9.09. 2013

Gleichzeitige Entwicklung von Sprache und Werkzeugbau

Eine kürzlich veröffentlichte Studie der Universität Liverpool hat herausgefunden, dass die gleiche Gehirnaktivität für die Sprachproduktion und die Herstellung von komplexen Werkzeugen verwendet wird. Folglich unterstützen diese Ergebnisse die Theorie, dass die beiden Fähigkeiten sich zur gleichen Zeit entwickelten.

Die Liverpooler Universität testete die Hirnaktivität von zehn fachkundigen Steinwerkzeugproduzenten bei der Modellierung von Feuersteinen. Sieben Teilnehmer waren männlich, drei weiblich und das Durchschnittsalter war 38 Jahre. Zwei männliche Teilnehmer waren Linkshänder, alle anderen Rechtshänder.

Die Testpersonen nahmen an einem standardisierten Sprachtest teil und lösten eine Steinwerkzeug- Aufgabe. Während die Teilnehmer die beiden Aufgaben durchführten, wurde die Durchblutung der Hirnaktivität mit Hilfe eines funktionellen transkraniellen Doppler-Ultraschalls (fTCD) gemessen. Dieser Ultraschall wird üblicherweise in klinischen Einrichtungen verwendet, um die Sprachfunktionen von Patienten vor einem operativen Eingriff oder nach Schädigungen des Gehirns zu testen.

Die Untersuchungen zeigten, dass die Verhaltensmuster des Gehirns bei beiden Aufgaben korrelierten. Dies weist darauf hin, dass die beiden dieselben Bereiche des Gehirns verwenden. In dem Forschungspapier ist beschrieben, dass “hoch korrelierte Hämodynamiken in den ersten zehn Sekunden der Aufgabenausführung festgestellt werden konnten”.

Der Stein-Werkzeugbau und die Sprache gelten als einzigartige Merkmale von Menschen, welche sich über Millionen von Jahren entwickelt haben. Es ist eine seltene Fähigkeit, komplexe Gedanken zwischen einzelnen Gehirnen zu teilen. Die Evolution des menschlichen Geistes, einschließlich der Möglichkeit, eine potentiell unendliche Anzahl von Gedanken in der Form von Sätzen, Kunst und Technologie zu erstellen, ist bemerkenswert.

Die Forscher schließen aus der Studie, dass die Ergebnisse die Hypothese bestätigen, dass Aspekte der Sprache bereits vor 1,75 Millionen Jahren mit dem Beginn der Acheulean-Technologie enstanden sind – die erste standardisierte Tradition des Werkzeugbaus des Homo erectus und dem früheren Homo sapiens. Bisher wurde angenommen, dass diese einzigartigen Werkzeuge vor über 2,5 Millionen Jahren entstanden, während die Enstehung der Sprache zwischen 1,9 Millionen bis 50.000 Jahren geschätzt wurde.

“Durch die Herstellung von Werkzeugen war es dem frühen Menschen zum ersten Mal möglich, komplexe Gedanken oder mentale Repräsentationen außerhalb des individuellen Gehirns zu projizieren”, sagt John Hoffecker, wissenschaftlicher Mitarbeiter von CU-Boulder.

Die Fertigung von Faustkeilen aus Stein vor etwa 1,6 Millionen Jahren gilt als eine der ersten externen Darstellungen des internen Gedankens. Antike Faustkeile haben einen hohen Stellenwert als mentale Repräsentation, da sie wenig Ähnlichkeit mit den natürlichen Objekten haben, aus denen sie gemacht wurden – in der Regel Gesteinsbrocken und Kohle.

Sie reflektieren ein Design oder eine geistige Vorlage, welche in den Nervenzellen des Gehirns gespeichert sind. Wenn diese beim Bearbeiten eines Steines angewandt werden, scheint es so, als ob eine starke Resonanz zwischen den Händen, Augen, Gehorn und den Werkzeugen selbst ensteht”, sagt Hoffecker.

Der erste Wissenschaftler, welcher auf den Zusammenhang der Sprach- und Werkzeugbau-Entwicklung hinwies, war Darwin. Er beobachtete, dass die komplexe Planung und die Koordinierung der Handlungen voneinander abhängig sind. Allerdings wurde diese Theorie bis jetzt nur von sehr wenigen Beweisen unterstützt.

Dr. George Meyer von der Universitätsabteilung für Experimentelle Psychologie sagt, dass “dies die erste Studie des Gehirns ist, die den komplexen Stein-Werkzeugbau direkt mit Sprache vergleicht. Unsere Studie ergab, dass das Muster des Blutflusses in den ersten zehn Sekunden beim Durchführen beider Aufgaben korreliert. Das deutet darauf hin, dass die beiden Aktivitäten von gemeinsamen Hirnregionen abhängig sind und im Einklang mit Theorien stehen, welche aussagen, dass die Sprach- und Werkzeugbau-Fähigkeiten zur gleichen Zeit enstanden sind, da sie gemeinsame Verarbeitungsnetzwerke im Gehirn haben”.

Dr. Natalie Uomini von der Universitätsabteilung für Archäologie, Klassik & und Ägyptologie erwähnt, dass “niemand bis jetzt in der Lage war, die Hirnaktivität in Echtzeit, während einer Werkzeugbau-Aufgabe durchgeführt wurde, zu messen. Das ist das erste Mal, dass so etwas getestet wurde und ein großer Schritt für die Archäologie und Psychologie”.

Als die Sprachtests durchgeführt wurden, wurden die Teilnehmer aufgefordert, still Wörter zu bilden, die mit dem Buchstaben anfingen, der am Anfang bei einem Zielintervall gehört wurde. Die Ziel-Buchstaben wurden in zufälliger Reihenfolge präsentiert und kein Buchstabe wurde zweimal verwendet.

Bei der Modellierung von den Feuersteinen wurden die Probanden gebeten, generische Faustkeile in einem bestimmten Zeitinterval zu produzieren oder weiter zu bearbeiten. Dies beinhaltete die Manipulation des Kerns, die Vorbereitung der Arbeitsfläche und das Entfernen von Splittern, welche durch das Anschlagen des Hammersteins gegen den Feuerstein entstanden.

Einen Faustkeil zu erstellen erfordert sowohl die Benutzung des Gedächtnis als auch eine Maßnahmenplanung – die Hirnregionen, welche auch bei der Sprache benutzt werden. Die Forschungsarbeit kam daher zu dem Entschluss, dass “bei der Durchführung der beiden Aufgaben dieselben Hirn-Netzwerke aktiviert wurden. Das deutet darauf hin, dass die Sprach-und Werkzeugherstellung die gleichen Grundlagen für komplexe, zielgerichtete Handlungen benutzt”.

Um die vollständige Forschungsarbeit zu lesen, klicken Sie bitte hier.