Необычный зуб, найденный в пещере, позволяет редким образом заглянуть в удивительную процедуру, которую доисторические люди, возможно, проводили для лечения кариеса 59 000 лет назад.
Исследователи обнаружили нижний коренной зуб взрослого неандертальца в Чагырской пещере на территории современной России, расположенной в Алтайских горах на юго-западе Сибири — в месте, где популяции этих ранних людей жили примерно от 49 000 до 70 000 лет назад.
Названный Чагырский 64, этот зуб выделялся среди десятков других, найденных в пещере, тем, что на его коронке было глубокое неровное отверстие, которое простиралось прямо в пульповую камеру, то есть во внутреннюю полость, содержащую нервы и кровеносные сосуды. Эта полость выглядела как болезненная кариозная полость, занимавшая большую часть жевательной поверхности зуба.
Ученые были еще более заинтригованы, когда заметили на зубе вокруг отверстия царапины, указывающие на манипуляции с помощью какого-то инструмента. Остроконечные каменные орудия, также найденные в пещере, дали возможные ключи к разгадке того, что оставило эти следы.
Множественные сканирования неандертальского зуба, а также эксперименты с использованием инструментов на зубах современных людей, позволяют предположить, что кто-то по сути высверлил кариозную полость. Эти данные указывают на самый ранний известный случай вмешательства при зубном кариесе в истории эволюции человека, согласно исследованию, опубликованному в среду в журнале PLOS One.
Такое поведение указывает на то, что неандертальцы могли распознавать инфекцию, а также изготавливать и выбирать правильные инструменты и методы, чтобы облегчить вызванную ею боль — и при этом выдерживать болезненную процедуру. Характер износа зуба также показывает, что индивид мог продолжать использовать свой зуб после процедуры.
«Меня поразило то, насколько интуитивно человек, которому принадлежал этот зуб, понимал, откуда именно исходит боль, и осознавал, что ее источник можно удалить», — сказала ведущий автор исследования Алиса Зубова, старший научный сотрудник Музея антропологии и этнографии имени Петра Великого (Кунсткамера) Российской академии наук в Санкт-Петербурге. «Мы никогда не сталкивались ни с чем подобным раньше — ни среди неандертальцев, ни среди современных людей гораздо более поздних периодов».
Полученные данные дополняют растущий объем доказательств того, что неандертальцы — наши ближайшие вымершие родственники-люди — были когнитивно и психологически более похожи на современных людей, чем считалось ранее, а не были простодушными, грубыми пещерными людьми из прежних стереотипов.
«Это говорит нам о том, что эмоциональная и сознательная части разума неандертальца действовали независимо, так же, как и у современных людей», — сказала Зубова.
Некоторым приматам, не являющимся людьми, таким как шимпанзе, была продемонстрирована способность лечить себя или других в своем сообществе с помощью лекарственных растений — поведение, которое, по мнению экспертов, является инстинктивным.
Неандертальцы, по-видимому, делали то же самое, помогая представителям своего вида, которые получили травмы или потеряли слух, делясь пищей или защищая их как форму социальной заботы, сказала соавтор исследования Ксения Колобова, руководитель Лаборатории цифровой археологии Института археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук в Новосибирске, Россия.
Однако исследователи долгое время пытались определить, способны ли ранние люди, такие как неандертальцы, сделать еще один шаг в этой заботе, применяя целенаправленные медицинские стратегии.
Когда исследователи увидели пораженный кариесом зуб, они задались вопросом, могут ли потенциальные доказательства манипуляций с зубом продемонстрировать пример целенаправленного медицинского вмешательства.
Царапины на зубах неандертальцев наблюдались и раньше, что позволяет предположить, что они использовали зубочистки для удаления пищи или даже жевали лекарственные растения. Но кариес был редкой проблемой для неандертальцев, судя по многочисленным исследованиям их зубов. Предыдущие исследования показали, что у неандертальцев был гораздо более богатый микробиом полости рта, чем у современных людей, а также диета с низким содержанием углеводов, что приводило к меньшему количеству кариесогенных бактерий.
Исследователи использовали несколько методов сканирования для анализа каждого аспекта зуба, включая характер износа. Совокупные наблюдения позволили определить, что у неандертальца определенно был кариес при жизни, хотя причина кариеса не была установлена.
Сканирование также выявило микроследы сверлящих и вращательных движений, используемых маленьким остроконечным инструментом, который успешно удалил кариозную полость. Обнажение зубной пульпы и очистка содержимого полости также должны были заглушить нервы и кровеносные сосуды, что привело бы к облегчению боли, сказала Зубова.
