ann an claigeann nas motha tha na h-aodainn buailteach a bhith nas fhaide agus nas cumhainge, mar a chaidh a dhearbhadh ann an iomadh Tùsanach Ameireaganach agus Àisianach an Ear-thuath.Ged nach robh an sgrùdadh againn a’ toirt a-steach dàta air caochladairean àrainneachdail a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air morf-eòlas cranial, leithid gnàth-shìde no suidheachaidhean daithead, bidh seata dàta mòr de phàtranan cranial homologous feumail ann a bhith a’ sireadh mhìneachaidhean eadar-dhealaichte airson feartan phenotypic cnàimhneach.
Tha eadar-dhealachaidhean cruinn-eòlasach ann an cumadh claigeann daonna air a bhith air a sgrùdadh airson ùine mhòr.Tha mòran de luchd-rannsachaidh air measadh a dhèanamh air iomadachd atharrachadh àrainneachd agus / no taghadh nàdarra, gu sònraichte factaran gnàth-shìde1,2,3,4,5,6,7 no gnìomh masticatory a rèir suidheachadh beathachaidh5,8,9,10, 11,12.13. .A bharrachd air an sin, tha cuid de sgrùdaidhean air fòcas a chuir air buaidhean cnap-starra, gluasad ginteil, sruthadh gine, no pròiseasan mean-fhàs stochastic air adhbhrachadh le mùthaidhean gine neodrach14,15,16,17,18,19,20,21,22,23.Mar eisimpleir, tha cumadh spherical seilear cranial nas fharsainge agus nas giorra air a mhìneachadh mar atharrachadh gu cuideam roghnach a rèir riaghailt Allen24, a tha a’ cumail a-mach gu bheil mamalan a ’lughdachadh call teas le bhith a’ lughdachadh farsaingeachd uachdar bodhaig an coimeas ri tomhas-lìonaidh 2,4,16,17,25 .A bharrachd air an sin, tha cuid de sgrùdaidhean a’ cleachdadh riaghailt Bergmann26 air an dàimh eadar meud claigeann agus teòthachd3,5,16,25,27 a mhìneachadh, a’ moladh gu bheil meud iomlan buailteach a bhith nas motha ann an roinnean nas fhuaire gus casg a chuir air call teas.Thathas air deasbad a dhèanamh air a’ bhuaidh meacanaigeach a th’ aig cuideam masticatory air pàtran fàis a’ chranial seilear agus cnàmhan aghaidh a thaobh suidheachaidhean daithead mar thoradh air cultar còcaireachd no eadar-dhealachaidhean bith-beò eadar tuathanaich agus sealgairean-cruinneachaidh8,9,11,12,28.Is e am mìneachadh coitcheann gu bheil lughdachadh cuideam cagnaidh a’ lughdachadh cruas nan cnàmhan agus na fèithean aghaidh.Tha grunn sgrùdaidhean cruinneil air iomadachd cumadh claigeann a cheangal gu sònraichte ri builean phenotypic astar ginteil neodrach seach atharrachadh àrainneachd21,29,30,31,32.Tha mìneachadh eile airson atharrachaidhean ann an cumadh claigeann stèidhichte air a’ bhun-bheachd air fàs isometric no allometric6,33,34,35.Mar eisimpleir, tha eanchainn nas motha buailteach a bhith aig lobes aghaidh an ìre mhath nas fharsainge anns an roinn ris an canar “Caip Broca”, agus tha leud nan lobes aghaidh ag àrdachadh, pròiseas mean-fhàs air a bheilear a’ beachdachadh stèidhichte air fàs allometric.A bharrachd air an sin, lorg sgrùdadh a’ sgrùdadh atharrachaidhean fad-ùine ann an cumadh claigeann claonadh allometric a dh’ ionnsaigh brachycephaly (mar a bha a’ chlaigeann buailteach a bhith nas spherical) le àirde a’ sìor fhàs33.
Tha eachdraidh fhada de rannsachadh air morf-eòlas cranial a’ toirt a-steach oidhirpean gus na factaran bunaiteach a chomharrachadh a tha an urra ri diofar thaobhan de iomadachd cumaidhean cranial.Bha modhan traidiseanta a chaidh a chleachdadh ann an iomadh sgrùdadh tràth stèidhichte air dàta tomhais sreathach dà-thaobhach, gu tric a’ cleachdadh mìneachaidhean Màrtainn no Howell36,37.Aig an aon àm, chleachd mòran de na sgrùdaidhean gu h-àrd dòighean nas adhartaiche stèidhichte air teicneòlas morphometry geoimeatrach 3D spàsail (GM)5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38.39. Mar eisimpleir, is e an dòigh leth-chomharran sleamhnachaidh, stèidhichte air lùghdachadh lùth lùbadh, an dòigh as cumanta ann am bith-eòlas transgenic.Bidh e a’ dealbhadh leth-chomharran den teamplaid air gach sampall le bhith a’ sleamhnachadh sìos lùb no uachdar38,40,41,42,43,44,45,46.A’ gabhail a-steach a leithid de dhòighean suirghe, bidh a’ mhòr-chuid de sgrùdaidhean 3D GM a’ cleachdadh mion-sgrùdadh coitcheann Procrustes, an algairim puing ath-aithriseach as fhaisge (ICP) 47 gus coimeas dìreach a dhèanamh eadar cumaidhean agus glacadh atharrachaidhean.Air an làimh eile, tha an dòigh spline truinnsear tana (TPS) 48,49 cuideachd air a chleachdadh gu farsaing mar dhòigh cruth-atharrachaidh neo-chruaidh airson a bhith a’ mapadh co-thaobhadh semilandmark ri cumaidhean stèidhichte air mogal.
Le leasachadh sganairean bodhaig slàn 3D practaigeach bho dheireadh an 20mh linn, tha mòran de sgrùdaidhean air sganaran bodhaig slàn 3D a chleachdadh airson tomhas meud50,51.Chaidh dàta scan a chleachdadh gus tomhasan bodhaig a thoirt a-mach, a dh’ fheumas a bhith a’ toirt cunntas air cumaidhean uachdar mar uachdar seach sgòthan puing.Tha uidheamachadh pàtrain na dhòigh-obrach a chaidh a leasachadh airson an adhbhair seo ann an raon grafaigean coimpiutair, far a bheil cumadh uachdar air a mhìneachadh le modail mogal polygonal.Is e a’ chiad cheum ann an uidheamachadh pàtrain modal mogal ullachadh airson a chleachdadh mar theamplaid.Tha cuid de na h-uinneanan a tha sa phàtran nan comharran-tìre.Tha an teamplaid an uairsin air a dheformachadh agus air a cho-chòrdadh ris an uachdar gus an astar eadar an teamplaid agus an sgòth puing a lughdachadh fhad ‘s a tha e a’ gleidheadh feartan cumadh ionadail an teamplaid.Tha comharran-tìre san teamplaid a’ freagairt ri comharran-tìre anns an sgòth puing.Le bhith a’ cleachdadh teamplaid, faodar a h-uile dàta scan a mhìneachadh mar mhodail mogal leis an aon àireamh de phuingean dàta agus an aon topology.Ged nach eil homology mionaideach ann ach anns na h-àiteachan comharraichte, faodar gabhail ris gu bheil homology coitcheann eadar na modalan gineadh leis gu bheil na h-atharrachaidhean ann an geoimeatraidh nan teamplaidean beag.Mar sin, uaireannan canar modalan homology52 ri modalan clèithe air an cruthachadh le uidheamachadh teamplaid.Is e a ’bhuannachd a th’ ann an uidheamachadh teamplaid gum faod an teamplaid a bhith air a deformachadh agus atharrachadh gu diofar phàirtean den nì targaid a tha faisg air an uachdar ach fada bhuaithe (mar eisimpleir, bogha zygomatic agus roinn ùine a ’chlaigeann) gun a bhith a’ toirt buaidh air gach fear. eile.deformachadh.San dòigh seo, faodar an teamplaid a cheangal ri nithean branrach leithid an torso no an gàirdean, leis a’ ghualainn na sheasamh.Is e an ana-cothrom a th’ ann a bhith a’ uidheamachadh teamplaidean gu bheil cosgais àireamhachaidh ath-aithrisean nas àirde, ach, mar thoradh air leasachaidhean mòra ann an coileanadh coimpiutair, chan eil seo na chùis tuilleadh.Le bhith a’ dèanamh anailis air luachan co-òrdanachaidh nan vertices a tha a’ dèanamh suas a’ mhodail mogaill a’ cleachdadh dòighean sgrùdaidh ioma-chaochlaideach leithid mion-sgrùdadh prìomh phàirtean (PCA), tha e comasach sgrùdadh a dhèanamh air atharrachaidhean ann an cumadh uachdar iomlan agus cumadh brìgheil aig suidheachadh sam bith san cuairteachadh.faodar fhaighinn.Obraich a-mach agus faic53.An-diugh, tha modalan mogal air an gineadh le uidheamachadh teamplaid air an cleachdadh gu farsaing ann am mion-sgrùdadh cumadh ann an diofar raointean52,54,55,56,57,58,59,60.
