Πώς οι άνθρωποι έγιναν τόσο έξυπνοι και πότε συνέβη αυτό; Για να ξεδιπλώσουμε αυτή την ερώτηση, πρέπει να μάθουμε περισσότερα για τη νοημοσύνη των ανθρωπίνων προγόνων μας που ζούσαν πριν από 1, 8 εκατομμύρια χρόνια. Ήταν αυτή τη στιγμή που ένας νέος τύπος εργαλείου πέτρας έπληξε τη σκηνή και ο ανθρώπινος εγκέφαλος σχεδόν διπλασιάστηκε σε μέγεθος.
Μερικοί ερευνητές πρότειναν ότι αυτή η πιο προηγμένη τεχνολογία, σε συνδυασμό με ένα μεγαλύτερο εγκέφαλο, συνεπάγεται υψηλότερο βαθμό νοημοσύνης και ίσως ακόμη και τα πρώτα σημάδια της γλώσσας. Αλλά όλα αυτά που απομένουν από αυτούς τους αρχαίους ανθρώπους είναι απολιθώματα και πέτρινα εργαλεία. Χωρίς πρόσβαση σε μηχανή χρόνου, είναι δύσκολο να γνωρίζουμε ακριβώς ποια γνωστικά χαρακτηριστικά είχαν αυτοί οι πρώτοι άνθρωποι ή αν ήταν ικανά για γλώσσα.
Δύσκολο - αλλά όχι αδύνατο.
Τώρα, χάρη στην πρωτοποριακή τεχνολογία απεικόνισης του εγκεφάλου, η διεπιστημονική ερευνητική μου ομάδα μαθαίνει πόσο έξυπνοι ήταν οι πρώτοι πρόγονοί μας για τη δημιουργία εργαλείων. Με τη σάρωση των εγκεφάλων των σύγχρονων ανθρώπων σήμερα, καθώς κάνουν τα ίδια είδη εργαλείων που έκαναν οι πολύ απομακρυσμένοι πρόγονοί μας, είμαστε μηδέν σε αυτό το είδος πνευματικής δύναμης είναι απαραίτητο για την ολοκλήρωση αυτών των εργασιών κατασκευής εργαλείων.
Ένα άλμα προς τα εμπρός στην τεχνολογία εργαλείων πέτρας
Τα πέτρινα εργαλεία που έχουν επιβιώσει στο αρχαιολογικό αρχείο μπορούν να μας πουν κάτι για τη νοημοσύνη των ανθρώπων που τους έκαναν. Ακόμη και οι πρώτοι ανθρώπινοι πρόγονοί μας δεν ήταν ανδρείκελοι. υπάρχουν στοιχεία για εργαλεία πέτρας ήδη από 3, 3 εκατομμύρια χρόνια πριν, αν και κατά πάσα πιθανότητα καθιστούσαν εργαλεία από ευπαθή αντικείμενα ακόμη και νωρίτερα.
Πριν από 2, 6 εκατομμύρια χρόνια, ορισμένοι μικροί και μικροσκοπικοί ανθρωπογενείς πρόγονοι έσπρωξαν μικρές νιφάδες μακριά από μεγαλύτερες πέτρες για να χρησιμοποιήσουν τις αιχμηρές ακμές κοπής τους. Αυτοί οι τύποι εργαλείων πέτρας ανήκουν σε αυτό που είναι γνωστό ως ο κλάδος της Oldowan, το όνομά του από το φαράγγι του Olduvai στην Τανζανία, όπου βρέθηκαν υπολείμματα μερικών από τους πρώτους ανθρώπους και των εργαλείων πέτρας τους.
Ο πιο βασικός ελικόπτερο Oldowan (αριστερά) και ο πιο εξελιγμένος Acheulian handaxe (δεξιά) (Shelby S. Putt, ευγενική προσφορά του Stone Age Institute, CC BY-ND) Περίπου 1, 8 εκατομμύρια χρόνια πριν, και στην Ανατολική Αφρική, εμφανίστηκε ένας νέος τύπος ανθρώπου, ένας με ένα μεγαλύτερο σώμα, ένας μεγαλύτερος εγκέφαλος και ένα νέο σύνολο εργαλείων. Αυτή η εργαλειοθήκη, που ονομάζεται βιομηχανία της Αcheulian, συνίστατο σε εργαλεία με κεντρικό σχήμα που κατασκευάστηκαν με πιο συστηματικό τρόπο την αφαίρεση των νιφάδων από τις πέτρες, οδηγώντας σε μια επίπεδη χειρολαβή με αιχμηρές άκρες σε όλο το εργαλείο.
Γιατί ήταν αυτή η μυθιστορηματική τεχνολογία της Acheulian τόσο σημαντική για τους προγόνους μας; Σε μια εποχή που το περιβάλλον και οι πόροι τροφίμων ήταν κάπως απρόβλεπτοι, οι πρώτοι άνθρωποι πιθανότατα άρχισαν να βασίζονται στην τεχνολογία πιο συχνά για να αποκτήσουν πρόσβαση σε είδη τροφίμων που ήταν πιο δύσκολο να αποκτηθούν από, λόγου χάρη, φρούτα χαμηλής ανάρτησης. Κρέας, υπόγεια κόνδυλοι, γαρίδες και καρύδια μπορεί να έχουν όλα στο μενού. Αυτά τα άτομα με τα καλύτερα εργαλεία έχουν αποκτήσει πρόσβαση σε αυτά τα ενεργειακά πυκνά τρόφιμα και αυτοί και οι απόγονοι τους αποκόμισαν τα οφέλη.
