本报记者　于飞金陵晚报报道一个生物遗骸能石化并完整保存下来已经非常不易，但如果研究其内部的结构，就必须把它“切”开才行。但是，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的科研小组，日前完成了国内首例对化石头骨的“无创解剖”，而这次选择的“实验品”，就是来自南京汤山驼子洞的早更新世猎豹头骨化石。200万年前的南京猎豹大脑是什么样子？“无创解剖”又有什么意义？记者昨天采访了研究小组的首席专家董伟博士。

　　新科技：在计算机上“解剖”头骨

　　董伟告诉记者，在对珍稀化石进行研究时，是决不允许对化石标本进行实体解剖的。一般来说，研究工作只能停留在标本的外表形态。比如对比形态等，这常常留下许多科学谜团。另外，有些保存比较完整的化石标本，由于地下水长期浸泡而使骨骼结构非常疏松，在修理和翻模时很容易损坏，造成对它们研究的停步不前。“因此，这些客观条件的限制，已经阻碍到了我们对化石的深入研究。特别是一些科研价值很大的头骨，对这一生物种类脑内部特征的研究，国外已经领先我们很远。很多情况下，我们都要依赖国外的技术合作才能完成，如何进行自主的技术创新，是我们这次研究的出发点。”他说。董伟介绍，“虽然，计算机断层扫描成像技术解决了光透视的重影问题，可以帮助古生物学家了解化石标本内部的一些结构，但是理解和描绘并展示这些内部的形态构造非常抽象，因此不利于深入研究。而我们开展的技术，就是利用计算机运算速度和容量及可视化三维影像处理软件的不断升级完善，来将CT扫描数据用计算机软件进行处理，简单地说，就是在计算机上进行古人类头骨化石标本的三维重建并进行虚拟解剖或颅内模研究。”董伟说，这项新的课题在我国尚未展开，而国内有不少珍稀的哺乳动物和古人类头骨化石有待研究内部形态。

　　实验：“复原”南京猎豹“大脑”

　　全国各地头骨的化石标本非常多，为何专家选择出土于南京汤山驼子洞早更新世堆积中的猎豹头骨呢？董伟介绍，因为这个标本够珍贵，且他们刚好把这个标本从南京借到北京进行研究。同时，董伟说，虽然这件标本的鼻吻部、一对颧弓、右侧的听泡已经破损，但其他部分保存完好。尤其是脑颅保存完整。而且尽管不如产于甘肃龙担的西瓦猎豹头骨那么完整，但它在系统关系及形态特征上与现生的猎豹最接近，因此更有利于研究猎豹头骨形态的演化。“这是我们选择汤山标本的主要原因。”“我们对驼子洞早更新世猎豹化石头骨进行了CT扫描，获得了76张扫描影像，从这些影像切片上看，头骨内部虽然有分布不均的充填物，头骨内有些反映脑颅结构的较软的部分如大脑镰等未能保存下来，但脑颅内部的主要结构如大脑窝、小脑窝、嗅窝及额窦等的位置和轮廓基本可辨。因此，可以对影像进行分割提取，我们分割提取出大脑内模、小脑内模、嗅球内模、延髓内模及额窦内模，重建了可以进行虚拟解剖的可视三维头骨。”董伟说。

　　揭秘：南京猎豹的智力很低下

　　董伟说，“我们参考了有关家猫、大熊猫、狗、猪、牛、马、长臂猿等的头骨与脑神经的解剖资料，并对驼子洞猎豹虚拟头骨及脑内模进行了观察比较，根据对虚拟颅内模的形态观察，驼子洞猎豹大脑内模呈前窄后宽，近于三角形。而外形与猫和狗的大脑相似，脑内模上所反映的沟回比家猫略复杂，与狗相似。猎豹的脑容量比家猫大，比家狗略大，而小于大熊猫、猪、牛和马。”这次“无创解剖”，还有一个新发现，就是猎豹化石的额窦呈蜂窝状，而不是一个整体。董伟告诉记者，“出乎我们意料之外，额窦在额部所占的空间很小，蜂窝状结构既可以减轻额骨的重量又可以保持额骨的强度，所以，我们认为这是猎豹对捕食搏斗生活的一种适应。”另外，还有一些观察证明，驼子洞猎豹的运动机能较强而听觉相对较弱。董伟向记者介绍，解剖后他们发现，南京驼子洞猎豹的脑容量很小，大脑沟回不发育，说明驼子洞猎豹的智力并不高。但是，驼子洞猎豹的小脑较大，表明运动平衡能力较强，加上其主管运动区的大脑额叶偏大，也说明驼子洞猎豹的奔跑速度已经很快了。

　　意义：标本永久保存不再是梦

　　这样的技术所带来的现实意义有哪些？董伟给记者清晰地列举了4条“重要意义”。他说，首先，这使得古生物学家可以把研究工作，从化石标本的外表延伸到标本内部，如探察颅内模、蛋化石中的胚胎，从而可以从化石标本中发现更多的鲜为人知的特征。其次呢，对一些“脆弱”的化石来说，可以不需要接触，就能充分研究它们。所以，董伟说，有了化石标本虚拟三维影像技术，就可以很好地解决这个问题，可以不做标本的修理工作而直接将化石用固定剂封存防止风化，然后用仪器扫描标本，使用计算机处理研究扫描数据。还有一点，对于残缺的标本复原、畸形标本纠正，这个技术也大有所为。“例如，我们挖到了四五个头骨，但都有破损，通过这个技术，我们就能拼凑出一个完整的头骨出来。”最后，董伟对记者说，二战期间，周口店北京猿人头盖骨和山顶洞人头盖骨的丢失，已成为古生物学界不可挽回的重大损失。虽然人类可以争取避免战争，但是地震、火灾、恐怖袭击、自然风化等人力无法控制的因素仍然会威胁珍稀化石的保存工作，如果将珍稀标本都做CT扫描，就可以将标本主要的内外形态数据永久保存，并随时使用三维雕刻机复制出能够反映标本内外形态结构的模型。