Tha adhartasan ann an teicneòlas clàraidh mogal sùbailte, còmhla ri leasachadh luath air innealan sganaidh 3D so-ghiùlain a tha comasach air sganadh aig rùn nas àirde, astar agus gluasad na CT, ga dhèanamh nas fhasa dàta uachdar 3D a chlàradh ge bith càite a bheil e.Mar sin, ann an raon antropology bith-eòlasach, tha teicneòlasan ùra mar seo a’ cur ris a’ chomas air sampallan daonna a thomhas agus a sgrùdadh gu staitistigeil, a’ toirt a-steach sampallan claigeann, is e sin adhbhar an sgrùdaidh seo.
Ann an geàrr-chunntas, bidh an sgrùdadh seo a’ cleachdadh teicneòlas modaladh homology 3D adhartach stèidhichte air maids teamplaid (Figear 1) gus measadh a dhèanamh air 342 sampall claigeann a chaidh a thaghadh bho 148 sluagh air feadh an t-saoghail tro choimeasan cruinn-eòlasach air feadh na cruinne.Iomadachd morf-eòlas cranial (Clàr 1 ).Gus cunntas a thoirt air atharrachaidhean ann am morf-eòlas claigeann, chuir sinn mion-sgrùdaidhean PCA agus feart obrachaidh cuidhteas (ROC) an sàs ann an seata dàta a’ mhodail homology a chruthaich sinn.Cuiridh na co-dhùnaidhean ri tuigse nas fheàrr air atharrachaidhean cruinneil ann am morf-eòlas cranial, a’ toirt a-steach pàtrain roinneil agus lughdachadh òrdugh atharrachaidh, atharrachaidhean co-cheangailte eadar earrannan cranial, agus làthaireachd ghluasadan allometric.Ged nach eil an sgrùdadh seo a’ dèiligeadh ri dàta air caochladairean taobh a-muigh a tha air an riochdachadh le gnàth-shìde no suidheachaidhean daithead a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air morf-eòlas cranial, cuidichidh na pàtrain cruinn-eòlasach de morphology cranial a chaidh a chlàradh san sgrùdadh againn le bhith a’ sgrùdadh factaran àrainneachdail, bith-mheicnigeach agus ginteil atharrachadh cranial.
Tha Clàr 2 a’ sealltainn na luachan eigen agus co-èifeachdan tabhartais PCA air an cur an sàs ann an seata dàta neo-àbhaisteach de 17,709 vertices (co-chomharran 53,127 XYZ) de 342 modal claigeann homologous.Mar thoradh air an sin, chaidh 14 prìomh phàirtean a chomharrachadh, agus bha an tabhartas aca ris an eadar-dhealachadh iomlan nas àirde na 1%, agus b’ e an cuibhreann iomlan de chaochlaideachd 83.68%.Tha vectaran luchdachadh nam prìomh phàirtean 14 air an clàradh ann an Clàr Leasachail S1, agus tha na comharran co-phàirteach air an tomhas airson na 342 sampall claigeann air an taisbeanadh ann an Clàr Leasachail S2.
Rinn an sgrùdadh seo measadh air naoi prìomh phàirtean le tabhartasan nas motha na 2%, cuid dhiubh a’ nochdadh atharrachadh cruinn-eòlach mòr agus mòr ann am morf-eòlas cranial.Tha Figear 2 a’ dealbhadh lùban a chaidh a chruthachadh bho sgrùdadh ROC gus na pàirtean PCA as èifeachdaiche a nochdadh airson a bhith a’ comharrachadh no a’ sgaradh gach measgachadh de shampaill thairis air prìomh aonadan cruinn-eòlasach (me, eadar dùthchannan Afraganach agus neo-Afraganach).Cha deach deuchainn a dhèanamh air a’ chothlamadh Polynesian air sgàth cho beag de shampall a chaidh a chleachdadh san deuchainn seo.Tha dàta a thaobh cudromachd eadar-dhealachaidhean ann an AUC agus staitistigean bunaiteach eile air an tomhas a’ cleachdadh mion-sgrùdadh ROC air an sealltainn ann an Clàr Leasachail S3.
Chaidh lùban ROC a chuir an sàs ann an naoi prìomh thuairmsean phàirtean stèidhichte air stòr-dàta vertex anns an robh 342 modalan claigeann homologous fireann.AUC: Raon fon lùb aig brìgh 0.01% air a chleachdadh gus gach cothlamadh cruinn-eòlasach a dhealachadh bho choimeasgaidhean iomlan eile.Tha TPF fìor adhartach (lethbhreith èifeachdach), tha FPF dearbhach meallta (lethbhreith neo-dhligheach).
Tha mìneachadh air an lùb ROC air a gheàrr-chunntas gu h-ìosal, a’ cuimseachadh a-mhàin air na co-phàirtean as urrainn eadar-dhealachadh a dhèanamh air buidhnean coimeas le bhith a’ faighinn AUC mòr no an ìre mhath mòr agus ìre àrd de chudromachd le coltachd fo 0.001.Tha an ionad Àisianach a Deas (Fig. 2a), a tha sa mhòr-chuid de shamhlaichean às na h-Innseachan, gu math eadar-dhealaichte bho shampaill measgaichte cruinn-eòlasach leis gu bheil AUC mòran nas motha (0.856) aig a’ chiad phàirt (PC1) an taca ris na pàirtean eile.'S e feart den ionad Afraganach (Fig. 2b) an AUC coimeasach mòr de PC2 (0.834).Sheall Austro-Melanesianach (Fig. 2c) gluasad coltach ri Afraganaich fon Sahara tro PC2 le AUC an ìre mhath nas motha (0.759).Tha na h-Eòrpaich (Fig. 2d) gu soilleir eadar-dhealaichte anns a 'mheasgachadh de PC2 (AUC = 0.801), PC4 (AUC = 0.719) agus PC6 (AUC = 0.671), sampall Ear-thuath Àisianach (Fig. 2e) gu math eadar-dhealaichte bho PC4, le ìre coimeasach nas motha 0.714, agus tha an eadar-dhealachadh bho PC3 lag (AUC = 0.688).Chaidh na buidhnean a leanas a chomharrachadh cuideachd le luachan AUC nas ìsle agus ìrean brìgh nas àirde: Sheall toraidhean airson PC7 (AUC = 0.679), PC4 (AUC = 0.654) agus PC1 (AUC = 0.649) gun robh Tùsanaich Ameireaganach (Fig. 2f) le sònraichte bha feartan co-cheangailte ris na co-phàirtean sin, Southeast Asiaians (Fig. 2g) eadar-dhealaichte thairis air PC3 (AUC = 0.660) agus PC9 (AUC = 0.663), ach bha am pàtran airson sampallan bhon Ear Mheadhanach (Fig. 2h) (Afraga a Tuath nam measg) a’ freagairt.An coimeas ri feadhainn eile chan eil mòran eadar-dhealachaidh ann.
