一个暖体假人戴着紧紧卷曲的(左)和直的(右)人发假发。该人体模型使用电力来模拟人体热量，并允许科学家研究人体皮肤和环境之间的热传递。一项新的研究调查了人类头发纹理在调节体温方面的作用，发现紧密卷曲的头发提供了对太阳辐射热的最佳保护，同时最大限度地减少了出汗保持凉爽的需要。致谢:乔治·哈芬尼斯，拉夫堡大学
据宾夕法尼亚州立大学（弗朗西斯科·图泰拉）：根据研究人类头发纹理在调节体温中的作用的研究人员的说法，卷发不仅仅是好看——它可能解释了早期人类如何在保存水分的同时保持凉爽。这一发现可以揭示一种进化适应，这种适应使人类大脑成长到现代大小。
宾夕法尼亚州立大学埃文·普格大学人类学教授尼娜·雅布隆斯基说:“人类是在赤道非洲进化的，那里一年到头大部分时间太阳都在头顶上。”“在这里，头皮和头顶以热量的形式接收到更恒定水平的强烈太阳辐射。我们想了解这是如何影响我们头发的进化的。我们发现，紧紧卷曲的头发让人类保持凉爽，实际上还能保存水分。”
研究人员使用了一个暖体假人——一种使用电力模拟人体热量的人形模型，允许科学家研究人类皮肤和环境之间的热传递——和人发假发，以研究不同的头发纹理如何影响太阳辐射的热量。科学家对人体模型进行了编程，使其保持95华氏度(35摄氏度)的恒定表面温度，与皮肤的平均表面温度相似，并将其设置在气候控制的风洞中。
该小组通过监测人体模型保持恒温所需的电量来测量身体热量损失。然后，他们在人体模型的头部照射灯光，以模拟四种头皮头发条件下的太阳辐射——无头发、直头发、适度卷曲头发和紧密卷曲头发。
领导人体模型实验的英国拉夫堡大学环境人类工程学研究中心主任乔治·哈芬尼斯解释说，科学家们计算了灯的测量值和底座的测量值之间的总热量损失的差异，以确定流入头部的太阳辐射量。他们还计算了不同风速下以及模拟出汗后的热量损失。他们通过一个模型运行他们的结果，以研究在86华氏度(30摄氏度)的高温和60%的相对湿度下，不同的头发纹理如何影响热量增加，就像赤道非洲的环境一样。
研究人员发现，所有的头发都会减少对头皮的太阳辐射，但紧密卷曲的头发提供了对太阳辐射热的最佳保护，同时最大限度地减少了出汗来保持凉爽的需要。他们在《国家科学院学报》上报道了他们的发现。
“直立行走是基础，大脑生长是头皮毛发的回报，”蒂娜·拉西西说，她在宾夕法尼亚州立大学进行了这项研究，作为她的博士论文的一部分。Lasisi将于秋季开始在密歇根大学担任人类学助理教授。
一张图片展示了科学家如何使用暖体假人和人发假发来测量从头皮传来的热量。信用:梅利莎·莫拉莱斯·加西亚
Lasisi解释说，随着早期人类在赤道非洲进化到直立行走，他们的头顶越来越多地受到太阳辐射的冲击。大脑对热很敏感，会发热，尤其是长得越大。
过多的热量会导致中暑等危险情况。随着人类失去大量体毛，他们发展出有效的汗腺来保持凉爽，但出汗是以失去水分和电解质为代价的。Lasisi说，头皮上的毛发可能是为了减少太阳辐射的热量，从而保持人体凉爽，而无需身体消耗额外的资源。
“大约200万年前，我们看到了直立人，他们和我们有着相同的体格，但大脑尺寸较小，”她说。“到100万年前，我们的大脑大小基本上和现代差不多。某种东西解除了身体上的束缚，让我们的大脑得以成长。我们认为头皮上的毛发提供了一种被动机制，可以减少我们的汗腺无法从太阳辐射中获得的热量。”
Jablonski说，这项多学科研究提供了重要的初步结果，有助于我们更好地理解人类头发是如何进化的，同时又不会将人类置于潜在的危险境地。
Havenith补充说，这项研究还表明，进化人类学家在暖体假人中有一个额外的工具，通常用于测试防护服的功能，用于量化否则很难捕捉的人类数据。
“对肤色和黑色素如何保护我们免受太阳辐射的研究可以影响一个人在特定环境下需要多少防晒霜的决定，”Lasisi说。
“我想类似的决策也可能发生在头发上。当你想到军队或在多样化环境中锻炼的不同运动员时，我们的研究结果让你有时间反思和思考:这种发型会让我更容易过热吗？这是我最适合的发型吗？”
