สมองมนุษย์
สมองมนุษย์มีโครงสร้างทั่วไปเหมือนสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น แต่มีเปลือกสมองพัฒนามากกว่าสัตว์ชนิดอื่น สัตว์ใหญ่อย่างวาฬและช้างมีสมองใหญ่กว่าในเชิงสัมบูรณ์ แต่เมื่อเทียบกับขนาดกายแล้ว สมองมนุษย์ใหญ่เป็นเกือบสองเท่าของสมองโลมาปากขวดและใหญ่เป็นสามเท่าของสมองชิมแปนซี การขยายส่วนมากมาจากเปลือกสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลีบหน้า ซึ่งสัมพันธ์กับการทำหน้าที่บริหาร เช่น การควบคุมตน การวางแผน การให้เหตุผลและความคิดนามธรรม ส่วนของเปลือกสมองที่ทำหน้าที่มองเห็น คือ เปลือกสมองส่วนการเห็น ยังใหญ่มากในมนุษย์ด้วย
Homo erectus
ส่วนกะโหลกที่ได้รับการพรรณนาในผลงานวิจัย ปี ค.ศ. 2013 คือ Dmanisi skull 5 หมายเลข D4500 เป็นกะโหลกศีรษะแบบสมบูรณ์กะโหลกเดียวที่เคยพบในบรรดามนุษย์ในสมัยไพลสโตซีนต้น ๆ
เป็นกะโหลกที่มีกระดูกหุ้มสมองที่เล็กที่สุดที่พบ ณ โบราณสถานแห่งนี้ มีขนาดเล็กว่า 546 ซม เพียงเล็กน้อย
ความแตกต่างที่พบในกะโหลกศีรษะเหล่านี้ กระตุ้นให้ผู้ทำงานวิจัยตรวจสอบความแตกต่างที่พบในระหว่างมนุษย์ปัจจุบันและในระหว่างลิงชิมแปนซี
นักวิจัยจึงพบว่า แม้ว่า กะโหลกเหล่านี้จะปรากฏโดยต่าง ๆ กัน
แต่ว่าความแตกต่างเหล่านั้น ไม่ได้มีระดับเกินกว่าที่พบในบรรดามนุษย์ปัจจัยหรือบรรดาลิงชิมแปนซี
และดังนั้น จึงบอกเป็นนัยว่า กะโหลกศีรษะก่อน ๆ ที่พิจารณาว่า เป็นของสปีชีส์ต่าง ๆ กันเพราะมีความต่าง ๆ กัน
เช่นของ "H. rudolfensis", "H. gautengensis", "H. ergaster" และอาจจะรวม "H. habilis" ด้วย
อาจตีความหมายอีกอย่างหนึ่งได้ว่า เป็นเชื้อสายเดียวกันกับ "H. erectus"