Anns an ath cheum, gus vertices fìor cho-cheangailte a mhìneachadh gu fradharcach, tha raointean den uachdar le luachan luchdan àrd nas àirde na 0.45 air an dath le fiosrachadh co-òrdanachaidh X, Y, agus Z, mar a chithear ann am Figear 3. Tha an raon dearg a’ sealltainn co-dhàimh àrd le Co-chomharran X-axis, a fhreagras ris an t-slighe chòmhnard transverse.Tha an roinn uaine gu math ceangailte ri co-chomharran dìreach an axis Y, agus tha an roinn dorcha gorm ceangailte gu mòr ri co-chomharran sagittal an axis Z.Tha an roinn aotrom gorm co-cheangailte ris na tuaghan co-òrdanachaidh Y agus na tuaghan co-chomharran Z;pinc - raon measgaichte co-cheangailte ri tuaghan co-òrdanachaidh X agus Z;buidhe - sgìre co-cheangailte ris na h-aisean co-chomharran X agus Y;Tha an raon geal air a dhèanamh suas den axis co-òrdanachaidh X, Y agus Z air a nochdadh.Mar sin, aig an stairsnich luach luchd seo, tha PC 1 gu ìre mhòr co-cheangailte ri uachdar iomlan a’ chlaigeann.Tha cumadh claigeann brìgheil 3 SD air taobh eile an axis co-phàirteach seo cuideachd ri fhaicinn san fhigear seo, agus tha ìomhaighean warped air an taisbeanadh ann am Bhidio Leasachail S1 gus dearbhadh gu fradharcach gu bheil feartan de mheud claigeann iomlan ann am PC1.
Tha cuairteachadh tricead sgòran PC1 (lùb iomchaidh àbhaisteach), mapa dath uachdar a’ chlaigeann ceangailte gu mòr ri vertices PC1 (mìneachadh air dathan an coimeas ri Is e meud taobhan eile na h-axis seo 3 SD. Is e raon uaine le trast-thomhas a th’ anns an sgèile. bho 50 mm.
Tha Figear 3 a’ sealltainn cuilbheart cuairteachaidh tricead (lùb iomchaidh àbhaisteach) de sgòran PC1 fa leth air an tomhas fa leth airson 9 aonadan cruinn-eòlasach.A bharrachd air tuairmsean lùb ROC (Figear 2), tha tuairmsean Àisianach a Deas gu ìre gu ìre mhòr air an taobh chlì leis gu bheil na claigeann aca nas lugha na an fheadhainn aig buidhnean roinneil eile.Mar a chaidh a chomharrachadh ann an Clàr 1, tha na h-Asia a Deas seo a’ riochdachadh bhuidhnean cinneachail anns na h-Innseachan a’ toirt a-steach na h-Eileanan Andaman agus Nicobar, Sri Lanka agus Bangladesh.
Chaidh an co-èifeachd meudachd a lorg air PC1.Mar thoradh air lorg roinnean fìor cho-cheangailte agus cumaidhean brìgheil chaidh factaran cruth a shoilleireachadh airson co-phàirtean eile seach PC1;ge-tà, chan eil factaran meud an-còmhnaidh air an cuir às gu tur.Mar a chithear le bhith a’ dèanamh coimeas eadar na cromagan ROC (Figear 2), b’ e PC2 agus PC4 an fheadhainn a bu leth-bhreitheach, agus an uairsin PC6 agus PC7.Tha PC3 agus PC9 gu math èifeachdach ann a bhith a’ roinn an t-sluaigh sampall gu aonadan cruinn-eòlasach.Mar sin, tha na paidhrichean seo de làmhagan co-phàirteach gu sgeamach a’ sealltainn scatterplots de sgòran PC agus uachdar dath gu mòr co-cheangailte ri gach pàirt, a bharrachd air deformations cruth brìgheil le tomhasan de gach taobh de 3 SD (Figs. 4, 5, 6).Tha còmhdach slige convex de shamhlaichean bho gach aonad cruinn-eòlasach a tha air a riochdachadh anns na plotaichean sin timcheall air 90%, ged a tha ìre de thar-tharraing taobh a-staigh nan cruinneachaidhean.Tha Clàr 3 a’ toirt mìneachadh air gach pàirt PCA.
Scatterplots de sgòran PC2 agus PC4 airson daoine fa leth cranial bho naoi aonadan cruinn-eòlasach (mullach) agus ceithir aonadan cruinn-eòlasach (bonn), plotaichean de dhath uachdar claigeann de vertices gu mòr co-cheangailte ri gach PC (an coimeas ri X, Y, Z).Mìneachadh dath air na tuaghan: faic an teacsa), agus is e 3 SD an cruth mas-fhìor air gach taobh de na tuaghan sin.Tha an sgèile na raon uaine le trast-thomhas de 50 mm.
Scatterplots de sgòran PC6 agus PC7 airson daoine fa leth cranial bho naoi aonadan cruinn-eòlasach (mullach) agus dà aonad cruinn-eòlasach (bonn), plotaichean dath uachdar cranial airson vertices gu mòr co-cheangailte ri gach PC (an coimeas ri X, Y, Z).Mìneachadh dath air na tuaghan: faic an teacsa), agus is e 3 SD an cruth mas-fhìor air gach taobh de na tuaghan sin.Tha an sgèile na raon uaine le trast-thomhas de 50 mm.
Scatterplots de sgòran PC3 agus PC9 airson daoine fa leth cranial bho naoi aonadan cruinn-eòlasach (mullach) agus trì aonadan cruinn-eòlasach (bonn), agus plotaichean dath de uachdar a’ chlaigeann (an coimeas ri tuaghan X, Y, Z) de vertices gu mòr co-cheangailte ri gach mìneachadh dath PC : cm .teacsa), a bharrachd air deformations cruth brìgheil air gach taobh de na tuaghan sin le meud 3 SD.Tha an sgèile na raon uaine le trast-thomhas de 50 mm.
Anns a 'ghraf a' sealltainn na sgòran PC2 agus PC4 (Fig. 4, Videos Leasachail S2, S3 a 'sealltainn ìomhaighean mì-chruthaichte), tha am mapa dath uachdar air a thaisbeanadh cuideachd nuair a tha an stairsnich luach luchd air a shuidheachadh nas àirde na 0.4, a tha nas ìsle na ann am PC1 air sgàth Tha luach PC2 an luchd iomlan nas lugha na ann am PC1.
Leudachadh nan lobes aghaidh is taobhach anns an t-slighe sagittal air an axis Z (gorm dorcha) agus an lobe parietal anns an t-slighe coronal (dearg) air pinc), axis-Y an occiput (uaine) agus an axis-Z of the forehead (dorcha gorm).Tha an graf seo a' sealltainn na sgòran airson a h-uile duine air feadh an t-saoghail;ge-tà, nuair a tha a h-uile sampall anns a bheil àireamh mhòr de bhuidhnean air an taisbeanadh còmhla aig an aon àm, tha mìneachadh pàtrain sgapadh gu math duilich air sgàth an ìre mhòr de thar-tharraing;mar sin, bho dìreach ceithir prìomh aonadan cruinn-eòlasach (ie, Afraga, Australasia-Melanesia, an Roinn Eòrpa, agus Ear-thuath Àisia), tha sampallan sgapte fon ghraf le deformation cranial brìgheil 3 SD taobh a-staigh an raon seo de sgòran PC.Anns an fhigear, tha PC2 agus PC4 nan paidhrichean sgòran.Bidh Afraganaich agus Austro-Melanesianach a’ dol thairis air barrachd agus tha iad air an cuairteachadh chun taobh cheart, fhad ‘s a tha Eòrpaich sgapte chun taobh chlì gu h-àrd agus tha Asianaich an Ear-thuath buailteach a bhith a’ cruinneachadh chun taobh chlì gu h-ìosal.Tha an axis chòmhnard de PC2 a’ sealltainn gu bheil neurocranium caran nas fhaide aig Melanesians Afraganach/Astràilia na daoine eile.Tha PC4, anns a bheil na cothlamadh Eòrpach agus taobh an ear-thuath Àisianach air an sgaradh gu soilleir, co-cheangailte ri meud coimeasach agus ro-mheasadh nan cnàmhan zygomatic agus cumadh taobhach an calvarium.Tha an sgeama sgòraidh a’ sealltainn gu bheil cnàmhan maxillary agus zygomatic caran cumhang aig na h-Eòrpaich, àite fossa ùine nas lugha air a chuingealachadh leis a’ bhogha zygomatic, cnàimh aghaidh àrdaichte gu dìreach agus cnàimh rèidh, ìosal, fhad ‘s a bhios cnàmhan zygomatic nas fharsainge agus nas fhollaisiche aig Asianaich an Ear-thuath. .Tha an lobe aghaidh air a chlaonadh, tha bonn a ‘chnàimh occipital air a thogail.
