hahmottaminen_

Olemmeko ihan pihalla omasta suuntavaistostamme?

Tutkijat ovat aika tavalla samaa mieltä siitä, että ympäristössä navigoinnin eli suunnistamisen oppiminen edellyttää kolmea erilaista osatekijää. Ensimmäisenä tulee maamerkit, joita meidän täytyy ympäristöstämme havaita. Seuraavana yhdistämme näitä maamerkkejä ketjuksi tai reitiksi (maamerkistä A maamerkille B, jne.) ja lopuksi pystymme muodostamaan näistä jonkinlaisen kokonaiskäsityksen eli muodostamaan mielenkartan (cognitive map).

Siegel and White (1975) esittivät, että nämä kolme muodostavat navigoinnin kehityksen hierarkkiset vaiheet (maamerkki – reitti – kartta). Montello (1998) ei ollut eri mieltä näistä kolmesta vaiheesta, mutta arveli, että aivotoiminnallisena prosessina kyse ei ole peräkkäisistä vaiheista, vaan kaikki nämä alkavat prosessoitua ja kehittyä enemmän tai vähemmän samanaikaisesti. Se, mikä on jäänyt epäselväksi, on kysymys, kuinka tietoista tämän prosessin tulisi olla, että etenisimme näiden vaiheiden kanssa. Yksilölliset erot navigointitaidoissahan voivat riippua ihan siitä, miten paljon kiinnitämme huomiota ympäristöömme ja sijanteihin.

Kuva: Vapaa käännös Santa Barbara suuntavaistokyselystä. Älä käytä vakavalla mielellä!
Käyttöohje: laske pisteesi yhteen ja jaa tulos viidellätoista. USAlaisen opiskelijaryhmän keskivarvo oli 4,8 ja keskihajonta 1. Alle 3 keskiarvo kertoo jo varsin heikoksi koetusta omasta suuntavaistosta.

Santa Barbaran suuntavaistokysely (Hegarty ym., 2002, lyhennettynä SBSOD) on paljon käytetty mittari, jolla ihmisten suuntavaistoa arvioidaan. (Voit arvioida itsesi laskemalla keskiarvon vastauksistasi oheisesta kuvasta). Sen on havaittu olevan hyvin yhteydessä erilaisten muiden spatiaalisten ja virtuaalisissa ympäristöissä tehtyjen navigoinnin tehtäväsuoritusten kanssa. Siksipä Burte ja Montello (2017) käyttivät sitä mittarina ihmisten suuntavaistosta etsiessään isommasta joukosta opiskelijoita kaksi ääriryhmää ja tarkastellakseen heidän navigointikäyttäytymistään. Nämä kaksi ryhmää laitettiin kulkemaan vieraassa ympäristössä ja sen jälkeen heille teetettiin kysymyksiä (maamerkki – reitti – kartta) tietämyksestään tästä ympäristöstä. Yllättäen, suuntavaistokyselyryhmät erosivat toisistaan siinä, miten hyvin he olivat oppineet reittiä, mutta sillä, miten tietoisesti he olivat toimineet navigoinnissaan, ei ollut merkitystä navigointisuoritukselle.

Oma arvio suuntavaistosta näyttäisi siis kuvastavan hyvin taitoa oppia liikkumista uudessa ympäristössä riippumatta siitä, pyrimmekö tietoisesti oppimaan ympäristöstämme kulkemaamme reittiä. Mutta eipäs nuolaista vielä!

