Как хората станаха толкова умни и кога се случи това? За да разгадаем този въпрос, трябва да знаем повече за интелигентността на нашите човешки предци, живели преди 1, 8 милиона години. Точно в този момент нов тип каменен инструмент удари сцената и човешкият мозък почти се удвои по размер.
Някои изследователи предполагат, че тази по-напреднала технология, съчетана с по-голям мозък, предполага по-висока степен на интелигентност и може би дори първите признаци на език. Но всичко, което остава от тези древни хора, са фосили и каменни инструменти. Без достъп до машина на времето е трудно да се знае кои познавателни характеристики са притежавали тези ранни хора или дали те са способни да владеят език.
Трудно - но не невъзможно.
Сега, благодарение на най-модерната технология за образна диагностика на мозъка, моят интердисциплинарен изследователски екип научава колко интелигентни са били нашите ранни предци за изработване на инструменти. Чрез сканиране на мозъците на съвременните хора днес, когато те правят същите видове инструменти, каквито са правили и нашите много далечни предци, ние се задълбочаваме каква мозъчна сила е необходима, за да завършим тези задачи за създаване на инструменти.
Скок напред в технологията за каменни инструменти
Каменните инструменти, които са оцелели в археологическия запис, могат да ни кажат нещо за интелигентността на хората, които са ги направили. Дори нашите най-ранни човешки предци не са били манекени; има данни за каменни инструменти още преди 3, 3 милиона години, макар че те вероятно правеха инструменти от нетрайни предмети още по-рано.
Още преди 2, 6 милиона години някои дребни човешки предци и дребни мозъци отрязват малки люспи от по-едри камъни, за да използват острите си режещи ръбове. Тези видове каменни сечива принадлежат към онова, което е известно като индустрията на Олдауан, кръстено на пролома Олдувай в Танзания, където са намерени останки на някои от най-ранните хора и техните каменни оръдия.
По-основният чорап на Олдауан (вляво) и по-напредналите ахелиански хандаксе (вдясно) (Шелби С. Пут, любезно предоставена от Института за каменна ера, CC BY-ND) Преди около 1, 8 милиона години, също в Източна Африка, се появи нов тип хора, един с по-голямо тяло, по-голям мозък и нов инструментариум. Този инструментариум, наречен Acheulian индустрия, се състоеше от оформени основни инструменти, които бяха направени чрез отстраняване на люспи от камъни по по-систематичен начин, водещи до плосък хандакс с остри ръбове по целия път около инструмента.
Защо тази романна ахеулска технология беше толкова важна за нашите предци? Във време, когато околната среда и хранителните ресурси бяха някак непредсказуеми, ранните хора вероятно започнаха да разчитат на технологията по-често за достъп до хранителни продукти, които са по-трудни за получаване, отколкото, да речем, ниско висящи плодове. Месото, подземните грудки, питите и ядките може да са присъствали в менюто. Тези хора с по-добрите инструменти получиха достъп до тези енергийно-гъсти храни и те и техните потомци извлечеха ползите.
Една група изследователи предположи, че човешкият език може да е еволюирал чрез подправяне на пигги в съществуваща мозъчна мрежа, която вече се използва за този вид сложно производство на инструменти.
Дали ахеулските производители на инструменти са били по-умни от всеки човешки роднина, живял преди 1, 8 милиона години, и това потенциално ли е смисълът в човешката еволюция, когато се появи езикът? Използвахме невроархеологически подход, за да отговорим на тези въпроси.
Представяне на мозъчната дейност сега, за да се реконструира мозъчната дейност в миналото
Моят изследователски екип, който се състои от палеоантрополози от Института по каменна ера и Университета в Айова и невролозите от Университета в Източна Англия, набира съвременни хора - всичко, което имаме на разположение в наши дни - чий мозък бихме могли да представим, докато правеха Олдуан и ахелийски каменни инструменти. Нашите доброволци пресъздаваха поведението на ранните хора, за да направят същите типове инструменти, които направиха толкова отдавна; можем да предположим, че областите на техните съвременни човешки мозъци, които светват при изработката на тези инструменти, са същите области, които са били активирани в далечното минало.