Nuair a thathar ag amas air PC6 agus PC7 (Fig. 5) (Bhideothan Leasachail S4, S5 a’ sealltainn ìomhaighean mì-chruthaichte), tha an cuilbheart dath a’ sealltainn stairsneach luach luchd nas àirde na 0.3, a’ nochdadh gu bheil PC6 co-cheangailte ri morf-eòlas maxillary no alveolar (dearg : X axis agus uaine).Y axis), cumadh cnàimh ùineail (gorm: tuaghan Y agus Z) agus cumadh cnàimh taobhach (pinc: tuaghan X agus Z).A bharrachd air leud aghaidh (dearg: X-axis), tha PC7 cuideachd co-cheangailte ri àirde nan alveoli maxillary anterior (uaine: Y-axis) agus cumadh ceann Z-axis timcheall air an roinn parietotemporal (gorm dorcha).Anns a’ phannal gu h-àrd ann am Figear 5, tha a h-uile sampall cruinn-eòlasach air a sgaoileadh a rèir sgòran co-phàirteach PC6 agus PC7.Leis gu bheil ROC a’ nochdadh gu bheil feartan sònraichte don Roinn Eòrpa ann am PC6 agus gu bheil PC7 a’ riochdachadh feartan Tùsanach Ameireagaidh anns a’ mhion-sgrùdadh seo, chaidh an dà shampall roinneil sin a dhealbhadh gu roghnach air a’ phaidhir seo de làmhagan co-phàirteach.Tha Tùsanaich Ameireaganach, ged a tha iad air an gabhail a-steach gu farsaing san sampall, sgapte anns an oisean gu h-àrd air an taobh chlì;air an làimh eile, tha mòran de shamhlaichean Eòrpach buailteach a bhith suidhichte anns an oisean gu h-ìosal air an làimh dheis.Tha am paidhir PC6 agus PC7 a’ riochdachadh a’ phròiseas alveolar cumhang agus neurocranium coimeasach farsaing de Eòrpaich, fhad ‘s a tha Ameireaganaich air an comharrachadh le aghaidh caol, maxilla nas motha, agus pròiseas alveolar nas fharsainge agus nas àirde.
Sheall mion-sgrùdadh ROC gu robh PC3 agus/no PC9 cumanta ann an àireamhan taobh an ear-dheas agus ear-thuath Àisianach.Mar sin, tha na paidhrichean sgòr PC3 (aghaidh uaine uaine air an y-axis) agus PC9 (aghaidh uaine ìosal air an y-axis) (Fig. 6; Bhideothan Leasachail S6, S7 a’ toirt seachad ìomhaighean morphed) a’ nochdadh iomadachd Asianaich an Ear., a tha gu math eadar-dhealaichte bho na cuibhreannan aghaidh àrd de Ear-thuath Asianaich agus cumadh aghaidh ìosal Southeast Asiaians.A bharrachd air na feartan aghaidh sin, is e feart eile de chuid de Asianaich an Ear-thuath an lambda teilt den chnàimh occipital, agus tha bunait claigeann cumhang aig cuid de Àisianach an Ear-dheas.
Chaidh an tuairisgeul gu h-àrd air na prìomh phàirtean agus an tuairisgeul air PC5 agus PC8 fhàgail air falbh leis nach deach feartan roinneil sònraichte a lorg am measg nan naoi prìomh aonadan cruinn-eòlasach.Tha PC5 a 'toirt iomradh air meud pròiseas mastoid a' chnàimh ùineail, agus tha PC8 a 'nochdadh neo-chunbhalachd cumadh claigeann iomlan, an dà chuid a' sealltainn eadar-dhealachaidhean co-shìnte eadar na naoi cothlamadh sampall cruinn-eòlasach.
A bharrachd air scatterplots de sgòran PCA aig ìre fa leth, bidh sinn cuideachd a’ toirt seachad scatterplots de dhòighean buidhne airson coimeas iomlan.Chun na crìche seo, chaidh modal homology cranial cuibheasach a chruthachadh bho sheata dàta vertex de mhodalan homology fa leth bho 148 buidhnean cinneachail.Tha plotaichean dà-thaobhach de na seataichean sgòr airson PC2 agus PC4, PC6 agus PC7, agus PC3 agus PC9 air an sealltainn ann am Figear Leasachail S1, uile air an tomhas mar mhodail cuibheasach claigeann airson an sampall de 148 neach fa leth.San dòigh seo, bidh scatterplots a’ falach eadar-dhealachaidhean fa leth taobh a-staigh gach buidheann, a’ ceadachadh mìneachadh nas soilleire a dhèanamh air coltas claigeann mar thoradh air sgaoilidhean roinneil bunaiteach, far a bheil pàtrain a’ maidseadh an fheadhainn a chithear ann am plotaichean fa leth le nas lugha de thar-tharraing.Tha Figear Leasachail S2 a’ sealltainn a’ mhodail cuibheasach iomlan airson gach aonad cruinn-eòlasach.
A bharrachd air PC1, a bha co-cheangailte ri meud iomlan (Clàr Leasachail S2), chaidh dàimhean allometric eadar meud iomlan agus cumadh claigeann a sgrùdadh a’ cleachdadh tomhasan centroid agus seataichean de thuairmsean PCA bho dhàta neo-àbhaisteach.Tha co-èifeachdan allometric, luachan seasmhach, luachan t, agus luachan P anns an deuchainn brìgh air an sealltainn ann an Clàr 4. Cha deach co-phàirtean pàtran allometric cudromach co-cheangailte ri meud claigeann iomlan a lorg ann am morf-eòlas cranial aig ìre P <0.05.
Leis gum faodadh cuid de fheartan meud a bhith air an toirt a-steach do thuairmsean PC stèidhichte air seataichean dàta neo-àbhaisteach, rinn sinn sgrùdadh a bharrachd air a’ ghluasad allometric eadar meud centroid agus sgòran PC air an tomhas a’ cleachdadh seataichean dàta air an gnàthachadh a rèir meud centroid (tha toraidhean PCA agus seataichean sgòr air an taisbeanadh ann an Clàran Leasachail S6. )., C7).Tha Clàr 4 a’ sealltainn toraidhean an anailis allometric.Mar sin, chaidh gluasadan allometric cudromach a lorg aig an ìre 1% ann am PC6 agus aig an ìre 5% ann am PC10.Tha Figear 7 a’ sealltainn leòidean ath-thionndaidh nan dàimhean log-loidhneach sin eadar sgòran PC agus meud centroid le dummies (±3 SD) aig gach ceann den mheud log centroid.Is e an sgòr PC6 an co-mheas eadar àirde is leud a’ chlaigeann.Mar a bhios meud a’ chlaigeann a’ dol am meud, bidh an claigeann agus an aghaidh a’ fàs nas àirde, agus tha an toisich, socaidean sùla agus cuinneanan buailteach a bhith nas fhaisge air an taobh thall.Tha am pàtran de sgaoileadh sampall a’ nochdadh gu bheil a’ chuibhreann seo mar as trice ri lorg ann an Ear-thuath Àisianach agus Tùsanaich Ameireagaidh.A bharrachd air an sin, tha PC10 a’ sealltainn gluasad a dh’ ionnsaigh lùghdachadh co-roinneil ann an leud meadhan-aghaidh ge bith dè an sgìre cruinn-eòlasach a th’ ann.