Munion kumppaneineen (2019) tutki sukupuolieroja reitinlöytämiskäyttäytymisessä. Tutkimuksen vahvuus oli siinä, että kerrankin reittejä mentiin etsimään todelliseen ympäristöön eikä ainoastaan tietokoneen luomaan virtuaaliympäristöön. Kokonaisuudessaan 518 West Pointin kadettia laitettiin metsään kartan kanssa etsimään lippuja lähes 2,5 tunnin ajaksi. Heihin kiinnitetyn GPS-seurantalaitteen avulla heidän liikkeensä saatiin tarkasti talteen. Tässä kuten aiemmissakin tutkimuksissa miehet suoriutuivat kohteiden löytämisessä naisia paremmin tehden myös vähemmän pysähdyksiä ja kiemuroita. Mutta meitä kiinnostava yksityiskohta oli, että oma arvio suuntavaistosta (mitattuna SBSODilla) ei korreloinut löytyneiden lippujen määrän kanssa, vaikka se olikin vähäisesti yhteydessä etsinnässä tapahtuneisiin virheliikkeisiin.

Tutkimusta on siis jatkettava. SBSOD-kysely näyttäisi monella tapaa tavoittavan jotain ympäristössä navigoinnin kokemuksesta, mutta yksiselitteisiä tulokset eivät ole. Suuntavaisto on kuitenkin yksi keskeisiä ihmiselämässä päivittäin tarvittavia taitoja. Miten sitä voitaisiin arvioida luotettavasti, mutta mahdollisimman helposti ja taloudellisesti? Harvoin meillä on mahdollisuuksia rakentaa kilometri-kertaa-kilometri -alueita taitojen arviointiin. Vasta kun tiedämme, miten arvioida taitoa luotettavasti, voimme arvioida myös, missä määrin erilaisilla kuntoutuksellisilla keinoilla taitoa saadaan ihan oikeasti parannettua. Burten ja Montellon tulos viittaisi, että suoraviivaisesti pelkkä “tietoisen havainnoinnin” lisääminen ei välttämättä kuntoutukselliseksi keinoksi riitä, vaan myös muuta tilanhahmottamisen harjoittelua tarvittaisiin. Jatketaan etsintää.

Viitteet
Burte, H., & Montello, D. R. (2017). How sense-of-direction and learning intentionality relate to spatial knowledge acquisition in the environment. Cognitive Research: Principles and Implications, 2(1), 18.
Hegarty, M., Richardson, A. E., Montello, D. R., Lovelace, K., & Subbiah, I. (2002). Development of a self-report measure of environmental spatial ability. Intelligence, 30(5), 425–447.
Munion, A. K., Stefanucci, J. K., Rovira, E., Squire, P., & Hendricks, M. (2019). Gender differences in spatial navigation: Characterizing wayfinding behaviors. Psychonomic bulletin & review, 1-8.
Siegel, A. W., & White, S. H. (1975). The development of spatial representations of large-scale environments. In H. W. Reese (Ed.), Advances in child development and behavior (10th ed., pp. 9–55). New York: Academic Press.

Onko se kuitenkin vanhempien vika? – hahmotustaitojen perinnöllisyydestä

Kaksostutkimuksia hahmottamisen taidoista on tehty jo iso nippu. Siksi King kumppaneineen (2019) keräsi ne kasaan ja katsoi, miltä tutkimusten mukaan tilanne tällä hetkellä näyttää. Ennen kuin iskemme hampaamme varsinaiseen tutkimukseen, on hyvä kerrata, mitä ihmettä nämä kaksostutkimukset oikein ovat. Silventoinen ja Kaprio (2008) ovatkin koonneet selkeän suomenkielisen kuvauksen siitä, mistä tässä tutkimusmenetelmässä oikeastaan on kyse. Sitä suosittelemme kaikille mainioksi johdannoksi syvällisempään aiheeseen perehtymiseen. Tässä aiheesta vain lyhyt makupala ja varsin rumasti yksinkertaistaen.

Jo muinaiset roomalaiset, näin ainakin kuvittelisin, olivat havainneet, että toisilleen sukua olevat ihmiset ovat samanlaisempia keskenään kuin täysin ventovieraat. Siinä on osittain taustalla se, että geenit ohjaavat jossain määrin kehitystämme, ja sukulaiset kantavat enemmän samanlaisuutta geeneissään kuin keskenään tuikituntemattomat. Tästä jälkimmäisestä roomalaisilla ei vielä ollut hajuakaan.

