Сам грот, имеет вид широкой, почти овальной ниши. В своде грота над выступом скалы, почти разделяющим его поперек, имеется глубокая трещина, соответствующая слоистости известняка. Из нее медленно, через определенные промежутки времени, капает вода, приток которой зависит от влажности воздуха. У этого уникального источника пресной воды своя особенность, так и оставшаяся для нас неразгаданной.

Для раскопок была избрана часть площадки пола грота, поднимающегося вверх, у северо-западной его стены. На этом участке культурные напластования имели наибольшую мощность.

В процессе работы нам последовательно, один за другим открылись пять культурных слоев, которые были отделены друг от друга стерильными прослойками. Общая мощность отложений не превышала 1,5 м, а наибольшая мощность каждого слоя не достигала и 40 см. Но это были огромные по возрасту отложения, если представить себе, что один сантиметр почвы в этой части Гиссарского хребта образовывался в течение тысячелетия.

Особого внимания заслуживали стерильные прослойки, состоящие из напластований ила, откладывающегося на дне озера, воды которого захлестывали грот. Грот заливался во время паводков ручья. Но было время, когда вода ручья захлестывала площадку грота, а уходя, оставляла намытые камни, речной песок и гальку. Люди жили там только в сухие периоды. Тогда на поверхности пола грота накапливался обломочный материал. Но, как показали археологические раскопки, пол грота сохранил не только следы кострищ населения древнекаменного века, но и изделия неандертальцев. У западной стены грота оказалась та неожиданная и долгожданная находка — кости человека-неандертальца!

В нижней части первого культурного слоя были обнаружены расколотые поперек и вдоль трубчатые кости козла, лежавшие параллельно друг другу, а рядом с ними, но несколько глубже — человеческий череп. Череп залегал в самом основании культурного слоя, но на сравнительно небольшой глубине: всего лишь в 25 см от поверхности. Он был сплющен землей так, что все его части находились почти в одной плоскости, сохраняя, однако, естественную взаимную связь. Рядом с костями скелета лежали крупные рога горного козла, целые и раздавленные землей. Когда-то, в момент погребения, они были поставлены вертикально и лишь впоследствии распались под тяжестью отложений.

Костяк ребенка-неандертальца был потревожен, сохранился не в полном анатомическом порядке. Условия и причину разрушения удалось восстановить позднее, при консультациях с антропологами. Они установили, что, вероятно, сразу же после погребения в грот пришел хищник: эпифизы были тщательно обглоданы и уничтожены, следы острых зубов были и на концах трубчатых костей. Сохранность черепа объясняется тем, что на лице не так уж много мягких тканей.

Мастера из грота Тешик-Таш для обработки камня и изготовления каменных орудий брали нуклеус: слегка окатанные гальки или куски кремнистой породы.

Люди мустьерской эпохи уже обрабатывали кость. Как ни прост был план выполнения рабочих операций, которые производили обитатели грота Тешик-Таш, как ни примитивны были их технические приемы, они все же отражали уже достаточно высокую технику и трудовые навыки неандертальцев, с которыми теснейшим образом было связано и развитие их сознания.

Таким образом, при анализе антропологических и археологических данных, материалов раскопок Н. А. Синельников, Я. Я. Рогинский, а затем и М. А. Гремяцкий, Г. Ф. Дебец, М. Ф. Нестурх пришли к выводу, что Тешик-Таш является уникальным памятником среднепалеолитического времени, мустьерской культуры.

Особый интерес представляет погребальный ритуал у неандертальцев. Наличие намеренных захоронений, существовавших у людей той далекой эпохи (по материалам раскопок не только в Средней Азии, но и в Италии — гора Чирчео), а также некоторых других мустьерских памятников свидетельствует о существовании сложной социальной жизни у неандертальцев.

Несмотря на свой обезьяноподобный вид, неандертальцы имели уже чисто человеческие, психологические качества, т. е. устойчивый запас относительно сложных представлений о внешнем мире и о самих себе, которые выражались в определенных действиях.

Древние неандертальские люди, или «пещерные люди», троглодиты на юге Средней Азии, в Западной Европе и на юге Сибири существовали в сходных условиях, как убедительно показали материалы раскопок советских и зарубежных археологов.

«Пещерные люди» — как странно и дико звучат для нас эти слова! А между тем эти подземные полости-пещеры или небольшие скальные убежища, гроты, приветливо открытые теплым солнечным лучам, как грот Тешик-Таш, часто представляют собой настоящие дворцы. В пещерах Франции и Испании, в темной глубине, куда никогда не проникает свет солнца, сохранились до нашего времени потрясающие по своей жизненной силе красочные рисунки. На них изображены мамонты и носороги, северные олени, быки и лошади — предки современных домашних лошадей и быков, но еще абсолютно дикие, неподвластные человеку. Эти росписи, выполненные вечными минеральными красками, сделаны палеолитическими художниками, людьми ледниковой эпохи.

В Сибири также известны пещеры, некогда обитаемые древними людьми. Одна из самых интересных для истории заселения Сибири пещера находится около селения Усть-Кан на Алтае, на берегу горной реки Кан.

Усть-Канская пещера не поражает своими размерами. Точнее, это большой грот, но он похож на настоящую комнату или зал со сводчатым потолком, который мог служить предкам верхнепалеолитических охотников Алтая надежной защитой от дождей и ветров. Его широкая арка смотрит на юг, навстречу солнечным лучам. Внизу открывается панорама речной долины и окрестных гор. Отсюда пещерный житель мог наблюдать стада лошадей и быков, группы мамонтов и носорогов, а при случае — и опасных чужеплеменников.

В тот день, когда сюда пришли археологи, они нашли множество острых и тонких каменных отщепов и настоящих пластин, служивших ножами, а также, возможно, наконечниками копий. Тут же лежали массивные каменные скребла и заготовки-нуклеусы, от которых откалывались пластины или острые отщепы в случае необходимости, употреблявшиеся как скребла.

На образ жизни и систему хозяйства первобытных обитателей пещеры прямо указывали кости диких животных. Здесь жили ловкие и смелые охотники. Зоологов более всего поразили кости винторогой антилопы, животного, которое исчезло в Сибири, как думают исследователи, ранее мамонта и носорога. Интересно, что это быстроногое животное по образу жизни принадлежит к числу обитателей сухих и жарких пространств, таких, как африканские саванны. В настоящее время она живет только в Африке. От Алтая до Африки! Таков был, следовательно, размах кочевок винторогой антилопы в те далекие времена.

Алтайские троглодиты обрабатывали камень, свои каменные нуклеусы, такими же приемами, как и люди мустьерской эпохи — неандертальцы в Средней Азии. Из снятых с нуклеуса пластин они готовили точно такие же пластинчатые ножи и наконечники, какие мы находим в пещерах Средней Азии, например у старинного поселка Ходжекент, на бурной горной речке Чирик. Значит, на Алтае в это время, примерно 40—50 тыс. лет назад, жили современники среднеазиатских неандертальцев, можно сказать, собратья прославленного ныне Тешик-Таш.

Вслед за раскопками Усть-Канской пещеры в 1965 г. исследователи пещер, спелеологи-томичи и новосибирский палеонтолог Н. Д. Оводов, подарили науке еще более богатый находками памятник эпохи палеолита — пещеру Страшную в Тигерекских горах на том же Алтае. Глубина культурного слоя в пещере достигала шести метров и более.