第一個嘗試探究現代人類身上剩餘的古代血統的研究，考慮了線粒體DNA和Y染色體。兩者都很重要，因為它們各自繼承來自父親和母親其中一方（Y染色體來自父親，線粒體DNA來自母親），而且它們都不重組。大量的樣本研究都沒有顯示任何關於曾在古人類群體（比如尼安德特人）身上存在變異的證據。[22]也就是說，這個數據跟從其他古人類流動到現代人類群體的基因很少（或為零）這一說法是吻合的。如果尼安德特線粒體DNA和Y染色體不能很好地融進解剖學意義上的現代人的遺傳背景中，並因而適應性降低的話，也會導致這樣的結果。那樣的話，它們可能隨著時間推移慢慢減少，並在今天變得極罕見或不存在，即便它們曾經在現代人類身上是常見（但較少）的。
然而，許多近期研究提出證據表明，人類的確保留了遠古人類的一些常染色體等位基因。[23]其中的一些檢測的是我們的整個基因組，另一些著重研究一些特殊的不常見的基因。
V.波拉諾爾（V.Plagnol）和J.D.沃爾（J.D.Wall）發現，在人類基因組內的SNP（單核甘酸多態性，或染色體間的單鹼基差異）之間的連鎖不平衡（即染色體破碎和改組的歷史）模式，不應該出現在一個非結構化的古人類群體中；估計歐洲人和撒哈拉以南非洲人約5％的遺傳變異源自古代人類，比如尼安德特人。[24]這個發現很有意思，它提出的證據說明在非洲人身上和歐洲人身上差不多有同等程度的基因滲入。如果源自尼安德特人或其他東方的遠古人類的等位基因具有進化優勢而且傳播較廣的話，這就是很可能出現的結果。也有可能在非洲某地有許多重要的遠古人類。有一些明顯是屬於古代人類的遺傳變異只在俾格米人身上出現，說明了其非洲起源。在東非大裂谷西邊的大部分地方都不利於化石的生成或保存（比如黑猩猩就幾乎沒有化石記錄），在非洲地圖上的這些化石空白區很可能存在過除瞭解剖學意義上的現代人以外的人屬群體。這些等位基因中的一些很頻繁地出現在當今人類身上，但因為總體來說混合的程度大概很低，所以或許它們提供了一種適應性的優勢，即它們是適應性的。
芝加哥大學的埃文斯（P.D.Evans）和他的同事研究微腦磷脂（microcephalin）基因（MCPH1），一種調節大腦大小的不常見的基因。[25]他們發現當今的大部分人攜帶該基因的一個比較一致的版本，說明它是晚近起源的。同時，這個版本和在當今人類的同一位點上發現的更多樣化的其他版本都很不一樣，這些其他版本都有許多單核甘酸差異。不僅如此，當我們在同一位點發現同一基因的許多不同版本的時候，我們通常會發現許多重組（即來自染色體偶然的破碎和重組）帶來的中間版本。然而在微腦磷脂位點的這個不常見基因（稱作D，「衍生的」），它的重組版本非常罕見：就好像這個常見的、高度一致的微腦磷脂版本在人類身上沒有存在到足以獲得重組的長時間，即便它在許多人類群體身上出現了高頻的其他版本。研究者估計它大概在37000年前出現（正負幾萬年）。如果它的確是那個時間段出現的，那麼尼安德特人確實是一個合理（事實上很可能）的來源。
另一個有趣的可能來自尼安德特人的基因是FOXP2，一個對語言起重要作用的基因，大約42000年前被一個新的變異版本替代。[26]這從演化角度是一個很晚近的時間，而且有證據證明同一版本的這個基因也存在於尼安德特人身上。[27]如果新的FOXP2等位基因在現代人類身上真的很晚近才出現，那有可能是遷徙的人類從尼安德特人身上得到的，因為算來這是他們擴張並走出非洲遭遇尼安德特人的時間。想到我們的語言能力可能部分來自尼安德特人這或許很讓人吃驚，但這並非不可能。取得這個等位基因的時機跟「思維爆炸」的時間確實是一致的。如果我們真的是通過基因滲入的方式從尼安德特人身上得到的FOXP2，那麼它在尼安德特人身上應該會更久並擁有更多的變體。在尼安德特人留下的骨骼殘留物上更多的測序工作應該會最終確定或排除這個可能性。
如果FOXP2真的是一個「語言基因」，而且是歐洲和亞洲北部的現代人類思維爆炸的部分原因的話，那麼這能解釋關於現代人類起源的一個重要謎題。大約5萬年前至少有兩個現代人類分支走出非洲，其中一個北上到歐洲和中亞，另一個往東到印度洋一帶，進入澳大利亞、新幾內亞和大洋洲部分地區。往南印度洋遷徙的這一支沒有任何思維爆炸的跡象，他們還攜帶並保留著相當於尼安德特人級別的技術和文化。[28]