Koska kahden henkilön perintötekijöiden samanlaisuutta tai erilaisuutta ei yleensä tiedetä, on otettava tutkimuksen kohteeksi joukko, joista se tiedetään, eli kaksoset. Identtiset kaksoset ovat lähtökohtaisesti perimältään samanlaisia ja ei-identtiset vain osittain. Nyt tätä eroa perintötekijöiden samanlaisuudessa voidaan hyödyntää selvitettäessä, kuinka paljon samanlaisempia identtiset kaksoset ovat keskenään verrattuna ei-identtisiin jossain ominaisuudessa. Jotta perinnöllisyyden merkitystä voitaisiin tutkia, täytyy tässä ilmiössä olla mahdollisimman paljon vaihtelua yksilöiden välillä. Se, että ihmiselle kasvaa pää, on täysin perinnöllistä, mutta koska pää kasvaa sekä identtisille että ei-identtisille kaksosille, eikä vaihtelua ole, niin laskennallisesti kaksosia vertailemalla pään kasvamisen periytyvyysaste on nolla. Identtisten ja ei-identtisten välillä ei tässä ollut eroa. Kaksostutkimuksilla voidaan siis tutkia vain sellaisia asioita, joissa ihmiset eroavat toisistaan.

Hahmottamisen taidoissa on ihmisten välillä suuria eroja. Siksi se on hyvä kohde tarkastella periytyvyyttä kaksostutkimusten avulla. Mitataan avaruudellisten taitojen vaihtelua kaksospopulaatiossa ja lasketaan kuinka paljon samanlaisempia identtiset kaksoset ovat verrattuna ei-identtisiin. Haasteen tulkinnalle tässä tekevät ympäristötekijät. Jos lapset ovat kasvaneet samassa perheessä, he myös jakavat paljolti samoja ympäristötekijöitä, jotka myös voivat tehdä heidät samankaltaisemmiksi toisilleen verrattuna toisissa perheissä eläneisiin. Tätä kutsutaan samaksi tai jaetuksi ympäristöksi. Erottava tai ei-jaettu ympäristö kuvastaa taasen yksilöllisempiä kokemuksia tai erilaisissa ympäristöissä kasvamista. Vaikeaksi asian tekee se, että perheympäristö voi olla samalla jaettu ympäristötekijä, jos se muokkaa sisarukset samankaltaisiksi, mutta sisarukset voivat myös kokea perheensä eri tavalla, jolloin se kuuluu osana erottavaan ympäristöön (ks. Silvennoinen ja Kaprio, 2008). Erilaisia monimuuttujaisia laskennallisia malleja, joilla näitä perinnöllisten, yhteisten ja erottelevien ympäristötekijöiden osuuksia voidaan arvioida, on kehitetty kohta 30 vuotta.

Periytyvyysasteen käsitettä ei voi soveltaa yksilöön, joten suoraan on aika vaikea ruveta vanhempiaan kohtalostaan syyttämään. Esimerkiksi lihavuus on ilmiö, jolla tiedetään olevan korkea periytyvyysaste, mutta se ei tarkoita sitä, että geenit tekevät jostakin ihmisestä lihavan. Lihavaksi tulee, kun syö enemmän kuin kuluttaa. Aineenvaihdunta tuo tähän vain pientä vaihtelua, miten herkästi se lihapiirakan rasva siirtyy renkaaksi vyötärölle. Tässä tapauksessa lihavuuden perinnöllisyyden roolia voidaan tutkia vain, kun tutkimme isoa joukkoa ihmisiä, joilla on samanlaiset ruokailutottumukset. Ei yksilöitä.

