本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
几十年来，科学家们一直试图通过模仿我们祖先的做法来了解过去。一种被称为实验考古学的重要研究方向，就是让现代人通过敲击岩石来制作石器时代的工具。当机器工具唾手可得时，为什么还要用其他岩石手工削凿岩石呢？
其中一个原因是，要了解工具制造在脑进化中可能扮演的角色，因为这项任务对心理能力和运动技能都提出了要求。不过，工具制造对人类进化的贡献是有争议的。一些理论家认为，旧石器时代的工具制造与神经发育无关，另一些人则认为它是我们膨胀的前额叶的驱动力。
脑部扫描仪的出现开启了寻找谁是正确答案的可能性。我与埃默里大学的人类学教授迪特里希·斯托特谈论了一篇最近发表在《PLOS One》上的论文，该论文研究了工具制造在 50 万至 260 万年前对我们旧石器时代祖先的脑力提出的要求。
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1. 为什么需要做实验来将工具制造与大脑进化联系起来？
头骨（内铸模）提供了重要但有限的证据，只能告诉我们关于整个大脑的大小和形状，以及可能一些表面特征。如果我们对大脑功能在进化过程中如何变化感兴趣，我们必须通过行为证据间接获得，例如工具制造。
2. 描述一下您最近在《PLOS One》上发表的实验。
我们对受试者进行了为期两年的石器制作训练。这比你想象的要难得多！学习如何制作一把漂亮的手斧可能需要数百小时的专门练习。如果没有一些指导，就更难弄清楚了。
我们研究中的受试者确实学会了制作工具，而且我们还在开始、中间和结束时收集了 MRI 扫描。在扫描仪中，我们要求受试者回答我们展示给他们的工具相关的问题，这些问题涉及关于如何塑造工具的决定。通过提出不同的问题，我们区分了基本的感知运动技能（理解岩石如何破裂）和战略规划能力（选择正确的地方敲击岩石以实现目标）。我们研究了两种不同的工具制造技术——简单的奥尔德沃文化，这是 260 万年前最早的已知技术，以及大约 50 万年前更先进的晚期阿舍利手斧技术。[相关报道：“考古学家走错了路，发现了世界上最古老的石器”]
3. 您发现了什么？它是否在某种程度上提供了更高心智功能进化的线索？
我们发现，制定如何制作工具的策略与前额叶皮层的激活有关，前额叶皮层与认知的“执行”控制相关——即在操作信息时将其保存在脑海中。更具体地说，活动模式暗示着“精神时空旅行”，这是一种通过投射到未来或过去来进行心理模拟的复杂认知能力。例如，想想通过在脑海中演练步骤并试图在问题发生之前识别它们来规划一个家庭装修项目。我们发现这对于手斧技术是必要的，但对于早期的奥尔德沃文化不是必要的，这意味着这些人工制品可以帮助我们追踪这种重要的人类能力出现的时间和背景。它甚至表明，学习制作石器工具的需求可能是驱动这种能力进化的部分原因。
4. 工具制造作为进化的驱动力有多重要？它是否可能与语言的发展有关？
嗯，我们不确定，但我们的研究提供了证据表明它可能是一个非常重要的驱动力。这不在本文中，但我的其他出版物已经对语言的联系进行了相当多的研究。越来越多的证据表明，构建和理解复杂、分层结构的序列的基本心理能力对于语言和工具制造都很重要，因此对工具制造能力的选择可能为语言的后期出现提供了“预先适应”的基础。
5. 您能描述一下您的“学习成为人类”项目（或不确定是哪个的“技术语言”）项目以及它试图实现的目标吗？
这项刚刚发表的研究来自“学习成为人类”项目，该项目现已结束。目标是训练现代受试者制作石器工具，并观察学习过程的各个方面，以便我们更好地了解我们旧石器时代祖先面临的挑战，并从构成我们“石器时代”考古记录的神秘石器中提取更多信息。
图片来源：迪特里希·斯托特，埃默里大学