Μια ομάδα ερευνητών πρότεινε ότι η ανθρώπινη γλώσσα μπορεί να έχει εξελιχθεί από την παγίδευση σε ένα προϋπάρχον δίκτυο εγκεφάλων που ήδη χρησιμοποιήθηκε για αυτό το είδος σύνθετης κατασκευής εργαλείων.
Έτσι, οι υπεύθυνοι εργαλειομηχανών της Acheulian ήταν πιο έξυπνοι από οποιονδήποτε ανθρώπινο συγγενή που ζούσε πριν από 1, 8 εκατομμύρια χρόνια και είναι αυτό το πιθανό σημείο της ανθρώπινης εξέλιξης όταν εμφανίστηκε η γλώσσα; Χρησιμοποιήσαμε μια νευροαρχαιολογική προσέγγιση για να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις.
Επεξεργασία εγκεφαλικής δραστηριότητας τώρα για την ανακατασκευή της εγκεφαλικής δραστηριότητας στο παρελθόν
Η ερευνητική μου ομάδα, η οποία αποτελείται από παλαιοανθρωπολόγους στο Ινστιτούτο Λίθινης Εποχής και το Πανεπιστήμιο της Αϊόβα και νευροεπιστήμονες του Πανεπιστημίου της Ανατολικής Αγγλίας, προσλήφθηκε από σύγχρονους ανθρώπους - όσα έχουμε στη διάθεσή μας αυτές τις μέρες - των οποίων τα μυαλά θα μπορούσαμε να απεικονίσουμε ενώ έκαναν την Oldowan και τα εργαλεία της πέτρας της Αcheulian. Οι εθελοντές μας αναδημιουργούσαν τις συμπεριφορές των πρώιμων ανθρώπων για να κάνουν τα ίδια είδη εργαλείων που έκαναν πολύ καιρό πριν. μπορούμε να υποθέσουμε ότι οι περιοχές του σύγχρονου ανθρώπινου εγκεφάλου που φωτίζονται κατά την κατασκευή αυτών των εργαλείων είναι οι ίδιες περιοχές που ενεργοποιήθηκαν στο μακρινό παρελθόν.
Χρησιμοποιήσαμε μια τεχνολογία απεικόνισης του εγκεφάλου που ονομάζεται λειτουργική φασματοσκοπία κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία (fNIRS). Είναι μοναδική μεταξύ των τεχνικών απεικόνισης του εγκεφάλου, διότι επιτρέπει στο πρόσωπο του οποίου ο εγκέφαλος απεικονίζεται να καθίσει και να κινήσει τα χέρια του, σε αντίθεση με άλλες τεχνικές που δεν επιτρέπουν καμία κίνηση καθόλου.
Οι συμμετέχοντες στη μελέτη έκαναν πέτρινα εργαλεία ενώ η εγκεφαλική τους δραστηριότητα μετρήθηκε με fNIRS. (Shelby S. Putt, CC BY-ND) Κάθε ένα από τα άτομα που συμμετείχαν σε αυτή τη μελέτη παρακολούθησε πολλαπλές συνεδρίες κατάρτισης για να μάθει πώς να κάνει τα εργαλεία της Oldowan και της Acheulian, προτού να συμμετάσχει για τα τελικά εργαλεία λήψης δοκιμαστικών μεθόδων ενώ έχει συνδεθεί με το σύστημα fNIRS.
Χρειάστηκε να ελέγξουμε τη γλώσσα στη σχεδίαση του πειράματός μας για να δοκιμάσουμε την ιδέα ότι η γλώσσα και η δημιουργία εργαλείων μοιράζονται ένα κοινό κύκλωμα στον εγκέφαλο. Γι 'αυτό διαιρέσαμε τους συμμετέχοντες σε δύο ομάδες: Κάποιος έμαθε να κάνει πέτρινα εργαλεία μέσω βίντεο με οδηγίες γλώσσας. η άλλη ομάδα έμαθε μέσω των ίδιων βίντεο, αλλά με τον ήχο σίγαση, έτσι χωρίς γλώσσα.
Εάν η εκμάθηση γλώσσας και εργαλείων μοιράζεται πραγματικά μια συν-εξελικτική σχέση, τότε ακόμη και εκείνοι οι συμμετέχοντες που τοποθετήθηκαν στην μη λεκτική ομάδα θα πρέπει να εξακολουθούν να χρησιμοποιούν γλωσσικές περιοχές του εγκεφάλου κάνοντας ένα πέτρινο εργαλείο. Αυτό είναι το αποτέλεσμα που πρέπει να περιμένουμε εάν η επεξεργασία γλώσσας και η παραγωγή εργαλείων πέτρας απαιτούν το ίδιο νευρικό κύκλωμα στον εγκέφαλο.