Ympäristöllä on myös muita isompia vaikutuksia fyysisten ja psyykkisten piirteiden kehitykseen. Suomalaiset olivat aiemmin ruotsalaisia selvästi lyhyempiä. Siitä olisi voinut vetää helposti johtopäätöksen, että pituuseron taustalla oli geneettisiä tekijöitä. Suomalaiset ovat pitkäselkäistä, mutta lyhytjalkaista itä-balttilaista heimoa, kun taas ruotsalaiset pitkäjalkaisia läntistä blondikansaa. Muttapa mutta, Suomi oli ennen köyhä maa, varsinkin Ruotsiin verrattuna. Kun erot talousluvuissa tasottuivat, hävisi myös pituusero. Ja samalla geneettiset selitykset. Perintötekijöiden tarkastelussa on siis olennaista, että lähtöjoukko tulee varsin samanlaisesta taustaympäristöstä. Kansojen välisiä eroja selittävät yleensä ihan muut tekijät kuin geenit.

King (ym., 2019) keräsi yhteen kaksostutkimukset, joissa oli verrattu identtisten ja ei-identtisten kaksosten erilaisuusastetta hahmottamisen taidoissa. Meta-analyysin avulla voidaan tarkastella sitä, missä määrin samaa asiaa selvittäneet eri tutkimukset tuottavat samanlaisia tuloksia ja millainen arvio syntyy, kun lasketaan eri tutkimuksista yhteinen tulos. Hahmottamisella näissä tutkimuksissa tarkoitetaan suoriutumista erilaisissa kaksi- ja kolmiulotteisten objektien tarkastelutehtävissä. Niissä esitetään esineitä tai kuvioita eri näkökulmista, ja koehenkilön tulee sanoa, ovatko objektit samoja ei erilaisia. Tehtävä edellyttää sitä, että koehenkilön tulee pystyä mielessään kääntämään esinettä ymmärtääkseen, miltä se näyttää eri asennossa. Myös mentaaliseksi rotaatioksi tätä suoritusta kutsutaan. Toisena tehtävänä tarkasteltiin kuvio-päättelytehtävässä suoriutumista.

Hahmottamisen taidot näyttäytyivät meta-analyysissä varsin vahvasti periytyvinä taitoina (61% vaihtelusta tulee selitetyksi perintötekijöillä). Erottavalla ympäristöllä oli myös iso selitysaste (vajaa puolet). Miesten ja naisten välillä on mentaalisen rotaation taidossa toistuvasti todettu eroja miesten hyväksi. Sen sijaan periytyvyysasteessa ja ympäristötekijöiden vaikutuksissa ei sukupuolieroja havaittu. Eri tehtävätyyppien välillä ei myöskään löytynyt eroja periytyvyysasteessa. Merkittävin eroavaisuus periytyvyysasteen ja ympäristötekijöiden vaikutuksissa löytyi ainoastaan ei-jaetun ympäristön merkityksen vähenemisessä ja peritytyvyysasteen kasvussa ihmisten ikääntyessä. Vanhimmassa ikäryhmässä perityvyvyysaste oli jo 81%. Tämä on aika tavallinen löydös perinnöllisyystutkimuksissa. Mitä vanhemmaksi tulemme, sitä samanlaisemmaksi perimältään samanlaisemmat muuttuvat – taidoissaan ja ominaisuuksissaan. Erottavan ympäristön vaikutus vähenee iän ja kokemusmaailman karttuessa. Näin silloin kun ympäristö noin ylipäätään on kohtuullisen samanlainen.

Niin, saatoimmeko siis kiittää tai syyttää hahmottamisen taidoistamme ja taitamattomuuksistamme vanhempiamme, jotka meille geeninsä antoivat? Kyllä, mutta vasta siinä vaiheessa, kun heidät olemme jo hautaan saattaneet, joten maksanneeko tuo vaivaa. Lohdullista tässä on, että lastemme kohdalla ketju jatkuu samalla tavoin. Yhtä vähän voimme syyttää vanhempiamme ylimääräisistä makkaroista vyötäröllämme. Se kannattaa pitää mielessä seuraavan kerran, kun jääkaapin oven avaamme: kaikki ei johdu siitä, että olen perinyt tavanomaista hitaamman aineenvaihdunnan tai kyltymättömän nälkägeenin. Voin syödä vähemmän, liikkua enemmän tai katsoa, löytyisikö Hahku-tietopalvelun sivuilta hyviä vinkkejä hahmotustaitojeni harjoittamiseen.

