Kako su ljudi postali toliko pametni i kada se to dogodilo? Da bismo razriješili to pitanje, moramo znati više o inteligenciji naših ljudskih predaka koji su živjeli prije 1, 8 milijuna godina. U ovom trenutku je na scenu stupila nova vrsta kamenog alata, a ljudski se mozak gotovo udvostručio.
Neki istraživači sugeriraju da ova naprednija tehnologija, zajedno s većim mozgom, podrazumijeva viši stupanj inteligencije i možda čak i prve znakove jezika. Ali sve što ostaje od tih drevnih ljudi jesu fosili i kameno oruđe. Bez pristupa vremenskom stroju, teško je znati kakve su kognitivne osobine posjedovali ti rani ljudi ili jesu li sposobni za jezik.
Teško - ali nije nemoguće.
Zahvaljujući vrhunskoj tehnologiji snimanja mozga, moj interdisciplinarni istraživački tim uči koliko su inteligentni bili naši rani preci koji izrađuju alat. Pretražujući mozak današnjih ljudi dok izrađuju iste vrste alata kao i naši vrlo udaljeni preci, mi se nužno postavljamo u obzir kakva je snaga mozga potrebna za dovršavanje ovih zadataka na izradi alata.
Napredak u tehnologiji alata za kamenje
Kameni alati koji su preživjeli u arheološkom zapisu mogu nam reći nešto o inteligenciji ljudi koji su ih napravili. Čak ni naši najraniji ljudski preci nisu bili lutke; postoje dokazi o kamenom oruđu još prije 3, 3 milijuna godina, iako su oni i ranije izrađivali alate od brzo pokvarljivih predmeta.
Već prije 2, 6 milijuna godina, neki sitni i maleni mozgovi ljudskih predaka cijepali su sitne ljuskice s većeg kamenja da bi koristili svoje oštre rezne rubove. Te vrste kamenog alata pripadaju poznatoj industriji Oldowan, nazvanoj po Olduvaijskoj klisuri u Tanzaniji, gdje su pronađeni ostaci nekih od najranijih ljudi i njihovi kameni oruđa.
Najosnovniji helikopter Oldowan (lijevo) i napredniji Aheulian handaxe (desno) (Shelby S. Putt, ljubaznošću Instituta iz kamenog doba, CC BY-ND) Prije otprilike 1, 8 milijuna godina, također u Istočnoj Africi, pojavila se nova vrsta čovjeka, osoba s većim tijelom, većim mozgom i novim priručnikom. Ovaj alatni alat, nazvan ahelijanska industrija, sastojao se od alata u obliku jezgre koji su izrađeni uklanjanjem ljuskica s kamenja na sistematičniji način, što je dovodilo do ravnog handaksa s oštrim rubovima do kraja.
Zašto je ova novozagrebačka tehnologija bila toliko važna za naše pretke? U vrijeme kada su okoliš i prehrambeni resursi bili pomalo nepredvidivi, rani ljudi su se vjerojatno počeli češće oslanjati na tehnologiju pristupa prehrambenim namirnicama koje je bilo teže dobiti nego, recimo, nisko viseće voće. Meso, podzemni gomolji, gredice i orašasti plodovi možda su svi bili na jelovniku. Oni pojedinci koji imaju bolje alate dobili su pristup ovoj hrani koja gubi energiju, i oni i njihovi potomci su iskoristili koristi.
Jedna skupina istraživača sugerirala je da je ljudski jezik možda evoluirao piggiranjem na postojećoj moždanoj mreži koja se već koristila za izradu ove vrste složenih alata.
Jesu li Aheulijski tvorci alata bili pametniji od bilo kojeg ljudskog rođaka koji je živio prije 1, 8 milijuna godina i je li to potencijalno poanta u evoluciji čovjeka kad se pojavio jezik? Za odgovor na ova pitanja koristili smo neuroarheološki pristup.
Zamišljanje moždane aktivnosti za rekonstrukciju moždanih aktivnosti u prošlosti
Moj istraživački tim, koji se sastoji od paleoantropologa na Institutu za kameno doba i Sveučilišta Iowa i neuroznanstvenika sa Sveučilišta u Istočnoj Angliji, regrutovao je moderna ljudska bića - sve što im imamo na raspolaganju ovih dana - čiji smo mozak mogli zamisliti dok su stvarali Oldowan i ahelijsko kameno oruđe. Naši volonteri rekreirali su ponašanja ranih ljudi kako bi napravili iste vrste alata koje su napravili tako davno; možemo pretpostaviti da su područja njihovih modernih ljudskih mozgova koja se pale prilikom izrade ovih alata ista područja koja su bila aktivirana u dalekoj prošlosti.