Хотя найденные в пещере остроконечные перфораторы из местной яшмы, казалось, соответствовали профилю, был только один способ это проверить: эксперимент по проведению доисторической стоматологии.
Для своего эксперимента исследователи использовали три коренных зуба современного человека, в том числе один с кариесом на эмали коронки и два со значительной потерей эмали, как у неандертальского зуба.
Эксперимент провела соавтор исследования Лидия Зоткина, эксперт по производству и использованию каменных орудий. Она является научным сотрудником Института археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук. Предыдущие исследования показали, что только камень, а не кость, дерево или любой другой материал, доступный неандертальцам, был бы достаточно прочным, чтобы изменить структуру зуба, согласно исследованию.
Зоткина использовала инструмент из яшмы, чтобы создать углубления в зубах с помощью сверлящих или вращательных движений, в конечном итоге достигая пульповой камеры. Чтобы воспроизвести условия нахождения внутри рта, на каждый зуб наносилось небольшое количество воды. Она успешно смогла воспроизвести то, что команда наблюдала в неандертальском зубе, и удалить большую часть зубной ткани для каждого зуба с помощью ручного сверления менее чем за час.
У эксперимента были ограничения, особенно различия между зубами неандертальцев и современных людей. У неандертальцев относительно более тонкая эмаль, которая распространяется на большую площадь, сказала Зоткина. И у неандертальского коренного зуба была увеличенная пульповая камера.
Команда также признала, что реалии неандертальской стоматологии были бы более сложными.
«Когда Лидия экспериментально воспроизводила процедуру на зубах современного человека, ей требовались концентрация и тонкая моторика», — сказала Колобова. «В реальной жизни зуб находился во рту, а воспаление и отек создавали бы дополнительные трудности, что, безусловно, делало ситуацию еще более сложной. Однако неандерталец 59 000 лет назад достиг практически того же результата с помощью каменного инструмента и без анестезии».
Каждый раз, когда Зоткина теперь идет к стоматологу, она говорит, что думает о неандертальском пациенте, который выдержал болезненный кариес и столь же мучительное лечение.
«Меня поразило и продолжает поражать то, каким невероятно волевым человеком должен был быть этот неандерталец», — сказала она. «Он, должно быть, точно понимал, что, хотя боль от процедуры была сильнее боли от воспаления, она была лишь временной и ее нужно было перетерпеть».
У исследователей есть теория о том, как мог разворачиваться сценарий стоматологического лечения.
Чагырская пещера служила жилым лагерем для неандертальцев. Индивид с кариесом проявлял бы признаки сильной боли, возможно, не мог бы нормально жевать, что могло бы привести к недоеданию или более глубокой инфекции челюстной кости, сказала Колобова.
Другой член лагеря, возможно, тот, кто производил инструменты, найденные в пещере, просверлил зуб.
«Рот — это трудное пространство для работы; нужна хорошая ручная ловкость, терпение и помощник, который может удерживать голову неподвижно», — сказала Колобова. «Я думаю, это произошло в рамках тесной социальной связи, возможно, между членами семьи».
В качестве альтернативы неандерталец мог лечить себя сам.
«Это открытие представляет собой подлинную веху как для антропологии, так и для эволюционной стоматологии, поскольку оно документирует решающий переход от инстинктивного самолечения, которое мы также наблюдаем у нечеловеческих приматов, к по-настоящему намеренной и продуманной медицинской стратегии», — написал доктор Грегорио Оксилия, доцент кафедры анатомии человека на факультете медицины и хирургии Университета LUM имени Джузеппе Деженнаро в Италии, в электронном письме.
Оксилия не участвовал в этом исследовании, но ранее он изучал методы соскабливания, которые использовались для лечения кариозных поражений у индивида Homo sapiens около 14 000 лет назад.
Метод сверления в новом исследовании кажется гораздо более технически сложным и был выполнен с точной ловкостью, сказал он.
Полученные данные также указывают на когнитивную конвергенцию между неандертальцами и современными людьми, добавил Оксилия.
«Это говорит о том, что корни инвазивной медицины и хирургии принадлежат не исключительно Homo sapiens, а являются частью более широкого наследия, разделяемого с нашими ближайшими родственниками», — сказал Оксилия. «В этом смысле Чагырский 64 отодвигает на десятки тысяч лет назад самые ранние свидетельства стоматологического вмешательства, помещая его в контекст клинической осведомленности и технологической изобретательности, что фундаментально меняет наше понимание эволюции здравоохранения человека».
Подпишитесь на научную новостную рассылку Wonder Theory от CNN. Исследуйте вселенную с новостями о захватывающих открытиях, научных достижениях и многом другом.
Чтобы узнать больше новостей и информационных бюллетеней CNN, создайте учетную запись на CNN.com