Airson na dàimhean allometric cudromach a tha air an liostadh sa chlàr, leathad an ais-tharraing log-loidhneach eadar a’ chuibhreann PC den phàirt cumadh (air fhaighinn bhon dàta àbhaisteach) agus am meud centroid, tha meud 3 SD aig an deformation cruth brìgheil air an taobh eile na loidhne 4.
Tha am pàtran atharrachaidhean a leanas ann am morf-eòlas cranial air a dhearbhadh tro mhion-sgrùdadh air stòran-dàta de mhodalan uachdar homologous 3D.Tha a’ chiad phàirt de PCA co-cheangailte ri meud claigeann iomlan.Thathas air a bhith den bheachd o chionn fhada gu bheil na claigeann as lugha ann an Àisianach a Deas, a’ toirt a-steach sampallan às na h-Innseachan, Sri Lanka agus na h-Eileanan Andaman, Bangladesh, mar thoradh air am meud bodhaig nas lugha, a rèir riaghailt eag-eòlasach Bergmann no riaghailt eileanach613,5,16,25, 27,62.Tha a’ chiad fhear co-cheangailte ri teòthachd, agus tha an dàrna fear an urra ris an àite agus na goireasan bìdh a tha rim faighinn san àite eag-eòlasach.Am measg nam pàirtean de chumadh, is e an t-atharrachadh as motha an co-mheas de dh'fhaid agus leud a 'chòmhdaich cranial.Tha am feart seo, ainmichte PC2, a’ toirt cunntas air a’ chàirdeas dlùth a tha eadar na claigeann leudaichte co-rèireach de Austro-Melanesianaich agus Afraganaich, a bharrachd air eadar-dhealachaidhean bho chlaigeann spherical cuid de dh’ Eòrpaich agus Àisianach an Ear-thuath.Chaidh aithris air na feartan sin ann an iomadh sgrùdadh roimhe seo stèidhichte air tomhasan sreathach sìmplidh37,63,64.A bharrachd air an sin, tha an cumadh seo co-cheangailte ri brachycephaly ann an neo-Afraganach, a chaidh a dheasbad o chionn fhada ann an sgrùdaidhean antropometric agus osteometric.Is e am prìomh bheachd-bharail air cùl a’ mhìneachaidh seo gu bheil lughdachadh mastication, leithid tanachadh na fèithe temporalis, a’ lughdachadh cuideam air sgalp a-muigh5,8,9,10,11,12,13.Tha beachd eile a’ toirt a-steach atharrachadh gu gnàth-shìde fhuar le bhith a’ lughdachadh farsaingeachd uachdar cinn, a’ moladh gu bheil claigeann nas spherical a’ lughdachadh farsaingeachd uachdar nas fheàrr na cumadh spherical, a rèir riaghailtean Allen16,17,25.Stèidhichte air toraidhean an sgrùdaidh làithreach, chan urrainnear na barailean sin a mheasadh ach stèidhichte air tar-cheangal de earrannan cranial.Ann an geàrr-chunntas, chan eil na toraidhean PCA againn a’ toirt làn thaic don bharail gu bheil suidheachaidhean cagnaidh a’ toirt buaidh mhòr air co-mheas fad cranial, leis nach robh luchdachadh PC2 (pàirt fhada / brachycephalic) ceangailte gu mòr ri cuibhreannan aghaidh (a’ toirt a-steach tomhasan maxillary coimeasach).agus farsaingeachd an fhossa temporal (a' nochdadh meud na fèithe temporalis).Cha do rinn an sgrùdadh làithreach againn mion-sgrùdadh air a’ cheangal eadar cumadh claigeann agus suidheachaidhean àrainneachd geòlais leithid teòthachd;ge-tà, is dòcha gum b’ fhiach beachdachadh air mìneachadh stèidhichte air riaghailt Allen mar bharail tagraiche airson brachycephalon a mhìneachadh ann an roinnean gnàth-shìde fhuar.
Chaidh eadar-dhealachadh mòr a lorg an uairsin ann am PC4, a’ moladh gu bheil cnàmhan zygomatic mòra, follaiseach aig Asianaich an Ear-thuath air na cnàmhan maxilla agus zygomatic.Tha an lorg seo co-chòrdail ri feart sònraichte ainmeil de Siberians, a thathas a’ smaoineachadh a tha air atharrachadh gu gnàth-shìde fìor fhuar le gluasad air adhart nan cnàmhan zygomatic, a’ leantainn gu barrachd meud nan sinuses agus aghaidh nas còmhnairde 65 .Is e lorg ùr bhon mhodail homologous againn gu bheil sròn-adharcaich ann an Eòrpaich co-cheangailte ri leathad aghaidh lùghdaichte, a bharrachd air cnàmhan cas caol agus caol agus concavity nuchal.An coimeas ri sin, tha e coltach gum bi cinn-cinn le leathad agus roinnean taobh an ear-thuath Àisianach àrdaichte.Tha sgrùdaidhean air a’ chnàimh occipital a’ cleachdadh dhòighean geoimeatrach morphometric35 air sealltainn gu bheil lùb nuchal nas còmhnairde aig claigeann Àisianach is Eòrpach agus suidheachadh an occiput nas ìsle an coimeas ri Afraganaich.Ach, sheall na scatterplots againn de chàraidean PC2 agus PC4 agus PC3 agus PC9 barrachd eadar-dhealachaidh ann an Asianaich, ach bha Eòrpaich air an comharrachadh le bunait rèidh den occiput agus occiput nas ìsle.Faodaidh neo-chunbhalachd ann am feartan Àisianach eadar sgrùdaidhean a bhith mar thoradh air eadar-dhealachaidhean anns na sampallan cinneachail a chaidh a chleachdadh, leis gun do rinn sinn samplachadh air àireamh mhòr de bhuidhnean cinneachail bho speactram farsaing de Ear-thuath agus Ear-dheas Àisia.Bidh atharrachaidhean ann an cumadh a ‘chnàimh occipital gu tric co-cheangailte ri leasachadh fèithean.Ach, chan eil am mìneachadh atharrachail seo a’ toirt cunntas air a’ cho-dhàimh eadar cumadh toisich agus cumadh occiput, a chaidh a nochdadh san sgrùdadh seo ach nach eil e coltach gun deach a làn dhearbhadh.A thaobh seo, is fhiach beachdachadh air an dàimh eadar cothromachadh cuideam bodhaig agus meadhan grabhataidh no snaim cervical (foramen magnum) no factaran eile.
Tha pàirt chudromach eile le iomadachd mòr co-cheangailte ri leasachadh an uidheamachd masticatory, air a riochdachadh leis an fossae maxillary agus temporal, a tha air a mhìneachadh le measgachadh de sgòran PC6, PC7 agus PC4.Tha na lùghdachaidhean comharraichte seo ann an roinnean cranial a’ comharrachadh dhaoine Eòrpach nas motha na buidheann cruinn-eòlasach sam bith eile.Chaidh am feart seo a mhìneachadh mar thoradh air lùghdachadh seasmhachd morf-eòlas aghaidh mar thoradh air leasachadh tràth air dòighean àiteachais agus ullachadh bìdh, a lughdaich e an luchd meacanaigeach air an inneal masticatory às aonais inneal cumhachdach masticatory9,12,28,66.A rèir beachd-bharail gnìomh masticatory, 28 an cois seo tha atharrachadh ann an sùbailteachd bonn a’ chlaigeann gu ceàrn cranial nas gèire agus mullach cranial nas spherical.Bhon t-sealladh seo, tha coltas gu bheil aghaidhean teann aig àireamhan àiteachais, nas lugha de shìneadh a-mach às an mandible, agus meninges nas cruinne.Mar sin, faodar an deformation seo a mhìneachadh leis an dealbh coitcheann de chumadh taobhach claigeann Eòrpaich le organan masticatory lùghdaichte.Ach, a rèir an sgrùdaidh seo, tha am mìneachadh seo iom-fhillte leis nach eil cho cudromach sa tha an dàimh morphologach eadar an globose neurocranium agus leasachadh an uidheamachd masticatory, mar a chaidh a mheas ann am mìneachaidhean roimhe air PC2.
