Kami tidak dapat mengamati aktivitas otak spesies manusia yang punah. Tetapi kita dapat mengamati otak modern melakukan hal-hal yang dilakukan nenek moyang kita yang jauh sebagai petunjuk bagaimana otak mereka bekerja.
Serpihan-serpihan batu beterbangan, tetapi bagian otak apa yang ditembakkan? Gambar melalui Shelby S. Putt.
Oleh Shelby Putt, Universitas Indiana
Bagaimana manusia bisa begitu pintar, dan kapan ini terjadi? Untuk menguraikan pertanyaan ini, kita perlu tahu lebih banyak tentang kecerdasan nenek moyang manusia kita yang hidup 1,8 juta tahun yang lalu. Pada titik inilah alat batu jenis baru menghantam tempat kejadian dan otak manusia hampir berlipat ganda.
Beberapa peneliti telah menyarankan bahwa teknologi yang lebih maju ini, ditambah dengan otak yang lebih besar, menyiratkan tingkat kecerdasan yang lebih tinggi dan bahkan mungkin tanda-tanda bahasa pertama. Tetapi yang tersisa dari manusia purba ini adalah fosil dan alat-alat batu. Tanpa akses ke mesin waktu, sulit untuk mengetahui fitur kognitif apa yang dimiliki manusia purba ini, atau apakah mereka mampu berbahasa. Sulit - tetapi bukan tidak mungkin.
Sekarang, berkat teknologi pencitraan otak yang mutakhir, tim peneliti interdisipliner saya belajar betapa cerdasnya nenek moyang pembuat alat awal kami. Dengan memindai otak manusia modern saat ini karena mereka membuat jenis alat yang sama dengan yang dilakukan nenek moyang kita yang sangat jauh, kita memusatkan perhatian pada jenis kekuatan otak apa yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas pembuatan alat ini.
Sebuah lompatan maju dalam teknologi alat batu
Alat-alat batu yang bertahan dalam catatan arkeologi dapat memberi tahu kita sesuatu tentang kecerdasan orang-orang yang membuatnya. Bahkan nenek moyang manusia kita yang paling awal pun tidak bodoh; ada bukti untuk alat-alat batu sedini 3,3 juta tahun yang lalu, meskipun mereka mungkin membuat alat dari barang yang mudah rusak bahkan lebih awal.
Pada awal 2,6 juta tahun yang lalu, beberapa leluhur manusia bertubuh kecil dan berotak kecil memecahkan serpihan kecil dari batu yang lebih besar untuk menggunakan ujung tajamnya. Jenis-jenis alat batu ini milik apa yang dikenal sebagai industri Oldowan, dinamai dari Olduvai Gorge di Tanzania, di mana sisa-sisa dari beberapa manusia paling awal dan peralatan batu mereka telah ditemukan.
Helikopter Oldowan yang lebih mendasar (kiri) dan handaxe Acheulian yang lebih maju (kanan). Gambar melalui Shelby S. Putt, milik Institut Zaman Batu.
Sekitar 1,8 juta tahun yang lalu, juga di Afrika Timur, tipe manusia baru muncul, satu dengan tubuh lebih besar, otak lebih besar dan toolkit baru. Toolkit ini, yang disebut industri Acheulian, terdiri dari alat-alat inti berbentuk yang dibuat dengan menghilangkan serpihan dari batu dengan cara yang lebih sistematis, yang mengarah ke handaxe datar dengan ujung-ujung tajam di sekeliling alat.
Mengapa teknologi Acheulian novel ini begitu penting bagi leluhur kita? Pada saat lingkungan dan sumber daya makanan agak tidak dapat diprediksi, manusia purba mungkin mulai lebih mengandalkan teknologi untuk mengakses barang-barang makanan yang lebih sulit diperoleh daripada, katakanlah, buah-buahan yang menggantung rendah. Daging, umbi bawah tanah, belatung dan kacang-kacangan mungkin semuanya ada di menu. Orang-orang dengan alat yang lebih baik mendapatkan akses ke makanan padat energi ini, dan mereka dan anak-anak mereka menuai manfaatnya.
Satu kelompok peneliti telah menyarankan bahwa bahasa manusia mungkin telah berevolusi dengan membonceng jaringan otak yang sudah ada sebelumnya yang sudah digunakan untuk pembuatan alat yang kompleks semacam ini.
Jadi, apakah pembuat alat Acheulian lebih pintar daripada kerabat manusia mana pun 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 pertanyaan-pertanyaan ini.
Partisipan dalam penelitian ini membuat alat batu sementara aktivitas otak mereka diukur dengan fNIRS. Gambar melalui Shelby S. Putt.
Pencitraan aktivitas otak sekarang untuk merekonstruksi aktivitas otak di masa lalu
Tim peneliti saya, yang terdiri dari ahli paleoantropologi di Stone Age Institute dan University of Iowa dan ahli saraf di University of East Anglia, merekrut manusia modern - yang kita miliki sekarang - yang otaknya bisa kita bayangkan ketika mereka membuat Oldowan dan alat-alat batu Acheulian. Relawan kami menciptakan kembali perilaku manusia purba untuk membuat jenis alat yang sama yang mereka buat sejak dulu; kita dapat mengasumsikan bahwa area otak manusia modern mereka yang menyala ketika membuat alat ini adalah area yang sama yang diaktifkan di masa lalu yang jauh.
