Den del av hjärnan som bearbetar visuell information, synbarken, utvecklats under loppet av miljontals år i en värld där läsning och skrivning inte existerade. Så det har länge varit ett mysterium hur dessa färdigheter kunde se ut ungefär 5, 000 år sedan, med våra hjärnor som plötsligt skaffar sig den specifika förmågan att förstå bokstäver. Vissa forskare tror att nyckeln till att förstå denna övergång är att bestämma hur och varför människor först började göra repetitiva märken.

Den senaste tidens omfattande hjärnavbildning av den visuella cortexen när människor läser text har gett viktiga insikter om hur hjärnan uppfattar enkla mönster. I min nya tidning, publiceras i Journal of Archaeological Science Rapporter, Jag analyserar sådan forskning för att argumentera för att de tidigaste mänskliga gjorda mönstren var estetiska snarare än symboliska, och beskriv vad det betyder för utvecklingen av läsning och skrivning.

Arkeologer har avslöjat ett växande antal forntida, graverade mönster producerade av tidiga människor samt neandertalare och Homo erectus . Märkena är tusentals år före den första representationskonsten (teckningar som representerar något).

Sådana motiv har hittats i Sydafrika med gravyrer som går tillbaka till 100, 000 år sedan. Arkeologer har också hittat skalgravyrer gjorda av Homo erectus omkring 540, 000 år sedan. En spännande observation av dessa tidiga märken är att de alla har rutnät, vinklar och repetitiva linjer.

Hjärnans mönsterfilter

År 2000 föreslog jag först att det sätt på vilket den "tidiga visuella cortex" - platsen där visuell information från ögat först påverkar cortex - behandlar information gav upphov till förmågan att gravera enkla mönster. Vi vet att det här området har neuroner som kodar för kanter, linjer och "T"-korsningar. Som destillerade former, dessa former aktiverar företrädesvis den visuella cortex.

Det är lätt att se hur detta kan ha kommit till. Rader, vinklar och korsningar är de mest förekommande funktionerna inbäddade i den naturliga miljön – de ger avgörande första ledtrådar till objektens layout. Vår hjärnas förmåga att bearbeta dem delas av andra primater, men den mänskliga hjärnan kan också reagera på dessa signaler proaktivt med hjälp av "Gestaltprinciper" – regler som gör det möjligt för sinnet att automatiskt uppfatta mönster i en stimulans. Detta hjälper den att konstruera grundläggande former som matas vidare till de högre ordningens visuella områden i hjärnan, som kan bearbeta dem på ett sätt så att vi kan uppleva dem som verkliga objekt.

Någon gång från omkring 700, 000 år sedan, denna känslighet för geometri och mönsteruppfattning gjorde det möjligt för människor att börja tillverka raffinerade "acheulean verktyg", som uppvisar en viss symmetri. Detta är osannolikt att ha varit möjligt utan en implicit kunskap om geometri.

Verktygstillverkningen främjade sedan ytterligare en ökad känslighet och partiskhet mot mönster i den naturliga miljön, som våra förfäder projicerade på andra material än själva verktygen. Till exempel, de började av misstag göra märken på stenar, skal och material som ockra.

Gravyr till skrift

Vid något tillfälle, dessa oavsiktliga mönster kopierades avsiktligt på sådana material – utvecklades till graverade mönster och senare till skrift.

Men hur var detta möjligt? Neurovetenskaplig forskning har visat att att skriva text involverar hjärnans premotoriska cortex, som driver manuella färdigheter. Min teori antyder därför att läsning och skrivning utvecklades när vår passiva uppfattning om att urskilja saker började interagera med fingerfärdighet.

Skrivande och abstrakta mönster aktiverar också så kallade "spegelneuroner" i hjärnan. Dessa hjärnceller är anmärkningsvärda eftersom de avfyras både när vi agerar och när vi ser andra agera – vilket hjälper oss att identifiera och förstå andra som om vi själva agerade. Men de eldar också när vi tittar på mönster och ser skriven text. Detta kan därför skapa en känsla av identifikation med ett mönster – vare sig det är oavsiktligt eller naturligt – på ett sätt som inspirerar oss att replikera det. Och dessa märken var de första stegen till att skriva och läsa.

Dessa utvecklingar gjorde det därför möjligt för hjärnan att återanvända den visuella cortexen för ett helt nytt syfte. I sista hand, det kunde ha skapat en ny process i hjärnan som utnyttjade den visuella cortex, ger upphov till ett visuellt ordformsområde och kopplar samman med talområden stegvis över tiden.

Som sagt, vissa forskare tror att tidiga märken var symboliska snarare än estetiska och att skrivandet utvecklades från att koda information i dem. Men jag hävdar att detta nu verkar allt mer osannolikt. Tidiga märken liknar varandra under en enorm tidsperiod. Om märkena var symboliska, vi förväntar oss att se mycket mer variation över rum och tid, precis som vi gör i moderna skriftsystem. Men så är inte fallet.

Allt detta pekar på sannolikheten att de tidigaste märkena var estetiska genom att de härrör från den tidiga synbarkens preferens för grundläggande konfigurationer. Och det kunde ha börjat så tidigt som Homo erectus, som levde från cirka 1,8 m till 500, 000 år sedan.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.