Tha na h-eadar-dhealachaidhean eadar Àisia an Ear-thuath agus Àisia an Ear-dheas air an nochdadh leis an eadar-dhealachadh eadar aodann àrd le cnàimh sleaghach agus aghaidh ghoirid le bonn caol claigeann, mar a chithear ann am PC3 agus PC9.Air sgàth gainnead dàta geo-eòlais, chan eil an sgrùdadh againn a’ toirt seachad ach mìneachadh cuibhrichte airson an lorg seo.Is e mìneachadh a dh’ fhaodadh a bhith ann atharrachadh gu gnàth-shìde eadar-dhealaichte no suidheachaidhean beathachaidh.A bharrachd air atharrachadh eag-eòlasach, chaidh aire a thoirt do eadar-dhealachaidhean ionadail ann an eachdraidh àireamhan ann an Ear-thuath agus Ear-dheas Àisia.Mar eisimpleir, ann an taobh an ear Eurasia, thathas air beachd a thoirt air modal dà-fhilleadh gus tuigse fhaighinn air sgapadh dhaoine anatomically modern (AMH) stèidhichte air dàta cranial morphometric67,68.A rèir a’ mhodail seo, bha a’ “chiad sreath”, is e sin, na buidhnean tùsail de luchd-tuineachaidh AMH Pleistocene anmoch, gu ìre nas lugha no nas lugha de shliochd dìreach bho luchd-còmhnaidh dùthchasach na sgìre, mar na Austro-Melanesianaich an latha an-diugh (td. First stratum)., agus an dèidh sin fhuair iad eòlas air measgachadh mòr de mhuinntir àiteachais a tuath le feartan taobh an ear-thuath Àisianach (dàrna ìre) a-steach don roinn (mu 4,000 bliadhna air ais).Bidh feum air sruthadh gine air a mhapadh a’ cleachdadh modal “dà-fhilleadh” gus cumadh cranial taobh an ear-dheas Àisia a thuigsinn, leis gum faodadh cumadh cranial taobh an ear-dheas Àisianach a bhith gu ìre an urra ri dìleab ginteil ionadail aig a’ chiad ìre.
Le bhith a’ measadh coltas cranial a’ cleachdadh aonadan cruinn-eòlasach air am mapadh a’ cleachdadh mhodalan homologous, is urrainn dhuinn eachdraidh sluaigh bunasach AMF a thoirt a-steach ann an suidheachaidhean taobh a-muigh Afraga.Chaidh mòran de mhodalan “taobh a-muigh Afraga” a mholadh gus cuairteachadh AMF a mhìneachadh stèidhichte air dàta cnàimhneach agus genomic.Dhiubh sin, tha sgrùdaidhean o chionn ghoirid a’ moladh gun do thòisich tuineachadh AMH ann an sgìrean taobh a-muigh Afraga timcheall air 177,000 bliadhna air ais69,70.Ach, tha cuairteachadh astar fada AMF ann an Eurasia aig an àm seo fhathast mì-chinnteach, leis gu bheil àrainnean nam fosailean tràth sin cuingealaichte ris an Ear Mheadhanach agus a’ Mhuir Mheadhan-thìreach faisg air Afraga.Is e a’ chùis as sìmplidh aon tuineachadh air slighe imrich à Afraga gu Eurasia, a’ dol seachad air cnapan-starra cruinn-eòlasach leithid na Himalayas.Tha modail eile a’ moladh grunn tonnan imrich, a’ chiad fhear dhiubh a’ sgaoileadh à Afraga air oirthir a’ Chuain Innseanach gu Ear-dheas Àisia agus Astràilia, agus an uairsin a’ sgaoileadh gu ceann a tuath Eurasia.Tha a’ mhòr-chuid de na sgrùdaidhean sin a’ dearbhadh gun do sgaoil AMF fada nas fhaide na Afraga timcheall air 60,000 bliadhna air ais.A thaobh seo, tha na sampallan Australasian-Melanesian (a ’toirt a-steach Papua) a’ nochdadh nas coltaiche ri sampallan Afraganach na ri sreath cruinn-eòlasach sam bith eile ann am prìomh phàirtean mion-sgrùdadh air modalan homology.Tha an lorg seo a’ toirt taic don bharail gun do dh’ èirich a’ chiad bhuidhnean cuairteachaidh AMF air oir a deas Eurasia gu dìreach ann an Afraga22,68 às aonais atharrachaidhean mòra moirfeòlais mar fhreagairt air gnàth-shìde sònraichte no suidheachaidhean cudromach eile.
A thaobh fàs allometric, sheall mion-sgrùdadh a’ cleachdadh co-phàirtean cumadh a thàinig bho sheata dàta eadar-dhealaichte a bha àbhaisteach a rèir meud centroid gluasad mòr allometric ann am PC6 agus PC10.Tha an dà phàirt co-cheangailte ri cumadh a 'mhullaich agus pàirtean den aghaidh, a tha a' fàs nas cumhang mar a tha meud a 'chlaigeann ag àrdachadh.Tha am feart seo buailteach a bhith aig Asianaich an Ear-thuath agus Ameireaganaich agus tha claigeann coimeasach mòr aca.Tha an lorg seo a’ dol an-aghaidh pàtrain allometric a chaidh aithris roimhe seo anns a bheil lobes aghaidh an ìre mhath nas fharsainge aig eanchainnean nas motha anns an sgìre ris an canar “Caip Broca”, a’ leantainn gu barrachd leud lobe aghaidh34.Tha na h-eadar-dhealachaidhean sin air am mìneachadh le eadar-dhealachaidhean ann an seataichean sampall;Rinn an sgrùdadh againn mion-sgrùdadh air pàtrain allometric de mheud cranial iomlan a’ cleachdadh àireamhan an latha an-diugh, agus tha sgrùdaidhean coimeasach a’ dèiligeadh ri gluasadan fad-ùine ann an mean-fhàs daonna co-cheangailte ri meud eanchainn.
A thaobh allometry aghaidh, lorg aon sgrùdadh a’ cleachdadh dàta biometric78 gum faodadh cumadh agus meud aghaidh a bhith beagan co-cheangailte, ach lorg an sgrùdadh againn gu bheil claigeann nas motha buailteach a bhith co-cheangailte ri aghaidhean nas àirde agus nas cumhainge.Ach, chan eil cunbhalachd dàta biometric soilleir;Bidh deuchainnean ath-tharraing a’ dèanamh coimeas eadar allometry ontogenetic agus allometry statach a’ nochdadh diofar thoraidhean.Thathas cuideachd ag aithris gu bheil claonadh allometric a dh’ ionnsaigh cumadh claigeann spherical mar thoradh air àrdachadh ann an àirde;ge-tà, cha do rinn sinn mion-sgrùdadh air dàta àirde.Tha an sgrùdadh againn a’ sealltainn nach eil dàta allometric ann a sheallas co-dhàimh eadar cuibhreannan cranial globular agus meud cranial iomlan per se.
Ged nach eil an sgrùdadh làithreach againn a’ dèiligeadh ri dàta air caochladairean taobh a-muigh a tha air an riochdachadh le gnàth-shìde no suidheachaidhean daithead a tha dualtach buaidh a thoirt air morf-eòlas cranial, cuidichidh an t-seata dàta mòr de mhodalan uachdar cranial homologous 3D a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh seo le bhith a’ measadh atharrachadh moirfeòlais phenotypic co-cheangailte.Factaran àrainneachd leithid daithead, gnàth-shìde agus suidheachaidhean beathachaidh, a bharrachd air feachdan neodrach leithid imrich, sruthadh gine agus gluasad ginteil.