Koristili smo tehnologiju snimanja mozga koja se zove funkcionalna bliska infracrvena spektroskopija (fNIRS). Jedinstvena je među tehnikama snimanja mozga jer omogućuje osobi čiji se mozak slika, da sjedne i pomiče ruke, za razliku od drugih tehnika koje uopće ne dopuštaju kretanje.
Sudionici studije izrađivali su kamene alate dok im je aktivnost mozga mjerena fNIRS-om. (Shelby S. Putt, CC BY-ND) Svaki od ispitanika koji su sudjelovali u ovoj studiji pohađao je više treninga kako bi naučio kako izraditi alate Oldowan i Acheulian prije nego što su pristupili na završni test - izradu alata dok su spojeni na fNIRS sustav.
Trebali smo kontrolirati jezik u dizajnu našeg eksperimenta kako bismo testirali ideju da jezik i izrada alata imaju zajednički krug u mozgu. Tako smo sudionike podijelili u dvije skupine: Jedna je naučila izrađivati kamene alate putem videa s jezičnim uputama; druga je grupa naučila putem istih videozapisa, ali sa isključenim zvukom, dakle bez jezika.
Ako jezik i izrada alata uistinu dijele koevolucijski odnos, čak bi i oni sudionici koji su smješteni u neverbalnu skupinu ipak trebali koristiti jezična područja mozga dok prave kameni alat. To je rezultat koji bismo trebali očekivati ako obrada jezika i proizvodnja alata zahtijeva isti neuronski krug u mozgu.
Tijekom neuro-snimanja, sudionici su izvršili tri zadatka: motorni osnovni zadatak tijekom kojeg su udarili dva okrugla kamena zajedno ne pokušavajući napraviti pahuljice; zadatak Oldowana koji je uključivao izradu jednostavnih pahuljica bez pokušaja oblikovanja jezgre; i Ahelijanski zadatak gdje su pokušali oblikovati jezgru u handaxe naprednijim postupkom uklanjanja ljuskica.
Evolucija spoznaje slične čovjeku
Otkrili smo da su samo sudionici koji su naučili izrađivati kamene alate uz jezične upute koristili područja za obradu jezika u mozgu. To vjerojatno znači da su se prisjećali verbalnih uputa koje su čuli tijekom svojih treninga. To objašnjava zašto su ranije studije koje nisu kontrolirale učenje jezika u svom dizajnu eksperimenata otkrile da proizvodnja kamenog alata aktivira područja obrade jezika u mozgu. Ta su se jezična područja zapalila ne zbog bilo čega što je bilo bitno za izradu kamenih alata, nego zato što su sudionici radili na alatima i oni su vjerojatno igrali u svojim glavama upute koje su dobili na temelju jezika.
Naša studija pokazala je da su ljudi mogli izrađivati kamene alate bez aktiviranja moždanih sklopova povezanih sa jezikom. To znači, u ovom trenutku, ne možemo sa sigurnošću tvrditi da je izrada kamenog alata igrala veliku ulogu u evoluciji jezika. Kada je točno nastao jezik, još uvijek je misterija koja treba riješiti.
Otkrili smo i da izrada alata Oldowan uglavnom aktivira područja mozga koja su uključena u vizualni pregled i pokret ruku. Naprednije ahelijansko stvaranje alata regrutuje kognitivnu mrežu višeg reda koja se proteže kroz veliki dio moždane kore. Ova ahelijanska kognitivna mreža uključena je u planiranje motora više razine i imajući na umu multi-senzorske informacije pomoću radne memorije.
Područja mozga koja tvore ahelijansku kognitivnu mrežu koja su aktivna i kad obučeni pijanisti sviraju klavir. (Shelby S. Putt, CC BY-ND) Ispada da je ta aheulijanska kognitivna mreža ista ona koja dolazi putem interneta kad obučeni pijanista svira klavir. To ne znači nužno da su rani ljudi mogli igrati Chopina. Ali naš rezultat može značiti da su moždane mreže na koje se danas oslanjamo kako bi dovršavale složene zadatke koji uključuju različite oblike informacija, poput sviranja glazbenog instrumenta, vjerojatno evoluirale prije otprilike 1, 8 milijuna godina kako bi naši preci mogli napraviti relativno složene alate za iskorištavanje energije -gustoća hrana.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Shelby Putt, postdoktorski znanstveni novak, Institut za kameno doba i Centar za istraživanje antropoloških tehnoloških zaklada, Sveučilište Indiana