Kami menggunakan teknologi pencitraan otak yang disebut spektroskopi inframerah-dekat fungsional (fNIRS). Ini unik di antara teknik pencitraan otak karena memungkinkan orang yang otaknya dicitrakan untuk duduk dan menggerakkan lengannya, tidak seperti teknik lain yang tidak memungkinkan gerakan sama sekali.
Setiap mata pelajaran yang berpartisipasi dalam penelitian ini menghadiri beberapa sesi pelatihan untuk belajar bagaimana membuat alat Oldowan dan Acheulian sebelum masuk untuk alat tes akhir sementara terhubung ke sistem fNIRS.
Video pelatihan ditunjukkan kepada peserta. Kelompok verbal mendengar instruktur menyuarakan instruksi, sementara kelompok nonverbal menyaksikan versi yang diam.
Kami perlu mengontrol bahasa dalam desain percobaan kami untuk menguji gagasan bahwa bahasa dan pembuatan alat berbagi sirkuit yang sama di otak. Jadi, kami membagi peserta menjadi dua kelompok: Satu belajar membuat alat batu melalui video dengan instruksi bahasa; kelompok lain belajar melalui video yang sama, tetapi dengan audio dimatikan, jadi tanpa bahasa.
Jika bahasa dan pembuatan alat benar-benar berbagi hubungan co-evolusi, maka bahkan para peserta yang ditempatkan dalam kelompok nonverbal harus tetap menggunakan area bahasa otak saat membuat alat batu. Ini adalah hasil yang harus kita harapkan jika pemrosesan bahasa dan produksi alat batu memerlukan sirkuit saraf yang sama di otak.
Selama sesi neuroimaging, kami meminta para peserta menyelesaikan tiga tugas: tugas dasar motor di mana mereka memukul dua batu bulat bersama-sama tanpa berusaha membuat serpihan; tugas Oldowan yang melibatkan membuat serpihan sederhana tanpa berusaha membentuk inti; dan tugas Acheulian di mana mereka berusaha membentuk inti menjadi sebuah handaxe melalui prosedur penghilangan serpihan yang lebih maju.
Area otak yang membentuk jaringan kognitif Acheulian yang juga aktif ketika pianis terlatih memainkan piano. Gambar melalui Shelby S. Putt,
Evolusi kognisi seperti manusia
Apa yang kami temukan adalah hanya peserta yang belajar membuat alat batu dengan instruksi bahasa yang menggunakan area pemrosesan bahasa otak. Ini mungkin berarti bahwa mereka mengingat instruksi lisan yang mereka dengar selama sesi pelatihan mereka. Itu menjelaskan mengapa penelitian sebelumnya yang tidak mengontrol pengajaran bahasa dalam desain eksperimen mereka menemukan bahwa produksi alat batu mengaktifkan area pemrosesan bahasa otak. Area-area bahasa itu menyala bukan karena sesuatu yang intrinsik untuk membuat alat-alat batu, tetapi karena sementara para peserta mengerjakan alat-alat itu, mereka juga kemungkinan memainkan kembali dalam pikiran mereka instruksi berbasis bahasa yang mereka terima.
Penelitian kami menunjukkan bahwa orang dapat membuat alat batu tanpa mengaktifkan sirkuit otak yang berhubungan dengan bahasa. Itu berarti, maka, bahwa kita tidak dapat dengan yakin menyatakan pada titik ini bahwa pembuatan alat batu memainkan peran utama dalam evolusi bahasa. Ketika tepatnya bahasa muncul, karenanya masih merupakan misteri yang harus dipecahkan.
Kami juga menemukan bahwa pembuatan alat Oldowan terutama mengaktifkan area otak yang terlibat dalam inspeksi visual dan gerakan tangan. Pembuatan alat Acheulian yang lebih canggih merekrut jaringan kognitif tingkat tinggi yang membentang di sebagian besar korteks serebral. Jaringan kognitif Acheulian ini terlibat dalam perencanaan motorik tingkat tinggi dan mengingat informasi multi-sensor menggunakan memori yang bekerja.
Ternyata jaringan kognitif Acheulian ini adalah jaringan yang sama dengan yang online ketika pianis terlatih memainkan piano. Ini tidak berarti bahwa manusia purba dapat bermain Chopin. Tetapi hasil kami mungkin berarti bahwa jaringan otak yang kita andalkan hari ini untuk menyelesaikan tugas-tugas kompleks yang melibatkan berbagai bentuk informasi, seperti memainkan alat musik, kemungkinan berkembang sekitar 1,8 juta tahun yang lalu sehingga leluhur kita dapat membuat alat yang relatif kompleks untuk mengeksploitasi energi makanan padat.
Shelby Putt, Peneliti Pascadoktoral, The Zaman Batu Institute dan Pusat Penelitian ke Antropologi Yayasan Teknologi, Universitas Indiana
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation. Baca artikel aslinya.