Изменения в производстве орудий раннего каменного века связаны с «музыкальными» центрами мозга

Новое исследование предполагает, что прогресс в изготовлении орудий раннего каменного века был меньше связан с эволюцией языка и больше — с мозговыми сетями, задействованными при игре на современном фортепиано.

Около 1,75 миллиона лет назад произошла революционная инновация в технологии каменных орудий: ранние люди перешли от изготовления простых олдованских отщепов и галечных орудий к производству двусторонних, оформленных орудий, таких как ашельские рубила и кливеры. Считается, что этот скачок отражает эволюционное изменение интеллекта и языковых способностей.

Однако понять связь между эволюцией мозга и когницией сложно, поскольку невозможно наблюдать мозговую активность вымерших людей. Инновационный подход к этой проблеме — объединение современных методов нейронауки и материальных артефактов из археологической летописи.

Чтобы понять изменения в мозге, которые могли сопутствовать прогрессу в использовании орудий, исследователи в области нейроархеологии из Университета Восточной Англии, Stone Age Institute в Университете Индианы и Университета Айовы изучили мозговую активность современных людей в процессе обучения изготовлению олдованских и ашельских каменных орудий.

Чтобы проверить, влияет ли обучение с языком на задействованные мозговые сети, 15 из 31 участника обучались скалыванию камня с вербальными инструкциями, просматривая видео рук опытного мастера. Остальные 16 участников обучались по тем же видео, но без звука (невербально).

Исследователи обнаружили, что для создания простых олдованских отщепов было достаточно координации сетей зрительного внимания и моторного контроля. Однако производство ашельских орудий потребовало интеграции зрительной рабочей памяти, слуховой и сенсомоторной информации, а также сложного планирования действий — тех же областей мозга, которые активируются при игре на современном фортепиано. Эти выводы, опубликованные в журнале Nature Human Behaviour, являются важным шагом в понимании эволюции человеческого интеллекта.

Ведущий автор доктор Шелби Патт отметила, что работа даёт новое понимание доисторического познания с использованием передовой техники нейровизуализации, позволяющей измерять локальную мозговую активность во время сложных действий.

Исследование выявило ключевые мозговые сети, которые могли лежать в основе перехода к более человекообразному интеллекту около 1,75 млн лет назад, что, вероятно, стало поворотным моментом в эволюции человеческого мозга.

Также было обнаружено, что мозговые сети, специализированные для языка у современных людей, активировались при изготовлении ашельских орудий только в группе с вербальным обучением. Поскольку язык, вероятно, был недоступен 1,75 млн лет назад, это говорит о том, что производство ашельских орудий не сильно зависело от эволюции языковых центров мозга.

Соавтор профессор Джон Спенсер заявил, что результаты не полностью подтверждают предыдущие утверждения о совместной эволюции языка и производства каменных орудий. Больше поддержки получила идея, что рабочая память и сети аудиовизуальной интеграции заложили основу для прогресса в изготовлении орудий.

Это первое исследование с использованием передовой техники функциональной спектроскопии в ближней инфракрасной области (fNIRS), позволившей в реальном времени отслеживать изменения мозговой активности участников в процессе изготовления орудий.

Появление более сложного набора каменных орудий в археологической летописи ознаменовало важный когнитивный сдвиг, когда наши предки начали думать и действовать более по-человечески. Эти выводы были бы труднодостижимы без междисциплинарного подхода, лежащего в основе проекта.