Κατά τη διάρκεια της συνόδου νευροαπεικόνισης, είχαμε τους συμμετέχοντες να ολοκληρώσουν τρία καθήκοντα: μια βασική εργασία κινητήρα κατά την οποία χτύπησαν δύο στρογγυλές πέτρες μαζί χωρίς να προσπαθήσουν να κάνουν νιφάδες? ένα έργο Oldowan που περιλάμβανε την κατασκευή απλών νιφάδων χωρίς να προσπαθεί να διαμορφώσει τον πυρήνα. και ένα έργο Acheulian όπου προσπάθησαν να διαμορφώσουν τον πυρήνα σε ένα handaxe μέσω μιας πιο προηγμένης διαδικασίας αφαίρεσης νιφάδων.
Η εξέλιξη της ανθρώπινης γνώσης
Αυτό που βρήκαμε ήταν ότι μόνο οι συμμετέχοντες που έμαθαν να κάνουν πέτρινα εργαλεία με γλωσσική διδασκαλία χρησιμοποίησαν περιοχές επεξεργασίας γλώσσας του εγκεφάλου. Αυτό πιθανότατα σημαίνει ότι θυμούνται τις λεκτικές οδηγίες που είχαν ακούσει κατά τη διάρκεια των εκπαιδευτικών τους συνεδριών. Αυτό εξηγεί γιατί προηγούμενες μελέτες που δεν έλεγξαν για τη διδασκαλία ξένων γλωσσών στο σχεδιασμό πειραμάτων τους διαπίστωσαν ότι η παραγωγή εργαλείων πέτρας ενεργοποιεί περιοχές επεξεργασίας γλώσσας του εγκεφάλου. Αυτά τα γλωσσικά πεδία δεν φωτίστηκαν εξαιτίας οτιδήποτε είναι εγγενές για την κατασκευή εργαλείων πέτρας, αλλά επειδή οι συμμετέχοντες εργάζονταν στα εργαλεία, ήταν πιθανό να παίζουν στο μυαλό τους τη βασισμένη στη γλώσσα διδασκαλία που είχαν λάβει.
Η μελέτη μας έδειξε ότι οι άνθρωποι θα μπορούσαν να κάνουν πέτρινα εργαλεία χωρίς να ενεργοποιούν κυκλώματα εγκεφάλου που σχετίζονται με τη γλώσσα. Αυτό σημαίνει, επομένως, ότι δεν μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι σε αυτό το σημείο η κατασκευή εργαλείων πέτρας διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη της γλώσσας. Όταν ακριβώς έγινε η εμφάνιση της γλώσσας, είναι ακόμα ένα μυστήριο που πρέπει να λυθεί.
Ανακαλύψαμε επίσης ότι η δημιουργία εργαλείων της Oldowan ενεργοποιεί κυρίως τις περιοχές του εγκεφάλου που συμμετέχουν στη μακροσκοπική εξέταση και την κίνηση των χεριών. Η πιο εξελιγμένη εργαλειομηχανή Acheulian δημιουργεί ένα γνωστικό δίκτυο ανώτερης τάξης που εκτείνεται σε ένα μεγάλο μέρος του εγκεφαλικού φλοιού. Αυτό το γνωστικό δίκτυο Acheulian εμπλέκεται σε σχεδιασμό κινητήρα υψηλότερου επιπέδου και έχοντας κατά νου πολυαισθητηριακές πληροφορίες χρησιμοποιώντας μνήμη εργασίας.
Περιοχές του εγκεφάλου που σχηματίζουν το γνωστικό δίκτυο της Acheulian, που είναι επίσης ενεργές όταν εκπαιδευμένοι πιανίστες παίζουν το πιάνο. (Shelby S. Putt, CC BY-ND) Αποδεικνύεται ότι αυτό το Acheulian γνωστικό δίκτυο είναι το ίδιο που έρχεται online όταν ένας εκπαιδευμένος πιανίστας παίζει το πιάνο. Αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι οι πρώτοι άνθρωποι θα μπορούσαν να παίξουν τον Chopin. Αλλά το αποτέλεσμά μας μπορεί να σημαίνει ότι τα δίκτυα εγκεφάλων που στηρίζουμε σήμερα για να ολοκληρώσουμε σύνθετα καθήκοντα που περιλαμβάνουν πολλαπλές μορφές πληροφόρησης, όπως το παιχνίδι ενός μουσικού οργάνου, πιθανότατα εξελίχθηκαν περίπου 1, 8 εκατομμύρια χρόνια πριν, ώστε οι πρόγονοί μας να καταστήσουν σχετικά πολύπλοκα εργαλεία για την εκμετάλλευση της ενέργειας -για τα τρόφιμα.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στην Η συζήτηση.
Shelby Putt, Μεταδιδακτορικός Ερευνητής, Ινστιτούτο Λίθινης Εποχής και Το Κέντρο Έρευνας για τα Ανθρωπολογικά Θεμέλια της Τεχνολογίας, Indiana University