Ghabh an sgrùdadh seo a-steach 342 sampall de chlaigeann fireann a chaidh a chruinneachadh bho 148 sluagh ann an 9 aonadan cruinn-eòlasach (Clàr 1).Tha a’ mhòr-chuid de bhuidhnean nan eisimpleirean dùthchasach gu cruinn-eòlasach, agus tha cuid de bhuidhnean ann an Afraga, Ear-thuath / Ear-dheas Àisia agus Ameireagaidh (clàraichte ann an clò eadailteach) air am mìneachadh a thaobh cinnidheachd.Chaidh mòran de shamhlaichean cranial a thaghadh bhon stòr-dàta tomhais cranial a rèir mìneachadh tomhais cranial Martin a thug Tsunehiko Hanihara seachad.Thagh sinn claigeann fireann riochdachail bho gach buidheann cinneachail san t-saoghal.Gus buill de gach buidheann a chomharrachadh, rinn sinn cunntas air astaran Euclidean stèidhichte air 37 tomhas cranial bhon bhuidheann cuibheasach airson gach neach a bhuineas don bhuidheann sin.Anns a’ mhòr-chuid de chùisean, thagh sinn na sampallan 1-4 leis an astar as lugha bhon mheadhan (Clàr Leasachail S4).Airson na buidhnean sin, chaidh cuid de shamhlaichean a thaghadh air thuaiream mura robh iad air an liostadh ann an stòr-dàta tomhais Hahara.
Airson coimeas staitistigeil, chaidh na 148 sampall sluaigh a chruinneachadh ann am prìomh aonadan cruinn-eòlasach, mar a chithear ann an Clàr 1. Chan eil anns a’ bhuidheann “Afraganach” ach sampallan bhon roinn fon Sahara.Chaidh sampallan à Afraga a Tuath a thoirt a-steach don “Ear Mheadhanach” còmhla ri sampallan à Àisia an Iar le suidheachaidhean coltach ris.Chan eil anns a’ bhuidheann taobh an ear-thuath Àisianach ach daoine de shliochd neo-Eòrpach, agus chan eil anns a’ bhuidheann Ameireaganach ach Tùsanaich Ameireaganach.Gu sònraichte, tha a 'bhuidheann seo air a sgaoileadh thairis air farsaingeachd mhòr de mhòr-thìrean Ameireagadh a Tuath agus a Deas, ann an caochladh àrainneachdan.Ach, tha sinn a’ beachdachadh air sampall na SA taobh a-staigh an aon aonad cruinn-eòlasach seo, leis an eachdraidh deamografach aig Tùsanaich Ameireagaidh a thathas a’ meas a thàinig bho thùs taobh an ear-thuath Àisianach, ge bith dè an ioma-imrich a th’ ann 80 .
Chlàr sinn dàta uachdar 3D de na sampallan claigeann eadar-dhealaichte sin a’ cleachdadh sganair 3D àrd-rùn (EinScan Pro le Shining 3D Co Ltd, rùn as ìsle: 0.5 mm, https://www.shining3d.com/) agus an uairsin chruthaich sinn mogal.Tha timcheall air 200,000-400,000 vertices anns a’ mhodail mogal, agus thathas a’ cleachdadh am bathar-bog a tha air a ghabhail a-steach gus tuill agus oirean rèidh a lìonadh.
Anns a’ chiad cheum, chleachd sinn dàta scan bho chlaigeann sam bith gus modal claigeann mogal aon-teamplaid a chruthachadh anns an robh 4485 vertices (8728 aghaidhean polygonal).Chaidh bonn roinn a 'chlaigeann, a tha a' gabhail a-steach a 'chnàimh sphenoid, cnàimh temporal petrous, palate, alveoli maxillary, agus fiaclan, a thoirt air falbh bhon mhodail mogal teamplaid.Is e an t-adhbhar gu bheil na structaran sin uaireannan neo-choileanta no duilich an lìonadh air sgàth pàirtean biorach tana no tana leithid uachdar pterygoid agus pròiseasan styloid, caitheamh fiacail agus / no fiaclan neo-chunbhalach.Cha deach bonn a’ chlaigeann timcheall air an foramen magnum, a’ toirt a-steach a’ bhunait, a thoirt a-steach oir tha seo na àite cudromach anatomically airson suidheachadh nan joints cervical agus feumar àirde a’ chlaigeann a mheasadh.Cleachd fàinneachan sgàthan gus teamplaid a chruthachadh a tha co-chothromach air gach taobh.Dèan meshing isotropic gus cumaidhean polygonal a thionndadh gu bhith cho co-thaobhach sa ghabhas.
An uairsin, chaidh comharran-tìre 56 a shònrachadh do vertices co-fhreagarrach anatomically den mhodail teamplaid a ’cleachdadh bathar-bog HBM-Rugle.Bidh suidheachaidhean comharra-tìre a’ dèanamh cinnteach à cruinneas agus seasmhachd suidheachadh comharra-tìre agus a ’dèanamh cinnteach à homology nan àiteachan sin anns a’ mhodal homology gineadh.Faodar an comharrachadh a rèir am feartan sònraichte, mar a chithear ann an Clàr Leasachail S5 agus Figear Leasachail S3.A rèir mìneachadh Bookstein81, tha a’ mhòr-chuid de na comharran-tìre sin nan comharran-tìre Seòrsa I a tha suidhichte aig crois-rathaid trì structaran, agus tha cuid dhiubh nan comharran-tìre Seòrsa II le puingean leis an ìre as àirde de lùbadh.Chaidh mòran chomharran-tìre a ghluasad bho phuingean a chaidh a mhìneachadh airson tomhais sreathach cranial ann am mìneachadh Mhàrtainn 36. Mhìnich sinn na h-aon chomharran-tìre 56 airson modalan scan de shampaill claigeann 342, a chaidh a shònrachadh le làimh gu vertices co-fhreagarrach anatomically gus modalan homology nas cruinne a ghineadh san ath earrann.
Chaidh siostam co-òrdanachaidh ceann-cridhe a mhìneachadh gus cunntas a thoirt air an dàta scan agus an teamplaid, mar a chithear ann am Figear Leasachail S4.Is e am plèana XZ am plèana còmhnard Frankfurt a tha a’ dol tron phuing as àirde (mìneachadh Màrtainn: pàirt) de oir adhartach nan canàlan sgrùdaidh taobh a-muigh clì is deas agus a’ phuing as ìsle (mìneachadh Màrtainn: orbit) de oir ìosal an orbit chlì ..Is e an axis X an loidhne a tha a’ ceangal na taobhan clì is deas, agus is e X+ an taobh cheart.Bidh am plèana YZ a’ dol tro mheadhan nam pàirtean clì is deas agus freumh an t-sròin: Y + suas, Z + air adhart.Tha am puing iomraidh (tùs: co-chomharran neoni) air a shuidheachadh aig crois-rathaid an itealain YZ (meadhan plèana), plèana XZ (plèana Frankfort) agus plèana XY (plèana coronal).
Chleachd sinn bathar-bog HBM-Rugle (Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/) gus modal mogal homologach a chruthachadh le bhith a’ coileanadh teamplaid a’ cleachdadh 56 puingean comharraichte (taobh clì Figear 1).Canar HBM ris a’ phrìomh phàirt de bhathar-bog, a chaidh a leasachadh an toiseach leis an Ionad airson Rannsachadh Daonna Didseatach aig Institiud Saidheans agus Teicneòlais Gnìomhachais Adhartach ann an Iapan, agus tha gnìomhan aige airson teamplaidean a chuir a-steach a’ cleachdadh comharran-tìre agus a’ cruthachadh mhodalan mogal mìn a’ cleachdadh uachdar dealachaidh82.Chuir an dreach bathar-bog às deidh sin (mHBM) 83 ri feart airson uidheamachadh pàtrain gun chomharran-tìre gus coileanadh uidheamachadh a leasachadh.Bidh HBM-Rugle a’ cothlamadh bathar-bog mHBM le feartan a bharrachd a tha furasta a chleachdadh a’ toirt a-steach gnàthachadh shiostaman co-òrdanachaidh agus ath-mheudachadh dàta cuir a-steach.Tha earbsachd cruinneas uidheamachadh bathar-bog air a dhearbhadh ann an grunn sgrùdaidhean52,54,55,56,57,58,59,60.
