teadus.ee » Arhiiv » Kiviaja pihukirves muutis inimaju

See teaduskirjanik Tiit Kändleri esse ilmus Maalehes 5. mail

Kas tööriistade valmistamine edendas inimese evolutsiooni või arenes inimene omasoodu? Seda püüavad teadlased selgitada praktiliselt, valmistades pihukirveid ja mõõtes töö järel oma aju.

Neile, kes koolihariduse said nõukogude ajal, on ajudesse kinnistunud meem: „Töö tegi ahvist inimese“. Freidrich Engels oli muidugi omamoodi humorist, kes varustas Karl Marxi õllega ja vastutasuks populariseeris sõbra kirjutisi. Vladimir Lenin kasutas seda lööklauset töölisklassi ergutamiseks. Evolutsiooniteooria on olnud ja on siiani poliitiline teadus. Tõsi on see, et inimesel ja ahvil oli ühine eellane. Geneetik Marti Viikmaa on usutluses Eesti Loodusele 2009. aastal tabavalt ütelnud: „Kuulus Engelsi lause „Töö tegi ahvist inimese“ ei tulene darvinlikust evolutsiooniteooriast. Töö tegi inimese samavõrra nagu lendamine tegi linnu või seedimine tegi seedekulgla. Säärased funktsioonid on pigem loodusliku valiku rakenduspunktid, mitte evolutsioonitegurid.“

Briti antropoloog Kenneth Oakley kirjutas 70 aasta eest, 150 aastat pärast Engelsit,  mõjuka raamatu „Man the Tool-maker“ („Tööriistameister inimene“), kus ta tõestas, et tööriistade valmistamine oli inimese evolutsiooni suunamise põhiline bioloogiline iseloomustaja. Kuid imekombel sattus see idee põlu alla, näiteks üheks argumendiks, et tööriistu kasutavad ja valmistavad ka varesed, ahvid ja delfiinid.

Uus vaade õppimisele

Kuid see idee tundub olevat surematu. „Oluline on, milliseid tööriistu me teeme ja kuidas me neid tegema õpime,“ kirjutab Emory Ülikooli antropoloogiaprofessor Dietrich Stout ajakirja Scientific American aprillinumbris. Primaatide seas on oluline õppeviis imiteerimine, seda valdab eriti hästi inimlaps. Kuid inimkeele teke ja areng võis tööriistavalmistamisele oluliselt kaasa aidata, oletab Stout. Siin on ta originaalne – seni on keele teket seotud jahipidamise kollektiivse iseloomuga või rituaalidega.

Kuid jutt on see iva, praktika aga kooruke ja nüüdseks on eksperimentaalne arheoloogia edenenud nõnda kaugele, et korraldatakse üsna massilisi katseid ja kursusi eri kiviaja tööriistade valmistamiseks. Nende kiviaja kommete taastamise põhjuseks ei ole soov elada terviskumalt, nagu paleodieedi propagandistidel, vaid teadlasele omane kalduvus uurida, mis tegelikult toimub inimese ajuga, kui ta asub valmistama kiviaja tööriista.

Katsevahendiks on inimkonna esimesi ja geniaalsemaid leiutisi – ränikivist pihukirves. Seda ka kiilu ja odaotsana toimivat riista osati valmistada juba 2,6 miljoni aasta eest Aafrikas Olduvais. 1,7 miljoni aasta eest tehnika muutus ning Inglismaalt Boxgrove’ist leitud 500 000 aastased tööriistad on juba üsna elegantsed.

Emory Ülikooli õpperühmades õpib instruktori abil üliõpilane pihukirve ränikivist  liisthaaval välja toksima umbes saja tunniga. Ilma õpetajata kulub 300 tundi. Nii et pihukirve valmistamise õppimiseks kulub umbes sama palju aega kui mingi kõrgkoolieriala aastakursuse õppimiseks. Tudengitele tehakse kursuse käigus korduvalt ajust magnetresonantskuvamise (MRI) pildid, et näha, kas tööriista valmistamise võimekusega muutus aju struktuur nagu plaanimise võime ja lühimälu. Teise võimalusena kasutati ajukuvamise tehnikat, mis põhineb positronide kiirgumisel ja kannab lühinimetust PET. Ainus, mida kindlalt teada saadi, oli, et pihukirve valmistamine on väga raske töö. Kuid miks? Osa teadlasi arvab, et see vajab abstraktset mõtlemist, lõpptulemuse kujutlemist, kuid Stout sellega ei nõustu. Kõige raskem on ikka tegelik valmistamine. Tuleb valida õiged tööriistad pehmete nagu loomasarved ja kõvemate nagu ränikivitükid seast. Löök peab olema millimeetri täpsusega ja kindla tugevusega.

