Что могут палеолитические орудия рассказать о мышлении наших предков?

Олдувайская технология основана на производстве острых отщепов случайной формы, которые используются в качестве орудий, тогда как остающиеся «ядра» (нуклеусы), как правило, представляют собой производственные отходы. Ашельская технология предполагает придание нуклеусу требуемой формы путем аккуратного и точного откалывания отщепов, причем наиболее ценным орудием становится сам нуклеус. Изображение из обсуждаемой статьи в PLoS ONE

Два миллиона лет потребовалось нашим предкам, чтобы пройти путь от примитивных каменных отщепов олдувайской культуры к симметричным, обоюдоострым рубилам позднего Ашеля. Детальное изучение работы рук и мозга современных умельцев, овладевших палеолитическими технологиями, показало, что переход от Олдувая к Ашелю, скорее всего, был связан с развитием не только сенсомоторных функций мозга и координации движений, но и «высших» когнитивных способностей, в том числе сознательного контроля сложных последовательных действий и, возможно, речи.

Большая часть истории рода человеческого приходится на нижний палеолит, или ранний древнекаменный век. Он начался около 2,6 млн лет назад с появлением первых каменных орудий олдувайского типа (см. Oldowan) и длился более 2 млн лет. Около 1,7 млн лет назад появляются первые орудия ашельского типа (см. Acheulian), изготовление которых требовало куда большего мастерства. Главное отличие ашельских орудий состоит в том, что им целенаправленно придавали определенную форму. Вопрос о том, насколько резким или постепенным был переход от Олдувая к Ашелю, остается спорным. С одной стороны, известен так называемый «развитой Олдувай» (developed Oldowan, DO), трактуемый некоторыми экспертами как переходная культура, однако другие авторы оспаривают переходный статус DO (Semaw et al., 2009. The Oldowan-Acheulian Transition: Is there a «Developed Oldowan» Artifact Tradition?). К позднеашельской эпохе (примерно 0,5 млн лет назад) форма орудий становится весьма совершенной и стандартизованной.

За два с лишним миллиона лет нижнего палеолита объем мозга наших предков увеличился примерно вдвое: от первых хабилисов или даже поздних австралопитеков с объемом мозга порядка 500–700 см³ до поздних H. erectus или H. heidelbergensis с мозгом 1100–1200 см³ и более. Наверное, мозг рос не просто так: по идее, люди должны были при этом становиться умнее. Однако до сих пор имеется очень мало фактов, позволяющих сказать что-то определенное о мышлении нижнепалеолитических людей. Возможно, каменные орудия потенциально могли бы стать ценнейшим источником такой информации, но как ее извлечь? О каких изменениях мышления свидетельствует постепенное совершенствование технологий обработки камня?

Многие авторы предполагали, что переход от Олдувая к Ашелю был важнейшим переломным рубежом в эволюции рода Homo. Может быть, этот переход был связан с быстрым развитием абстрактного мышления, без которого было бы трудно придавать объектам произвольную, заранее запланированную форму. Некоторые эксперты даже пытались связать становление ашельских технологий с развитием речи. Но всё это лишь спекуляции, весьма уязвимые для критики. Можно ли добыть какие-то более конкретные факты для проверки подобных идей?

В последние годы археологи и антропологи всерьез приступили к поиску таких фактов. Кое-кто из них в совершенстве овладел нижнепалеолитическими приемами обработки камня. Эти умельцы используют себя в качестве живых моделей для изучения тонких деталей работы рук и мозга доисторических мастеров.

Дитрих Стаут (Dietrich Stout) из Университета Эмори (Emory University, Атланта, США) — один из главных энтузиастов этого нового направления исследований. Ранее он принял участие в изучении мозговой активности людей в процессе изготовления олдувайских и ашельских орудий (Stout & Chaminade, 2007. The evolutionary neuroscience of tool making (PDF, 611 Кб); Stout et al., 2008. Neural correlates of Early Stone Age toolmaking: technology, language and cognition in human evolution). В ходе этих исследований выяснилось, что при изготовлении олдувайских орудий повышенная активность наблюдается в ряде участков коры, в том числе в левой вентральной премоторной коре (left ventral premotor cortex, PMv). Этот участок мозга задействован одновременно и в координации движений кисти, и в произнесении членораздельных звуков. По мнению Стаута и его коллег, это позволяет предположить, что начало интенсивной орудийной деятельности около 2,6 млн лет назад могло внести вклад в эволюцию нейрологической «базы» для последующего развития членораздельной речи.

При изготовлении ашельских орудий дополнительно возбуждаются некоторые участки правого полушария: надкраевая извилина теменной доли (supramarginal gyrus of the inferior parietal lobule, SMG); правая вентральная премоторная кора, а также поле Бродмана 45 — участок, отвечающий за обработку лингвистических контекстов и интонаций. Симметричный участок слева (поле №45 левого полушария) — это передняя часть зоны Брока, моторного центра речи.

Участки мозга, в которых при помощи позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) была зарегистрирована повышенная активность в процессе изготовления олдувайских (вверху) и ашельских (внизу) орудий. LH — левое полушарие, RH — правое полушарие, PMv — вентральная премоторная кора, SMG — надкраевая извилина, BA 45 — поле Бродмана 45. Изображение из обсуждаемой статьи в PLoS ONE

По мнению Стаута и его коллег, возбуждение участков правого полушария, наблюдаемое при изготовлении ашельских, но не олдувайских орудий, можно интерпретировать двояко. Либо они возбуждаются просто потому, что требуется более четкий контроль движений левой кисти, либо их активность свидетельствует о вкладе правого полушария в сознательный контроль сложных последовательных действий. В последнем случае речь идет не просто о координации движений, а о более «высоких» когнитивных функциях, которые становятся востребованы при ашельской технологии, но не нужны при олдувайской.

