Abstract The human face has been culturally modified for at least 150,000 years using practices like painting, tattooing and scarification to convey symbolic meanings and individual identity. The present study used functional magnetic resonance imaging to explore the brain networks involved in attributing social status from face decorations. Results showed the fusiform gyrus, orbitofrontal cortex, and salience network were involved in social encoding, categorization, and evaluation. The hippocampus and parahippocampus were activated due to the memory and associative skills required for the task, while the inferior frontal gyrus likely interpreted face ornaments as symbols. Resting-state functional connectivity analysis clarified the interaction between these regions. The study highlights the importance of these neural interactions in the symbolic interpretation of social markers on the human face, which were likely active in early Homo species and intensified with Homo sapiens populations as more complex technologies were developed to culturalize the human face.

The earliest human graphic productions dating to the Lower and Middle Palaeolithic are associated with anatomically modern and archaic hominins. These productions, which consist of abstract patterns engraved on a variety of media, may have been used as symbols, and their emergence is thought to be associated with the evolution of the properties of the visual cortex. To test this hypothesis, we used functional magnetic resonance imaging to compare brain activations triggered by the perception of engraved patterns dating between 540,000 and 30,000 years before the present with those elicited by the perception of scenes, objects, symbol-like characters, and written words. The perception of the engravings bilaterally activated regions in the ventral route in a pattern similar to that produced by the perception of objects, suggesting that these graphic productions are processed as organized visual representations in the brain. Moreover, the perception of the engravings led to a leftward activation of the visual word form area. These results support the hypothesis that in contrast to random doodles, the earliest abstract graphic productions had a representational purpose for modern and archaic hominins.

Abstract It has been suggested that engraved abstract patterns dating from the Middle and Lower Palaeolithic served as means of representation and communication. Identifying the brain regions involved in visual processing of these engravings can provide insights into their function. In this study, brain activity was measured during perception of the earliest known Palaeolithic engraved patterns and compared to natural patterns mimicking human-made engravings. Participants were asked to categorise marks as being intentionally made by humans or due to natural processes (e.g. erosion, root etching). To simulate the putative familiarity of our ancestors with the marks, the responses of expert archaeologists and control participants were compared, allowing characterisation of the effect of previous knowledge on both behaviour and brain activity in perception of the marks. Besides a set of regions common to both groups and involved in visual analysis and decision-making, the experts exhibited greater activity in the inferior part of the lateral occipital cortex, ventral occipitotemporal cortex, and medial thalamic regions. These results are consistent with those reported in visual expertise studies, and confirm the importance of the integrative visual areas in the perception of the earliest abstract engravings. The attribution of a natural rather than human origin to the marks elicited greater activity in the salience network in both groups, reflecting the uncertainty and ambiguity in the perception of, and decision-making for, natural patterns. The activation of the salience network might also be related to the process at work in the attribution of an intention to the marks. The primary visual area was not specifically involved in the visual processing of engravings, which argued against its central role in the emergence of engraving production.