Viittaukset

King, M. J., Katz, D. P., Thompson, L. A., & Macnamara, B. N. (2019). Genetic and environmental influences on spatial reasoning: A meta-analysis of twin studies. Intelligence, 73, 65-77.

Silventoinen, K., & Kaprio, J. (2008). Kaksos-ja perhetutkimukset geneettisten ja ympäristötekijöiden vaikutuksen arvioimisessa. Sosiaalilääketieteellinen aikakauslehti, 45(3).

Avaruus on yksiulotteinen

Malanchini ja kumppanit (2019) ottivat härän tähtikuviota sarvista ja päättivät selvittää, voitaisiinko perinnöllisyystutkimuksen avulla selvittää, millaisiin taitoalueisiin avaruudellista hahmottamista voitaisiin jaotella. Tutkimus on laajin tähänastisista.

Kokonaisuudessaan yli 2500 joukolle kaksosia, joita on seurattu 7-vuotiaasta, teetettiin 6 uutta pelillistä navigoinnin (suunnistaminen, reitin löytäminen) tehtävää 19-22 -vuotiaana ja nämä tulokset yhdistettiin aiempiin 16 hahmottamisen tehtävään.
Kuusi uutta navigointitehtävää muodostivat yhden taitofaktorin. Siis tätä taitoa ei voitu jakaa useammaksi eri taitoalueeksi. Se näyttäytyi varsin vahvasti perinnöllisenä taitona: 64% taitovaihtelusta voitiin selittää perintötekijöillä.

Kun pakettiin lisättiin 16 hahmottamisen tehtävää, niin niistä muodostui kolme avaruudellisen hahmottamisen taitoaluetta:
1. Suunnistaminen/navigointi (suuntien ja karttojen hahmottaminen)
2. Objektin käsittely (muun muassa objektien mielessä kääntäminen, mentaalinen rotaatio, hahmon tunnistus, kokoaminen)
3. Spatiaalinen visualisaatio (spatiaalisten mielikuvien käyttö, eri perspektiivien ymmärtäminen)

Olennaisin palanen tutkimuksessa tulee siitä, että nämä kolme taitoaluetta korreloivat erittäin vahvasti keskenään muodostaen yhden spatiaalisten taitojen pääfaktorin, joka näyttäisi olevan vahvasti perinnöllinen (84%). Tästä perinnöllisyydestä iso osa (45%) oli riippumatonta yleisestä kykytasosta. Aiemmin tästä yleisestä kykytekijästä käytettiin älykkyyden käsitettä, mutta siitä on enimmäkseen luovuttu.

Tutkimuksen merkittävin anti on siinä, että näyttäisi vahvasti siltä, että avaruudellisen hahmottamisen taitojen hermoverkon kehityksen taustalla olisi yksi yleisempi spatiaalisten taitojen geneettinen mekanismi. Se ei tarkoita, että taustalla olisi yksi geeni, vaan sitä, että osataitojen kehityksessä on vahvaa päällekkäisyyttä ja toisiinsa liittyneisyyttä sekä hermostollisella että toiminnan tasolla. Erilaisten avaruudellisen hahmottamisen tehtävien ratkaisemisessa käytämme siis paljolti samoja hahmottamisen prosesseja ja aivotoimintoja tehtävästä riippumatta.

Avaruudellisten taitojen osittainen riippumattomuus muusta yleisestä kyvykkyydestä korostaa sitä, että miettiessämme ihmisten taitoja, taitopuutteita ja taitojen harjoittamista, hahmottamista on syytä tarkastella erikseen. Se on oma taitoalueensa ja voi olla haasteellinen, vaikka muutoin kyvykkyys suoriutua erilaisista tehtävistä ja toiminnoista olisikin varsin mainio.

