Kamienie i skanery

Pozostawione przez naszych odległych przodków kamienne narzędzia mogą wyglądać niepozornie, ale wytworzenie ich nie było łatwe. Zdaniem jednego z niewielu współczesnych praktyków – Dietricha Stouta, antropologa z Uniwersytetu Emory’ego – praca ta „wymagała bardzo precyzyjnych uderzeń wykonywanych zbyt szybko, by można w ich trakcie dokonać korekty”.

Wytwarzanie paleolitycznych narzędzi Stout przyrównuje do rzeźbienia w marmurze – jeden błędny ruch może zniszczyć dzieło. Jemu samemu stworzenie pierwszego, które dorównałoby pierwowzorom, zajęło ok. 300 godzin. Uczestnicy kursu archeologa Bruce’a Bradleya na Uniwersytecie w Exeter na nauce łupania kamieni spędzali średnio 167 godzin, a przygotowane przez nich narzędzia ustępowały tym z paleolitu. Ich wytwarzanie musiał więc poprzedzać proces myślowy, planowanie oraz międzypokoleniowy przekaz wiedzy.

Ewolucja kulturowa

Najstarsze dowody na użycie poddanych niewielkiej obróbce kamiennych narzędzi – w celu odcinania mięsa od kości upolowanych zwierząt i pozyskiwania szpiku – pochodzą sprzed 3,3 mln lat. To więcej niż liczy sobie rodzaj ludzki. Te bardzo proste artefakty, nazwane kulturą lomekwijską, pozostawił Australopithecus afarensis – ten sam gatunek małpy człekokształtnej, do której przynależy słynny szkielet nazwany imieniem Lucy.

Młodsze narzędzia z czasem stają się coraz bardziej wyrafinowane, czemu towarzyszy wzrost rozmiarów mózgu ich twórców. Pierwszy przedstawiciel rodzaju ludzkiego, żyjący ok. 2,4-1,5 mln lat temu Homo habilis (rozmiar mózgu ok. 500-800 cm3) wytwarzał narzędzia tzw. epoki olduwajskiej – były to m.in. obrabiane z jednej strony tzw. otoczaki. W przypadku H. ergastera ślady kopalne, datowane na ok. 1,7 mln lat, zawierają artefakty nazwane aszelskimi – to głównie pięściaki w kształcie kropli. Archeolodzy czasem nazywają je scyzorykami szwajcarskimi paleolitu. To ikona swojej epoki, którą swego czasu w logo umieściła brytyjska Królewska Akademia Inżynierii. Narzędzia aszelskie posiadają dwuboczną symetrię oraz regularne krawędzie. Ich wytwarzaniu towarzyszył wzrost objętości mózgoczaszki (do ok. 1100 cm3).

Czytaj także: Jakub Mejer: Pierwszy amerykański wynalazek

Już we wczesnej epoce kamienia pojawiają się narzędzia, które służyły do wytwarzania innych narzędzi – np. do ostrzenia włóczni – wymagające zaawansowanej wyobraźni i zdolności do planowania. Clive Gamble, John Gowlett i Robin Dunbar, autorzy książki „Potęga mózgu”, twierdzą z kolei, że stworzenie pięściaka wymaga wykorzystania co najmniej dziesięciu idei i koncepcji. Naukę takich umiejętności można było uprościć, dokładnie ustalając kolejność czynności. Np. w technice wytwarzania aszelskich pięściaków zwanej Victoria West rdzeń (czyli kamień, z którego fragmentu uzyskiwano narzędzie) bardzo ostrożnie obłupywano do rozmiarów niewiele większych od docelowego narzędzia. Ostatnie uderzenie odłupywało gotowe narzędzie od rdzenia.

Ten postęp technologiczny, będący przejawem tzw. kumulatywnej ewolucji kulturowej, może świadczyć także o rozwoju życia społecznego naszych przodków. Bez rozwiniętych zdolności do uczenia się (np. przez naśladowanie albo celowy instruktaż) nie byłaby ona możliwa – każde kolejne pokolenie musiałoby wynajdywać swoje narzędzia na nowo. Powstawanie tradycji kulturowych, opartych na społecznym uczeniu się, pozwoliło zaś kolejnym pokoleniom rozwijać to, czego nauczyły się od przodków. Być może w tym czasie tworzyły się także pierwsze sieci relacji społecznych między osobnymi grupami. W różnych miejscach odnaleziono narzędzia sprzed kilkuset tysięcy lat, które wykonano z materiałów pozyskanych w odległości kilkudziesięciu kilometrów. Niewykluczone, że dotarły one na docelowe miejsce dzięki jakimś formom wymiany handlowej.

Archeologia poznawcza

Jedna z hipotez wyjaśniających wzrost rozmiarów ludzkiego mózgu mówi o tym, że kamienne narzędzia pomogły naszym przodkom adaptować się do zmian ekologicznych i klimatycznych. Później nastąpiło sprzężenie zwrotne: wykonywanie narzędzi wymagało sprawnego mózgu, a rosnący mózg umożliwiał dalsze ich udoskonalanie. One z kolei wzbogacały naszą kulturę – umożliwiały nowe praktyki i zachowania, które napędzały dalszą ewolucję naszych zdolności poznawczych. Wyjaśnień konkurencyjnych jednak nie brakuje, a w ewolucji trudno rozstrzygać, co jest przyczyną jakiejś zmiany, a co raczej jej konsekwencją. Narzędzia mogą więc być ubocznym efektem tego, że mózg naszych przodków zaczął rosnąć z innych powodów (np. konieczności rozwijania współpracy wewnątrz grup społecznych). Dysponujemy jednak metodami, które mogą w jakimś stopniu uprawdopodobniać przedstawiony scenariusz.