При изготовлении нижнепалеолитических орудий недоминантная (у правшей — левая) рука удерживает нуклеус и придает ему правильную ориентацию, тогда как правая рука наносит другим камнем более или менее однообразные удары. Совместно с коллегами из Великобритании и Швеции Стаут решил выяснить, в чём состоят различия в движениях левой кисти при изготовлении олдувайских и ашельских орудий и как эти различия соотносятся с выявленными ранее особенностями мозговой активности. Результаты этого нового исследования опубликованы в журнале PLoS ONE.

Для решения поставленной задачи авторы воспользовались киберперчаткой (см. CyberGlove) с 18 датчиками, регистрирующими все движения кисти. В качестве подопытного «палеолитического мастера» выступал один из авторов статьи, Брюс Брэдли (Bruce Bradley) из Университета Эксетера (Великобритания), один из лучших экспертов в области «экспериментальной археологии».

Авторы применили ряд весьма замысловатых методов математической обработки данных, полученных при помощи киберперчатки, чтобы ответить на ключевой вопрос: различаются ли олдувайская и ашельская технологии по степени сложности координированных движений левой кисти? Ни один из примененных методов не выявил существенных различий. Это позволило авторам заключить, что при переходе от олдувая к ашелю задачи, стоящие перед левой рукой, не усложнились, а значит, не требовалось и привлекать новые области правого полушария к контролю над ее движениями. Следовательно, повышенная активность правого полушария, наблюдаемая при изготовлении ашельских орудий, связана не с управлением движениями левой руки, а с какими-то иными ментальными функциями, которые не были задействованы при производстве олдувайских орудий. В этом, собственно, и состоит главный практический вывод обсуждаемой работы.

Для сравнения авторы исследовали теми же методами движения левой кисти при выполнении нескольких более легких задач, таких как перекладывание небольших предметов с места на место. Эти движения оказались более простыми, чем при удерживании каменного нуклеуса во время изготовления орудий, что соответствовало интуитивным ожиданиям и косвенным образом подтвердило адекватность применяемых методик.

В заключительной части статьи авторы рассуждают о том, с чем может быть связана повышенная активность правого полушария при изготовлении ашельских орудий, если, как теперь стало ясно, это не имеет отношения к управлению левой кистью. Согласно одной из популярных среди психологов точек зрения, «разделение труда» между левым и правым полушариями восходит к разделению труда между руками в повседневной деятельности. Доминантная (у правшей — правая) рука, как правило, совершает больше быстрых, резких движений, тогда как недоминантная (левая) чаще используется для удерживания предметов в нужном положении и в целом — для более медленных и «значительных» движений. В этом легко убедиться, вспомнив, как мы забиваем гвоздь, режем хлеб или зажигаем спичку. В соответствии с этим левое полушарие у людей (точнее, правшей — у левшей всё наоборот) специализируется на быстрых и точных мыслительных процессах, правое — на более медленных, расплывчатых и «глобальных». Например, левые поля Бродмана №44 и 45 отвечают за произнесение членораздельных звуков, то есть занимаются болтовней, а те же поля в правом полушарии следят за более «глобальными» вещами, такими как интонации и контексты.

Изготовление ашельских орудий, очевидно, требовало более сложного мышления, планирования и координации длинных последовательностей целенаправленных действий. Может быть, рассуждают авторы, активизация некоторых участков правого полушария при изготовлении ашельских орудий намекает нам на то, что переход от олдувая к ашелю был каким-то образом связан с развитием соответствующих интеллектуальных способностей «глобального» плана», в том числе способностей к более сложной, дискурсивной речи. В некотором смысле лингвистические задачи, выполняемые правым полушарием, схожи с задачами, стоящими перед позднеашельским мастером. В обоих случаях приходится работать с иерархически организованными идеями.

Например, при изготовлении позднеашельского рубила мастеру приходится время от времени останавливаться и подготавливать «площадку» для следующего удара, чтобы очередной отщеп откололся правильно. Подготовка состоит в отбивании или соскребании очень мелких фрагментов камня. Наличие подобных «вложенных подпрограмм» характерно и для процессов обработки лингвистической информации. В целом, авторы склоняются к мысли, что либо развитие речи могло способствовать эволюции нейрологических «субстратов» для сложной орудийной деятельности, либо, наоборот, ашельские технологии способствовали развитию участков мозга, которые впоследствии пригодились для совершенствования речевой коммуникации, либо оба процесса шли параллельно, помогая друг другу.

Конечно, все эти рассуждения пока основаны на очень зыбком фундаменте. Однако новаторский подход авторов, их отчаянные, но при этом вполне серьезные попытки извлечь хоть какую-то информацию о мышлении наших предков из того немногого, что те после себя оставили, заслуживают всяческого одобрения и поддержки.

Источник: Aldo Faisal, Dietrich Stout, Jan Apel, Bruce Bradley. The Manipulative Complexity of Lower Paleolithic Stone Toolmaking // PLoS ONE. 2010. 5(11): e13718.

Александр Марков