Il forame magnum (dal latino, che significa “grande buco”) è la grande apertura alla base del cranio attraverso la quale il midollo spinale esce dalla volta cranica. Il forame magno è situato nell’osso occipitale e si forma intorno alla base del tronco encefalico (il midollo allungato), separando il cervello sopra dal midollo spinale sotto. Il forame magnum nelle scimmie e negli esseri umani è formato dalla fusione delle quattro parti individuali dell’occipitale (pars squama, pars lateralis sinistra e destra, e pars basilaris). Negli esseri umani il forame magno è posizionato anteriormente, con la sua porzione anteriore che giace sulla linea bitympanica (una linea che collega i punti inferolaterali delle placche timpaniche destra e sinistra), ed è orientato inferiormente (apertura direttamente verso il basso). La porzione dell’osso occipitale che si trova anteriormente al forame magnum (il basioccipitale o basiocciput) è relativamente breve negli esseri umani. Nelle scimmie il forame magno si trova ben dietro (posteriormente) alla linea bitympanic, posteriormente a un basioccipitale relativamente lungo. Oltre ad essere posizionato più posteriormente, il forame magno nelle scimmie è più orientato verticalmente (si apre all’indietro e verso il basso, piuttosto che direttamente verso il basso). Il pongo ha il forame magno più anteriore delle scimmie, ma il più orientato verticalmente. Durante la crescita dell’osso occipitale, l’uomo ha proporzionalmente meno crescita anteroposteriore nella basioccipitale che nella pars lateralis e nella pars squama posteriore al forame magnum, mentre il modello di crescita è invertito nei primati non umani con una crescita proporzionalmente maggiore nella basioccipitale.
Le differenze uomo-scimmia nella posizione e nell’orientamento del forame magnum riflettono le differenze nella postura abituale del corpo e nella modalità di locomozione. Tuttavia, lavori recenti suggeriscono che l’orientamento del forame magno non è un buon indicatore dell’orientamento del collo durante la locomozione abituale perché l’orientamento del forame magno non è significativamente correlato alla flessione del basicranio, all’orientamento dell’asse orbitale, all’orientamento della testa rispetto al collo o alla dimensione del cervelletto rispetto al basicranio posteriore. In ortogrado (in posizione eretta), gli esseri umani bipedi hanno un cranio che poggia in cima alla colonna vertebrale: la posizione anteriore del forame magno aiuta a bilanciare la massa della testa sopra le vertebre, e il suo orientamento inferiore riflette la relazione anatomica tra il cranio e la colonna vertebrale. Nelle scimmie pronogame (con un corpo più parallelo al suolo), le quadrupedi hanno un cranio che si proietta anteriormente alla colonna vertebrale, e quindi il forame magnum è posizionato e orientato posteriormente. La differenza nel posizionamento del forame magnum ha implicazioni per la mobilità dei neonati e per il modo in cui una madre tiene il suo giovane bambino, perché il forame magnum si trova vicino al centro del basicranio nei neonati umani e più posteriormente nei primati non umani. Quando i neonati umani crescono, il loro forame magnum rimane al centro del cranio, mentre la deriva posteriore del forame magnum si verifica nei primati non umani attraverso il riassorbimento all’estremità posteriore della base cranica e la deposizione all’estremità anteriore.
Di conseguenza la posizione e l’orientamento del forame magnum è considerato un riflesso affidabile del modo di locomozione negli ominidi fossili. La posizione del forame magnum è stata citata come prova della locomozione bipede (una caratteristica degli ominini), così gli ominini fossili sono classificati in base all’evidenza di un forame magnum posto anteriormente, come nel caso di Ardipithecus e Sahelanthropus. Le posizioni del biporion (linea tra i punti del porion al punto medio del margine esterno del meato uditivo/acustico esterno) e della bicarotide (linea tra i punti delle carotidi al centro del forame carotideo all’intersezione dei diametri massimi anteroposteriore e mediolaterale) rispetto al basion (punto in cui il margine anteriore del forame magnum è intersecato dal piano medio-sagittale) sono state utilizzate come misura per distinguere gli ominini dai non ominini. C’è una notevole quantità di sovrapposizione nelle misure tra Pan e gli esseri umani moderni, ma la misura da basione a bicarotide quando viene usata da sola o bivariata con la misura da basione a biporione può essere usata per identificare gli ominini del Plio-Pleistocene. La misura da basion a biporion da sola non distingue Pan dagli ominini del Plio-Pleistocene e dagli umani moderni. Altre misure della base cranica non sono state in grado di differenziare gli ominini dalle scimmie non ominine. Sulla base di queste misure, Ardipithecus è chiaramente un ominino, ma lo status di ominino di Sahelanthropus non è chiaro.
La configurazione del forame magnum negli esseri umani può anche essere legata all’espansione della corteccia cerebrale, in particolare dei lobi frontali e occipitali. L’espansione del volume del cervello durante lo sviluppo si traduce in una maggiore flessione della base cranica (intorno a un asse trasversale che passa attraverso la fossa pituitaria), con conseguente posizione sempre più anteriore e inferiore del forame magnum (durante lo sviluppo postnatale, gli esseri umani sperimentano circa 30° di rotazione nella posizione del forame magnum mentre il cervello cresce).