本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
幾十年來，科學家們一直試圖透過模仿我們祖先的做法來了解過去。一種被稱為實驗考古學的重要研究方向，就是讓現代人透過敲擊岩石來製作石器時代的工具。當機器工具唾手可得時，為什麼還要用其他岩石手工削鑿巖石呢？
其中一個原因是，要了解工具製造在腦進化中可能扮演的角色，因為這項任務對心理能力和運動技能都提出了要求。不過，工具製造對人類進化的貢獻是有爭議的。一些理論家認為，舊石器時代的工具製造與神經發育無關，另一些人則認為它是我們膨脹的前額葉的驅動力。
腦部掃描器的出現開啟了尋找誰是正確答案的可能性。我與埃默裡大學的人類學教授迪特里希·斯托特談論了一篇最近發表在《PLOS One》上的論文，該論文研究了工具製造在 50 萬至 260 萬年前對我們舊石器時代祖先的腦力提出的要求。
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1. 為什麼需要做實驗來將工具製造與大腦進化聯絡起來？
頭骨（內鑄模）提供了重要但有限的證據，只能告訴我們關於整個大腦的大小和形狀，以及可能一些表面特徵。如果我們對大腦功能在進化過程中如何變化感興趣，我們必須透過行為證據間接獲得，例如工具製造。
2. 描述一下您最近在《PLOS One》上發表的實驗。
我們對受試者進行了為期兩年的石器製作訓練。這比你想象的要難得多！學習如何製作一把漂亮的手斧可能需要數百小時的專門練習。如果沒有一些指導，就更難弄清楚了。
我們研究中的受試者確實學會了製作工具，而且我們還在開始、中間和結束時收集了 MRI 掃描。在掃描器中，我們要求受試者回答我們展示給他們的工具相關的問題，這些問題涉及關於如何塑造工具的決定。透過提出不同的問題，我們區分了基本的感知運動技能（理解岩石如何破裂）和戰略規劃能力（選擇正確的地方敲擊岩石以實現目標）。我們研究了兩種不同的工具製造技術——簡單的奧爾德沃文化，這是 260 萬年前最早的已知技術，以及大約 50 萬年前更先進的晚期阿舍利手斧技術。[相關報道：“考古學家走錯了路，發現了世界上最古老的石器”]
3. 您發現了什麼？它是否在某種程度上提供了更高心智功能進化的線索？
我們發現，制定如何製作工具的策略與前額葉皮層的啟用有關，前額葉皮層與認知的“執行”控制相關——即在操作資訊時將其儲存在腦海中。更具體地說，活動模式暗示著“精神時空旅行”，這是一種透過投射到未來或過去來進行心理模擬的複雜認知能力。例如，想想透過在腦海中演練步驟並試圖在問題發生之前識別它們來規劃一個家庭裝修專案。我們發現這對於手斧技術是必要的，但對於早期的奧爾德沃文化不是必要的，這意味著這些人工製品可以幫助我們追蹤這種重要的人類能力出現的時間和背景。它甚至表明，學習製作石器工具的需求可能是驅動這種能力進化的部分原因。
4. 工具製造作為進化的驅動力有多重要？它是否可能與語言的發展有關？
嗯，我們不確定，但我們的研究提供了證據表明它可能是一個非常重要的驅動力。這不在本文中，但我的其他出版物已經對語言的聯絡進行了相當多的研究。越來越多的證據表明，構建和理解複雜、分層結構的序列的基本心理能力對於語言和工具製造都很重要，因此對工具製造能力的選擇可能為語言的後期出現提供了“預先適應”的基礎。
5. 您能描述一下您的“學習成為人類”專案（或不確定是哪個的“技術語言”）專案以及它試圖實現的目標嗎？
這項剛剛發表的研究來自“學習成為人類”專案，該專案現已結束。目標是訓練現代受試者製作石器工具，並觀察學習過程的各個方面，以便我們更好地瞭解我們舊石器時代祖先面臨的挑戰，並從構成我們“石器時代”考古記錄的神秘石器中提取更多資訊。
圖片來源：迪特里希·斯托特，埃默裡大學