Използвахме технология за изобразяване на мозъка, наречена функционална близо инфрачервена спектроскопия (fNIRS). Той е уникален сред техниките за изобразяване на мозъка, тъй като позволява на човек, чийто мозък се изобразява, да седи и да движи ръцете си, за разлика от други техники, които не позволяват никакво движение.
Участниците в проучването изработваха каменни инструменти, докато мозъчната им активност се измерваше с fNIRS. (Шелби С. Пут, CC BY-ND) Всеки един от субектите, участвали в това проучване, посещава множество обучения, за да научи как да прави Oldowan и Acheulian инструменти, преди да се включи в заключителния тест - изработка на инструменти, докато е свързан към системата fNIRS.
Трябваше да контролираме езика при проектирането на нашия експеримент, за да тестваме идеята, че езикът и изработката на инструменти споделят обща схема в мозъка. Така разделихме участниците в две групи: Единият се научи да прави каменни инструменти чрез видео с езикови инструкции; другата група научи чрез същите видеоклипове, но със заглушеното аудио, така че без език.
Ако езикът и изработването на инструменти наистина споделят ко-еволюционна връзка, тогава дори онези участници, които са били поставени в невербалната група, все още трябва да използват езикови области на мозъка, докато правят каменен инструмент. Това е резултатът, който трябва да очакваме, ако обработката на езика и производството на каменни инструменти изискват една и съща невронна схема в мозъка.
По време на невровизуалната сесия участниците накараха да изпълнят три задачи: двигателна основна задача, по време на която те удариха два кръгли камъка заедно, без да се опитват да направят люспи; задача на Oldowan, която включваше създаването на прости люспи, без да се опитвате да оформите сърцевината; и Acheulian задача, при която те се опитаха да оформят ядрото в handaxe чрез по-усъвършенствана процедура за отстраняване на люспи.
Еволюцията на човешкото познание
Това, което открихме, беше, че само участниците, които се научиха да правят каменни инструменти с езиково обучение, използваха езикови области за обработка на мозъка. Това вероятно означава, че те си припомняха словесни инструкции, които бяха чували по време на тренировките си. Това обяснява защо по-ранни проучвания, които не контролират езиковото обучение в експерименталния си дизайн, установяват, че производството на каменни инструменти активира области за обработка на езика на мозъка. Тези езикови области се осветяваха не поради нещо, което е присъщо за изработването на каменни инструменти, а защото участниците работеха върху инструментите, те вероятно също възпроизвеждаха в съзнанието си езиковата инструкция, която бяха получили.
Нашето проучване показа, че хората могат да правят каменни инструменти, без да активират свързани с езика мозъчни схеми. Това означава, че в този момент не можем с увереност да заявим, че производството на каменни инструменти е играло основна роля в еволюцията на езика. Кога точно езикът се е появил, следователно все още е загадка за разрешаване.
Открихме също, че изработката на инструменти в Oldowan активира главно мозъчните зони, участващи във визуален оглед и движение на ръцете. По-усъвършенстваното ахеулско производство на инструменти набира когнитивна мрежа от по-висок ред, която се простира върху голяма част от мозъчната кора. Тази ахеулска когнитивна мрежа участва в планирането на двигатели от по-високо ниво и имайки предвид мултисензорна информация, използваща работна памет.
Области на мозъка, които формират ахеулската познавателна мрежа, които също са активни, когато обучени пианисти свирят на пиано. (Шелби С. Пут, CC BY-ND) Оказва се, че тази ахеулска познавателна мрежа е същата, която идва онлайн, когато обучен пианист свири на пиано. Това не означава непременно, че ранните хора биха могли да играят на Шопен. Но резултатът ни може да означава, че мозъчните мрежи, на които разчитаме днес, за да изпълняват сложни задачи, включващи множество форми на информация, като например свирене на музикален инструмент, вероятно се развиват преди около 1, 8 милиона години, така че нашите предци да могат да направят сравнително сложни инструменти за използване на енергия -плътни храни.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Шелби Пут, научен сътрудник по докторантура, Институтът за каменна ера и Центърът за изследвания на антропологичните основи на технологиите, Университета в Индиана