Meisterdamise tähtsus

Nõnda võrreldi kahte kiviaja tehnikat, 2,6 miljoni aasta vanust hominiinide  Olduvai ning 200 000 aasta vanust inimeste tehnikat. Kui katsealused olid tabanud, kuidas ränikivist laaste välja lüüa, muutus nende aju tagaosas asuva visuaalse ajukoore aktiivsus. Hilisemad, viimistletud  pihukirved nõudsid juba arukat plaanimist. See avaldus prefrontaalse ajukoore piirkonnas, mis vastutab tunnetusliku kontrolli eest erinevate ülesannete vaheldumisel.

Tulemusena leiti, et võime õppida keerukaid füüsilisi oskusi oli Oldovai aegade tehnoloogilisel evolutsioonil oluline, ent 200 000 aasta eest vajas inimene juba suuremat tunnetuslikku kontrolli, mida juhib prefrontaalne ajukoor. Seda järeldust toetavad ka fossiilileiud, mis näitavad, et aju suurenes kiiremini just tollel, hilisemal ajajärgul. Jääb tüüpiline muna ja kana probleem: kas ajumaht suurenes tänu tööriistade valmistamisele või suurenesid oskused tänu aju suurenemisele.

Uus ajukuvamise tehnika, difusiooni tensorkuvamine ehk DTI võimaldab teadlastel kaardistada aju valge aine kiudude võrgustikku, mis tegutseb kui aju traadistik. Oletati, et pihukirve valmistamisoskuse omandamine muudab seda võrgustikku. Selgus, et suurenenud oskused pihukirve valmistamisel parandasid ühendust samade ajukoore esiosa ja tagaosade vahel, nagu olid näidanud eelnevad PET ja MRI mõõtmised. Mida enam katsealune harjutas, seda paremaks muutus ühendus.

Aju muudatused ehk plastilisus näitab evolutsioonilise muudatuse võimalust, mida teadlased nimetavad fenotüüpiliseks kohastumiseks.  Siin ei tasu ajuga ja selle uurimistehnikatega seotud teaduslikest nimetustest end eriti häirida lasta. Pole vaja täpselt teada ajukoore paikkondade või uurimistehnikate nimetusi ja olemust, oluline on see, et kasutades ülikeerulist ja väga aeganõudvat metoodikat said teadlased kindla tõe: tööriistade valmistamine võis muuta inimese aju läbi tuntud evolutsioonikäikude.

Nüüd oli huvitav vaadata meie lähimat sugulast šimpansi. Selgus see, mida oli arvata: tööriista valmistamine muudab inimese aju võrgustikku enam kui šimpansil. Mis tähendab, et töö ahvist inimest ei tee, küll aga tegi töö inimese homo sapiensi paari miljoni aasta tagusest, nüüdseks väljasurnud  eellasest.

Lisaks motivatsioonile nagu tühi kõht on vaja veel enesekontrolli. See näitab, miks inimene on ikka parem leiutaja kui vares või šimpans. Eelnev jutt on huvitav niigi, kuid pakub kindla toe näiteks lapse õpetamisel. Ükski loomaliik maamunal ei ole nii hea imiteerija kui inimlaps või täiskasvanu – seda on tõestanud Šotimaa St. Andrewsi Ülikooli teadlane Andrew Whiten ja paljud teised.

Kuid ainuüksi imiteerimisega välja ei mängi – näiteks malet selgeks ei õpi, vahi mängu pealt, kaua suudad. Teadmise levikul on oluline ka keel, nagu näitas California Ülikooli teadlane Thomas Morgan. On hakatud arvama, et inimkeel võis areneda ka tööriistavalmistamise õppetöö edendamiseks. 19. sajandi antropoloogi Paul Broccca avastatud ajupiirkond, Brocca piirkond vasaku ajupoole koores tegeleb ka muusika, matemaatika ja – tähelepanu! – keeruliste käeliste tegevuste sobitamisega.

Niisiis võime vaimutseda: nüüdisinimese tegi valmis pihukirves. Ja teha sellest loost õige tähtsa praktilise järelduse: käeline tegevus arendab väikelapse kõnet ning edendab koolilapse oskust arutleda, pilli mängida ja keerulises maailmas hakkama saada. Ainuüksi nutitelefoni ekraanil sõrmelibistamine võib viia inimese taandarengule – see on minu  spekulatsioon. Tuleb õppida midagi oma kätega valmis tegema, siis võib nutiseadmetel liugu lasta.