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易破碎，因此无法采用灌注流体橡胶的常规方法进行研究，研究人员利用计算机X线断层扫描技术得到了一个虚拟的颅腔模型。研究人员将“弗洛勒斯人”的颅腔模型与现代人、直立人、俾格米人，以及黑猩猩的大脑进行了对比，他们发现，相对于整体大小而言，“弗洛勒斯人”的大脑具有非常发达的脑颞叶，而在现代人的大脑中，这一区域与语言的理解能力和听力有着直接的关系。更让人感到吃惊的是，“弗洛勒斯人”脑前叶的折叠和回旋特征十分明显，而前额下的这一脑组织通常暗示着具有较高的认知能力。福克指出，“弗洛勒斯人”的大脑具有两个非常巨大的脑回，“之前我在包括直立人在内的任何已经绝灭的原始人类的大脑中从未遇见过这种情况”。其中折叠迹象最为明显的部位位于脑前叶向前突出的部位，即脑干。福克认为，这一区域在现代人的大脑中也是非常庞大的，它与主动行为以及思考能力有关，而这正是更高认知能力的组成部分。
“弗洛勒斯人”的大脑中存在这一增大的区域，表明这种矮小的原始人类或许能够制造石头工具，这也与科学家在化石周围找到一些工具的事实相吻合，而这也正是史前现代人与包括直立人在内的早期原始人类的重要区别之一。斯泊尔表示，这一发现的真正意义在于使我们认识到，像制造复杂的石头工具这样的高级行为，不一定需要与现代人一样的大而复杂的大脑，“通过对一个小脑袋的脑回进行重新构造，同样能够达到相同的结果，而这也正是我们所理解的人类进化的核心”。
但是仍然有人认为脑容量的大小非常重要。一些古人类学家就指出，就算“弗洛勒斯人”是一个新人种，那么它的脑容量为何如此之小呢？福克等人研究后认为，在远古时期，有一类头部较小、身体较矮的早期直立人到达了弗洛勒斯岛，从那时开始，他们与现代人进行着平行演化，并最终形成了自己较为先进的大脑。
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