Bagaimanakah manusia menjadi begitu pintar, dan bilakah ini berlaku? Untuk mengatasi masalah ini, kita perlu mengetahui lebih lanjut mengenai kecerdasan nenek moyang manusia kita yang hidup 1.8 juta tahun yang lalu. Ia adalah pada ketika ini pada masa bahawa alat batu jenis baru melanda tempat kejadian dan otak manusia hampir dua kali ganda dalam saiz.
Sesetengah penyelidik telah mencadangkan bahawa teknologi yang lebih canggih ini, ditambah dengan otak yang lebih besar, menyiratkan kecerdasan yang lebih tinggi dan mungkin juga tanda bahasa pertama. Tetapi semua yang kekal dari manusia purba ini adalah fosil dan alat batu. Tanpa akses kepada mesin masa, sukar untuk mengetahui apa ciri kognitif yang dimiliki oleh manusia awal ini, atau jika mereka mampu bahasa.
Sulit-tetapi tidak mustahil.
Sekarang, terima kasih kepada teknologi pencitraan otak yang canggih, pasukan penyelidikan interdisiplin saya mempelajari betapa pintar nenek moyang pembuatan alat awal kami. Dengan mengimbas otak manusia moden hari ini kerana mereka membuat alat yang sama seperti nenek moyang kita yang jauh, kita tidak menyedari tentang apa jenis kuasa otak yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas pembuatan alat ini.
Lonjakan ke hadapan dalam teknologi alat batu
Alat batu yang telah terselamat dalam rekod arkeologi dapat memberitahu kita tentang kecerdasan orang yang membuatnya. Malah nenek moyang manusia terdahulu kita tidak ada dendam; terdapat bukti untuk alat-alat batu seawal 3.3 juta tahun yang lalu, walaupun mereka mungkin membuat alat-alat dari barangan mudah rosak lebih awal.
Seawal 2.6 juta tahun yang lalu, sesetengah nenek moyang manusia yang bertubuh kecil dan kecil terkelupas dari serpihan batu yang lebih kecil untuk menggunakan tepi pemotongan yang tajam. Jenis-jenis alat batu itu adalah milik industri Oldowan, yang dinamai Olduvai Gorge di Tanzania, di mana tinggalan beberapa manusia terawal dan alat batu mereka telah ditemukan.
The helikopter Oldowan yang lebih asas (kiri) dan makhluk Acheulian yang lebih maju (kanan) (Shelby S. Putt, ihsan Institut Zaman Batu, CC BY-ND) Sekitar 1, 8 juta tahun yang lalu, juga di Afrika Timur, jenis manusia baru muncul, satu dengan tubuh yang lebih besar, otak yang lebih besar dan toolkit baru. Toolkit ini, yang dipanggil industri Acheulian, terdiri daripada alat teras berbentuk yang dibuat dengan membuang serpihan dari batu dengan cara yang lebih sistematik, yang membawa kepada handaxe rata dengan tepi tajam sepanjang jalan di sekitar alat itu.
Kenapa teknologi Acheulian novel ini begitu penting untuk nenek moyang kita? Pada masa persekitaran dan sumber makanan agak tidak dapat diramalkan, manusia awal mungkin mula bergantung pada teknologi lebih kerap untuk mengakses barang-barang makanan yang lebih sukar diperoleh daripada, katakan, buah-buahan yang berpotongan rendah. Daging, ubi bawah tanah, grub dan kacang mungkin semua telah di menu. Orang-orang dengan alat yang lebih baik mendapat akses kepada makanan yang padat tenaga ini, dan mereka dan anak-anak mereka menuai faedah.
Satu kumpulan penyelidik telah mencadangkan bahawa bahasa manusia mungkin telah berevolusi dengan menggembirakan pada rangkaian otak yang sudah ada sebelumnya yang telah digunakan untuk pembuatan alat kompleks seperti ini.
Begitu juga dengan pembuat alat Acheulian yang lebih bijak daripada mana-mana saudara lelaki yang hidup sebelum 1.8 juta tahun yang lalu, dan apakah ini berpotensi menjadi titik dalam evolusi manusia ketika bahasa muncul? Kami menggunakan pendekatan neuroarchaeological untuk menjawab soalan-soalan ini.
Aktiviti pengambilan otak sekarang untuk membina semula aktiviti otak pada masa lalu
Pasukan penyelidikan saya yang terdiri daripada paleoanthropologists di Institut Usia Batu dan University of Iowa dan ahli sains saraf di University of East Anglia, merekrut manusia moden-semua yang kita miliki pada hari-hari kita ini - otaknya yang kita dapat gambar ketika mereka membuat Oldowan dan alat batu acheulian. Para sukarelawan kami mencipta tingkah laku manusia awal untuk membuat jenis alat yang sama yang mereka buat sejak lama; kita boleh menganggap bahawa bidang otak manusia moden mereka yang menyala ketika membuat alat ini adalah kawasan yang sama yang diaktifkan pada masa lalu yang jauh.