Nuair a chuireas tu teamplaid HBM-Rugle a’ cleachdadh comharran-tìre, tha modal mogal an teamplaid air a chuir thairis air an dàta scan targaid le clàradh teann stèidhichte air teicneòlas ICP (a’ lughdachadh suim nan astaran eadar na comharran-tìre a tha co-chosmhail ris an teamplaid agus an dàta scan targaid), agus an uairsin le bhith a’ deformachadh neo-chruaidh den mhogal ag atharrachadh an teamplaid gu dàta sgan targaid.Chaidh am pròiseas uidheamachadh seo ath-aithris trì tursan le bhith a’ cleachdadh luachan eadar-dhealaichte den dà pharamadair suidheachaidh gus cruinneas an uidheim a leasachadh.Tha aon de na paramadairean sin a’ cuingealachadh an astair eadar modal clèithe an teamplaid agus an dàta scan targaid, agus tha am fear eile a’ peanasachadh an astair eadar comharran-tìre teamplaid agus comharran-tìre targaid.Chaidh am modal mogal teamplaid deformed an uairsin a roinneadh le bhith a’ cleachdadh an algairim fo-roinneadh uachdar cearcallach 82 gus modal mogal nas grinne a chruthachadh anns a bheil 17,709 vertices (34,928 polygons).Mu dheireadh, tha am modail clèithe teamplaid dealaichte iomchaidh don dàta sgan targaid gus modal homology a ghineadh.Leis gu bheil na h-àiteachan comharraichte beagan eadar-dhealaichte bhon fheadhainn anns an dàta scan targaid, chaidh am modal homology a ghleusadh gus cunntas a thoirt orra a’ cleachdadh an t-siostam co-òrdanachaidh ceann a chaidh a mhìneachadh san earrann roimhe seo.B’ e an astar cuibheasach eadar comharran-tìre modail homologous co-fhreagarrach agus dàta scan targaid anns a h-uile sampall <0.01 mm.Air obrachadh a-mach a’ cleachdadh gnìomh HBM-Rugle, b’ e 0.322 mm an astar cuibheasach eadar puingean dàta modal homology agus dàta sgan targaid (Clàr Leasachail S2).
Gus atharrachaidhean ann am morf-eòlas cranial a mhìneachadh, chaidh 17,709 vertices (co-chomharran 53,127 XYZ) de na modalan homologous uile a sgrùdadh le mion-sgrùdadh prìomh phàirtean (PCA) a ’cleachdadh bathar-bog HBS a chaidh a chruthachadh leis an Ionad airson Saidheans Daonna Didseatach aig Institiud Saidheans agus Teicneòlas Gnìomhachais Adhartach., Iapan (neach-reic sgaoilidh: Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/).Dh’ fheuch sinn an uairsin ri PCA a chuir a-steach don t-seata dàta neo-àbhaisteach agus an seata dàta àbhaisteach a rèir meud centroid.Mar sin, faodaidh PCA stèidhichte air dàta neo-àbhaisteach cruth cranial nan naoi aonadan cruinn-eòlasach a chomharrachadh agus mìneachadh co-phàirteach a dhèanamh nas fhasa na PCA a’ cleachdadh dàta àbhaisteach.
Tha an artaigil seo a’ taisbeanadh an àireamh de phrìomh phàirtean a chaidh a lorg le tabhartas de chòrr air 1% den chaochladair iomlan.Gus faighinn a-mach dè na prìomh phàirtean as èifeachdaiche ann a bhith ag eadar-dhealachadh bhuidhnean thar prìomh aonadan cruinn-eòlasach, chaidh mion-sgrùdadh feart obrachaidh cuidhteas (ROC) a chuir an sàs ann an sgòran prìomh phàirt (PC) le tabhartas nas motha na 2% 84 .Bidh am mion-sgrùdadh seo a’ gineadh lùb coltachd airson gach pàirt PCA gus coileanadh seòrsachaidh a leasachadh agus coimeas ceart a dhèanamh eadar plotaichean eadar buidhnean cruinn-eòlasach.Faodar an ìre de chumhachd lethbhreith a mheasadh leis an raon fon lùb (AUC), far a bheil co-phàirtean PCA le luachan nas motha nas fheàrr comasach air lethbhreith a dhèanamh eadar buidhnean.Chaidh deuchainn chi-ceàrnagach a dhèanamh an uairsin gus ìre cudromachd a mheasadh.Chaidh mion-sgrùdadh ROC a dhèanamh ann am Microsoft Excel a’ cleachdadh bathar-bog Bell Curve for Excel (dreach 3.21).
Gus eadar-dhealachaidhean cruinn-eòlasach ann am morf-eòlas cranial fhaicinn, chaidh scatterplots a chruthachadh a ’cleachdadh sgòran PC a bha gu h-èifeachdach a’ comharrachadh buidhnean bho phrìomh aonadan cruinn-eòlasach.Gus prìomh phàirtean a mhìneachadh, cleachd mapa dathte gus ionnstramaidean modail fhaicinn a tha gu math co-cheangailte ri prìomh phàirtean.A bharrachd air an sin, chaidh riochdachaidhean brìgheil de cheann na prìomh làmhagan co-phàirteach a tha suidhichte aig ± 3 claonadh àbhaisteach (SD) de na prìomh sgòran co-phàirt a thomhas agus a thaisbeanadh anns a’ bhidio leasachail.
Chaidh allometry a chleachdadh gus faighinn a-mach an dàimh eadar cumadh claigeann agus factaran meud a chaidh a mheasadh ann am mion-sgrùdadh PCA.Tha am mion-sgrùdadh dligheach airson prìomh phàirtean le tabhartasan> 1%.Is e aon chuingealachadh den PCA seo nach urrainn do phàirtean cumadh cumadh a chomharrachadh leotha fhèin leis nach eil an seata dàta neo-àbhaisteach a’ toirt air falbh a h-uile feart meud.A bharrachd air a bhith a’ cleachdadh sheataichean dàta neo-àbhaisteach, rinn sinn mion-sgrùdadh cuideachd air gluasadan allometric a’ cleachdadh seataichean bloigh PC stèidhichte air dàta àbhaisteach meud centroid air a chuir an sàs ann am prìomh phàirtean le tabhartasan> 1%.
Chaidh gluasadan allometric a dhearbhadh a’ cleachdadh an co-aontar Y = aXb 85 far a bheil Y ann an cumadh no co-roinn pàirt cumadh, is e X am meud centroid (Clàr Leasachail S2), a tha luach seasmhach, agus b na cho-èifeachd allometric.Tha an dòigh seo gu bunaiteach a’ toirt a-steach sgrùdaidhean fàis allometric gu morphometry geoimeatrach78,86.Is e cruth-atharrachadh logarithmic na foirmle seo: log Y = b × log X + log a.Chaidh mion-sgrùdadh ais-tharraing a’ cleachdadh an dòigh as lugha de cheàrnagan a chleachdadh airson obrachadh a-mach a agus b.Nuair a thèid Y (meud centroid) agus X (sgòran PC) atharrachadh gu logarithmically, feumaidh na luachan sin a bhith deimhinneach;ge-tà, tha luachan àicheil anns an t-seata de thuairmsean airson X.Mar fhuasgladh, chuir sinn cruinneachadh ri luach iomlan na bloigh as lugha agus 1 airson gach bloigh anns gach co-phàirt agus chuir sinn cruth-atharrachadh logarithmach an sàs anns a h-uile bloigh dhearbhach a chaidh a thionndadh.Chaidh cudromachd co-èifeachdan allometric a mheasadh a’ cleachdadh deuchainn Oileanach dà-earball.Chaidh na h-àireamhaidhean staitistigeil seo gus fàs allometric a dhearbhadh a dhèanamh a’ cleachdadh bathar-bog Bell Curves in Excel (dreach 3.21).
Wolpoff, MH Buaidhean gnàth-shìde air cuinnlean a’ chnàimh.Tha.J. Phys.Daonnachd.29, 405–423.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beals, cumadh ceann KL agus cuideam gnàth-shìde.Tha.J. Phys.Daonnachd.37, 85–92.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Ùine puist: Giblean-02-2024