La prima evidenza certa della convivenza di Neanderthal e moderni umani è emersa in una grotta della cava centrale.

Datazioni al radiocarbonio mostrano che l´occupazione da parte dei moderni umani nella grotta di Châtelperron, 25 miglia a nord-est di Vichy, circa 40, 000 anni or sono, furono preceduti e quindi seguiti da due episodi di occupazione Neanderthal.

Le differenti occupazioni sono dimostrate dai distintivi strumenti di pietra: quelli dei Neanderthal, conosciuti come Musteriani dal sito della Dordogna dove furono riconosciuti per la prima volta, sono composti essenzialmente di scaglie di selce. L´armamentario dell´Homo sapiens sapiens di Aurignac invece comprendeva lame a doppio taglio, ricavate da scaglie di selce secondo una sequenza di manifattura più complessa, che permise un uso migliore dei materiali di scarto.

Un terzo gruppo di strumenti, chiamato il Châtelperroniano perché sono è il primo riconosciuto in quest´area dagli scavi del XIX secolo, sembra combinare caratteristiche di entrambi; questi strumenti sono stati trovati in strati sovrapposti al Musteriano, e chiaramente sviluppatisi da esso.

Vi è un dibattito di lungo corso tra archeologi del paleolitico sul se questi lavoratori di selce Neanderthaliani svilupparono tecniche innovative indipendentemente, o se invece le assorbirono dai contatti con i nuovi arrivati di Aurignac.

Quando il sito di Châtelperron è stato sottoposto a nuovo scavo negli anni ´50 da Henri Del Porte, resti di animali cacciati per la carne, come il cervo rosso ed i bovini selvatici, furono trovati insieme a strumenti ben stratificati sia da Châtelperron che da Aurignac, i secondi inframmezzati distintamente tra due strati dei primi.

Nonostante le ossa non fossero di utilità immediata, sono rimasti contesi fino a che Brad Gravina, studioso di archeologia di Cambridge, non le ha ritrovate.

"Abbiamo realizzato che queste ossa potevano essere usate per la datazione al radiocarbonio, un processo non disponibile quando è stato portato avanti lo scavo di Del porte" ha dichiarato il Professor Paul Mellars di Cambridge, che con Gravina e lo specialista di datazioni ad Oxford, Cristopher Bronk Ramsey ha pubblicato le evidenze nell´edizione online di Nature. "Ci hanno dato la prima prova inconfutabile che i Neanderthal e gli umani anatomicamente moderni si sovrapposero per almeno un millennio in Europa".

I residui collocano i più antichi livelli Châtelperroniani attorno a 41, 000-39, 000 anni or sono, gli Aurignac tra i 39, 000 ed i 36, 000 ed i successivi Châtelperroniani tra 36, 000 e 34, 000. Possono ad ogni modo essere correlati ai mutamenti climatici rintracciati nei sedimenti delle profondità del mare, e con i sedimenti dei ghiacci della Groenlandia, a mostrare che i tre periodi di occupazione a Châtelperron occuparono un periodo molto più breve, poco più di 3, 000 anni, tra i 43, 000 ed i 40, 000 anni or sono.

Nel corso di questo periodo il clima divenne più freddo, quindi più tiepido: la prima occupazione di Neanderthal terminò non appena il tempo divenne peggiore, e quindi arrivarono i moderni umani, solo perché i loro predecessori tornassero ancora con il migliorare delle cose.

"Ciò" sostiene Mellars "dimostra che i popoli moderni erano più bravi a gestire le condizioni di freddo glaciale dei Neanderthal, probabilmente perché avevano modi tecnologici o culturali migliori di resistere, specie indumenti a prova di freddo, ma probabilmente anche migliori rifugi e migliore controllo del fuoco."

Tra queste innovazioni culturali si trova l´uso di indumenti di pelli cucite indossate con la pelliccia a contatto con il corpo. La presenza di grattini dall´estremità di selce indica il tentativo di preparare rudimentali aghi per bucare ed intessere le pelli.

"La mia idea è che gli Aurignac arrivarono ad avere rifugi molto più efficienti contro il peggior freddo, seppure anche i Neanderthal certamente li costruirono; i moderni umani potrebbero anche avere avuto un miglior controllo del fuoco" ha dichiarato Mellars.

Ancor più importante, ad ogni modo, potrebbe essere stata la maggiore abilità nei collegamenti, nella condivisione delle risorse e delle informazioni. La selce usata dagli umani a Châtelperron era di qualità superiore a quella degli strumenti dei Neanderthal: i secondi ottenevano la materia grezza a livello locale, mentre il materiale degli Aurignac proveniva da più di 100 km di distanza.