Kami menggunakan teknologi pencitraan otak yang dikenali sebagai spektroskopi inframerah dekat (fNIRS). Ia adalah unik di kalangan teknik pencitraan otak kerana ia membolehkan orang yang otaknya diikat untuk duduk dan menggerakkan lengannya, tidak seperti teknik lain yang tidak membenarkan apa-apa gerakan sama sekali.
Para peserta dalam kajian itu membuat alat batu sementara aktiviti otak mereka diukur dengan fNIRS. (Shelby S. Putt, CC BY-ND) Setiap mata pelajaran yang mengambil bahagian dalam kajian ini menghadiri pelbagai sesi latihan untuk mempelajari cara membuat alat Oldowan dan Acheulian sebelum masuk untuk membuat alat ujian akhir sambil disambungkan ke sistem fNIRS.
Kami perlu mengawal bahasa dalam reka bentuk percubaan kami untuk menguji idea bahawa bahasa dan pembuatan alat berkongsi litar biasa di dalam otak. Jadi kami membahagikan peserta menjadi dua kumpulan: Satu belajar membuat alat batu melalui video dengan arahan bahasa; kumpulan lain belajar melalui video yang sama, tetapi dengan audio diredamkan, jadi tanpa bahasa.
Jika bahasa dan pembuatan alat benar-benar berkongsi hubungan bersama evolusi, maka peserta yang diletakkan di dalam kumpulan nonverbal masih perlu menggunakan bidang bahasa otak sambil membuat alat batu. Inilah hasil yang harus kita harapkan jika pengeluaran pemprosesan bahasa dan alat batu memerlukan litar saraf yang sama di dalam otak.
Semasa sesi neuroimaging, kami mempunyai tiga tugas yang lengkap: tugas baseline motor di mana mereka melanda dua batu bulat bersama-sama tanpa cuba membuat serpihan; tugas Oldowan yang melibatkan membuat serpihan sederhana tanpa cuba membentuk inti; dan tugas Acheulian di mana mereka cuba membentuk teras menjadi handaxe melalui prosedur penyingkiran serpihan yang lebih maju.
Evolusi kognisi seperti manusia
Apa yang kami dapati ialah hanya para peserta yang belajar membuat alat batu dengan arahan bahasa yang menggunakan bidang pemprosesan bahasa otak. Ini mungkin bermakna bahawa mereka mengimbas kembali arahan lisan yang mereka dengar semasa sesi latihan mereka. Ini menjelaskan mengapa kajian terdahulu yang tidak mengawal arahan bahasa dalam reka bentuk eksperimen mereka mendapati bahawa pengeluaran alat batu mengaktifkan bidang pemprosesan bahasa otak. Kawasan bahasa itu bukanlah sesuatu yang intrinsik untuk membuat alat-alat batu, tetapi kerana ketika para peserta bekerja pada alat-alat yang mereka juga mungkin memainkan kembali dalam pikiran mereka arahan berbasis bahasa yang mereka terima.
Kajian kami menunjukkan bahawa orang boleh membuat alat batu tanpa mengaktifkan litar otak yang berkaitan dengan bahasa. Ini bermakna bahawa kita tidak dapat dengan yakin menyatakan pada ketika ini bahawa pembuatan alat batu memainkan peranan utama dalam evolusi bahasa. Oleh itu, apabila bahasa yang tepat, penampilannya masih misteri untuk diselesaikan.
Kami juga mendapati bahawa pembuatan alat Oldowan terutamanya mengaktifkan kawasan otak yang terlibat dalam pemeriksaan visual dan pergerakan tangan. Pembuatan alat Acheulian yang lebih maju merekrut rangkaian kognitif pesanan yang lebih tinggi yang merentasi sebahagian besar korteks serebrum. Rangkaian kognitif Acheulian ini terlibat dalam perancangan motor peringkat tinggi dan menyimpan maklumat pelbagai deria menggunakan memori kerja.
Bidang otak yang membentuk rangkaian kognitif Acheulian yang juga aktif apabila pemain piano terlatih memainkan piano. (Shelby S. Putt, CC BY-ND) Ternyata rangkaian kognitif Acheulian ini adalah yang sama dalam talian apabila pemain piano terlatih memainkan piano. Ini tidak bermakna bahawa manusia awal dapat bermain Chopin. Tetapi hasilnya mungkin bermakna bahawa rangkaian otak kita bergantung pada hari ini untuk menyelesaikan tugas-tugas kompleks yang melibatkan pelbagai bentuk maklumat, seperti memainkan alat muzik, mungkin berkembang sekitar 1.8 juta tahun yang lalu supaya nenek moyang kita dapat membuat alat yang kompleks untuk mengeksploitasi tenaga -makanan makanan.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Shelby Putt, Fellow Penyelidik Pasca doktoral, Institut Usia Batu dan Pusat Penyelidikan ke Yayasan Antropologi Teknologi, Indiana University