Studenci wspomnianego Dietricha Stouta po warsztatach z wytwarzania paleolitycznych narzędzi przechodzą testy psychologiczne, a ich mózgi bada się przy użyciu technik neuroobrazowych. Mózg to w końcu plastyczny organ, a każdy trening – także łupania kamieni – może wywoływać reorganizację połączeń między neuronami. Takie zmiany mogą zaś w teorii przekładać się na wzrost dostosowania, jeśli zapewniają osobnikom odpowiednią przewagę – a więc mogłyby upowszechniać się w populacji i wpływać na kierunek ewolucji.

Czytaj także: Łukasz Kwiatek: Kto odkrył Amerykę

Wykorzystanie metod obrazowania mózgu do analizy tego rodzaju zmian rodzi mnóstwo problemów praktycznych. Początkowo wykluczało to np. użycie popularnego w nauce narzędzia – skanera fMRI (funkcjonalnego rezonansu magnetycznego), który wymaga unieruchomienia osoby badanej w dużej tubie. W takich warunkach nie można ciosać kamieni. Dlatego pionierzy „archeologii poznawczej”, tacy jak Stout, postanowili użyć innej techniki obrazowania, zwanej PET (pozytonowa tomografia emisyjna). Osoby badane miały za zadanie łupać kamienie różnymi paleolitycznymi technikami, a badacze sprawdzali, co w tym czasie dzieje się w ich mózgach.

Interesujące różnice w aktywacjach mózgu wykryto w przypadku odtwarzania narzędzi olduwajskich i aszelskich. Zespół Scotta Freya wytwarzanie tych bardziej zaawansowanych narzędzi powiązał z aktywnością specyficznych obszarów lewej półkuli, odpowiedzialnych nie tylko za planowanie i wykonywanie gestów, ale także reprezentacje semantyczne (przetwarzanie znaczeń pojęć). W przypadku starszych narzędzi olduwajskich zwiększona jest natomiast aktywność płatów ciemieniowych odpowiadających m.in. za koordynację ruchu i wzroku czy orientację przestrzenną. Może to świadczyć o tym, że właśnie koordynacja ruchów odgrywała kluczową rolę w tworzeniu tych narzędzi, a nie bardziej abstrakcyjne myślenie pojęciowe, które pojawiło się później, wraz z narzędziami bardziej zaawansowanymi.

W 2015 r. Stout doszedł do wniosku, że uprawnione jest użycie techniki fMRI i unieruchomienie osób badanych. Obserwacja wykonywania jakiejś czynności przez innych powoduje bowiem aktywację analogicznych obszarów, jak przy wykonywaniu jej samodzielnie. Tak działają odkryte na początku lat 90. słynne neurony lustrzane. Uczestnicy opisanego w 2015 r. eksperymentu obserwowali półtorasekudnowe animacje, pokazujące wytwarzanie narzędzi aszelskich. W tym czasie ich mózgi wykazywały zwiększoną aktywność w obszarach przedczołowych, co w praktyce przekładało się na częstotliwość wyboru prawidłowych strategii przy łupaniu kamieni.

Mózg i język

Neurobiolog Michael Arbib twierdzi, że wytwarzanie narzędzi mogło nawet przyczynić się do powstania języka – ponieważ pozwoliło ukształtować struktury mózgowe, które potem przejęły funkcje językowe. Np. nauka produkcji olduwajskich narzędzi wiązała się najprawdopodobniej z dokładnym imitowaniem złożonych czynności innych osobników – za co odpowiadają podobne obszary mózgu do tych, które małpy wykorzystują w komunikacji za pomocą gestów.

Choć hipoteza Arbiba ma dość spekulatywny charakter, wspierają ją niektóre dane neuroanatomiczne. W latach 90. udowodniono, że zlokalizowany (u większości osób) w lewej półkuli ośrodek Broki, tradycyjnie utożsamiany ze zdolnością mowy, odpowiada także za złożone działania manualne. W eksperymencie zespołu Satomi Higuchi obszar Broki był aktywny, gdy badani wykonywali czynności za pomocą ołówka, nożyczek lub pałeczek.

W jednym ze swoich eksperymentów Stout poprosił o wykonanie aszelskiego topora nowicjuszy i ekspertów (archeologów). Co prawda żaden wytwór nie dorównał oryginałom, ale udowodniono, że wytwarzanie narzędzi podobnych do aszelskich wiąże się ze wzmożoną aktywnością zakrętu czołowego dolnego mózgu, czyli obszaru odpowiadającego m.in. za kontrolę poznawczą oraz przetwarzanie syntaktycznych aspektów języka.

Rozstrzygających dowodów na rzecz hipotezy o tym, że to właśnie produkcja narzędzi ukierunkowała ewolucję złożonych zdolności poznawczych człowieka, ciągle nie posiadamy. Ale kolejne odkrycia w młodej dziedzinie archeologii poznawczej pozwolą na tę kwestię rzucić więcej światła. ©