Le foramen magnum (du latin, signifiant » grand trou « ) est la grande ouverture à la base du crâne par laquelle la moelle épinière sort de la voûte crânienne. Le foramen magnum est situé dans l’os occipital et entoure la base du tronc cérébral (le bulbe rachidien), séparant ainsi le cerveau de la moelle épinière. Chez les grands singes et les humains, le foramen magnum est formé par la fusion des quatre parties individuelles de l’occipital (pars squama, pars lateralis gauche et droite, et pars basilaris). Chez l’homme, le foramen magnum est positionné antérieurement, sa partie antérieure se trouvant sur la ligne bitympanique (ligne qui relie les points inféro-latéraux des plaques tympaniques droite et gauche), et est orienté inférieurement (ouverture directement vers le bas). La partie de l’os occipital qui se trouve en avant du foramen magnum (le basioccipital ou basiocciput) est relativement courte chez l’homme. Chez les grands singes, le foramen magnum se trouve bien en arrière (postérieur) de la ligne bitympanique, en arrière d’un basioccipital relativement long. En plus d’être positionné plus postérieurement, le foramen magnum des grands singes est orienté plus verticalement (s’ouvrant vers l’arrière et le bas, plutôt que directement vers le bas). Les pongos ont le foramen magnum le plus antérieur des grands singes, mais le plus orienté verticalement. Au cours de la croissance de l’os occipital, les humains ont proportionnellement moins de croissance antéropostérieure dans le basioccipital que dans la pars lateralis et la pars squama postérieure au foramen magnum, alors que le schéma de croissance est inversé chez les primates non humains avec une croissance proportionnellement plus importante dans le basioccipital.
Les différences homme/singe dans la position et l’orientation du foramen magnum reflètent les différences dans la posture corporelle habituelle et le mode de locomotion. Cependant, des travaux récents suggèrent que l’orientation du foramen magnum n’est pas un bon indicateur de l’orientation du cou pendant la locomotion habituelle, car l’orientation du foramen magnum n’est pas significativement corrélée avec la flexion basicranienne, l’orientation de l’axe orbital, l’orientation de la tête par rapport au cou ou la taille du cervelet par rapport au basicranium postérieur. En orthograde (debout), les humains bipèdes ont un crâne qui repose sur la colonne vertébrale : la position antérieure du foramen magnum aide à équilibrer la masse de la tête au-dessus des vertèbres, et son orientation inférieure reflète la relation anatomique entre le crâne et la colonne vertébrale. Les grands singes quadrupèdes pronogrades (avec un corps plus parallèle au sol) ont un crâne qui se projette en avant de la colonne vertébrale, et donc le foramen magnum est positionné et orienté postérieurement. La différence de positionnement du foramen magnum a des implications sur la mobilité du nourrisson et sur la façon dont une mère tient son jeune enfant, car le foramen magnum se trouve près du centre du basicranium chez les nouveau-nés humains et plus en arrière chez les primates non humains. Au fur et à mesure que les nourrissons humains grandissent, leur foramen magnum reste au centre du crâne, tandis que la dérive postérieure du foramen magnum se produit chez les primates non humains par la résorption à l’extrémité postérieure de la base crânienne et le dépôt à l’extrémité antérieure.
En conséquence, la position et l’orientation du foramen magnum sont considérées comme un reflet fiable du mode de locomotion chez les hominines fossiles. La position du foramen magnum a été citée comme preuve de la locomotion bipède (une caractéristique des hominines), ainsi les hominines fossiles sont classés sur la base de la preuve d’un foramen magnum placé antérieurement, comme c’est le cas pour Ardipithecus et Sahelanthropus. Les positions du biporion (ligne entre les points du porion au milieu de la marge externe du méat auditif/acoustique externe) et de la bicarotide (ligne entre les points des carotides au centre du foramen carotidien à l’intersection des diamètres maximum antéropostérieur et médiolatéral) par rapport au basion (point où la marge antérieure du foramen magnum est coupée par le plan mi-sagittal) ont été utilisées comme mesure pour distinguer les hominines des non-hominines. Il existe un chevauchement considérable des mesures entre Pan et l’homme moderne, mais la mesure du basion à la bicarotide, utilisée seule ou en bivariation avec la mesure du basion au biporion, peut être utilisée pour distinguer les hominines du Plio-Pléistocène. La mesure du basion au biporion ne permet pas à elle seule de distinguer Pan des hominines plio-pléistocènes et des humains modernes. D’autres mesures de la base crânienne n’ont pas permis de différencier les hominines des singes non-hominines. Sur la base de ces mesures, Ardipithecus est clairement un hominine, mais le statut d’hominine de Sahelanthropus n’est pas clair.
La configuration du foramen magnum chez les humains peut également être liée à l’expansion du cortex cérébral, en particulier des lobes frontal et occipital. L’expansion du volume cérébral au cours du développement entraîne une flexion accrue de la base crânienne (autour d’un axe transversal passant par la fosse pituitaire), ce qui se traduit par une position de plus en plus antérieure et inférieure du foramen magnum (au cours du développement postnatal, les humains subissent une rotation d’environ 30° de la position du foramen magnum au fur et à mesure de la croissance du cerveau).
La configuration du foramen magnum chez l’homme pourrait également être liée à l’expansion du cortex cérébral, en particulier des lobes frontaux et occipitaux.