Vahva perinnöllisyys ei tarkoita, etteikö taitoja voisi harjoittaa ja kehittää. Perinnöllisyysefekti tarkoittaa, että kun laitetaan kaikki samalle viivalle, niin lopputulos määräytyy paljolti sen perusteella, millaiset geenit on sattunut saamaan. Yksilöt ovat taitotasollaan hyvin paljon keskenään samankaltaisempia kun perintötekijöissä on samankaltaisuutta verrattuna niihin, joiden perimä on erilaisempaa. Tämä on kaksostutkimuksen logiikka.

Mutta taitojen tasoa se ei suoraan määrää. Harjoittelulla kaikki parantavat suoritustaan. Perintötekijöiltään suotuisammassa asemassa olevat kehittyvät ehkä vain hieman helpommin ja ehkä hieman enemmän. Yksilötasolla harjoitus ratkaisee, miten taidot kehittyvät siitä, missä ne kullakin hetkellä ovat.

Viittaukset

Malanchini, M., Rimfeld, K., Shakeshaft, N. G., McMillan, A., Schofield, K. L., Rodic, M., … & Plomin, R. (2019). Evidence for a unitary structure of spatial cognition beyond general intelligence. bioRxiv, 693275.

Eksyitkö ostoksilla?

Olemme lukeneet lehdistä uusissa kauppakeskuksissa eksymisistä. Aina ei kuitenkaan tarvitse olla kyse vain siitä, että kauppa olisi sokkeloinen ja hankala hahmottaa. Joskus kyse voi olla hahmottamisen vaikeuksista, laajemmista tai kapeammista. Aina karttakaan ei ole avuksi, kuten tuore tutkimus osoittaa.

De Renzi (1982) kuvasi häiriötä nimeltä topografinen disorientaatio oireena monessa aivosairaudessa tai -vammassa. Häiriössä on kyse eksymisestä joko tutussa ja/tai vieraassa ympäristössä myös tilanteissa, missä henkilön pitäisi reitti osata (muistinvaraisesti tai esimerkiksi kartan tai ohjeiden avulla suunnistaen).

Iaria kumppaneineen (2009) kuvasi tapauksen, jossa topograafinen disorientaatio esiintyi ilman mitään merkkejä aivovauriosta. Henkilöllä ei ollut tunnistettavissa mitään laajempia kognitiivisia häiriöitä. Tästä löydöksestään innostuneena he kysyivät netin välityksellä lisää tällaisia tapauksia, ja niitähän alkoi löytyä (Ilaria & Barton, 2010). 85% heistä oli naisia. Koska kyseessä ei ole satunnaisotos, ei voida olla varmoja, onko kyseessä sukupuoliero vastaamisessa vai populaatiossa.

Koska havaintoa aivoille aiheutuneesta vauriosta ei ollut, he nimesivät häiriön kehitykselliseksi topograafiseksi disorientaatioksi (DTD, developmental topographic disorientation).

Conson kumppaneineen (2018) kuvasi uuden kapeampialaisen tapauksen DTD:tä: kartanlukemishäiriön. Kyseessä oli nuori nainen, C.F., jonka kielelliset ja muut kognitiiviset taidot olivat normaaleja, eikä hänellä ollut kehityksessään mitään tavanomaisesta poikkeavaa. Hän kykeni suunnistamaan tutussa ympäristössään ja tunnistamaan maamerkkejä, mutta jos hänet laittoi kartan kanssa uuteen tai jopa tuttuun ympäristöön, tuloksena oli eksyminen. Hän ei kyennyt ymmärtämään karttaa. Autossa gps-paikannuksen kartta oli aivan mahdoton hänelle ymmärtää. Niinpä hän hakeutui tutkimuksiin, jonka tulokset tutkijat nyt tässä artikkelissaan kuvasivat.

Kartan lukeminen edellyttää kahden erilaisen tilasuhteen ymmärtämistä ja yhdistämistä: allosentrisen ja egosentrisen. Allosentrisellä tarkoitetaan sijaintien suhdetta toisiinsa katsojasta riippumatta. Esimerkiksi kylän kauppa, posti ja kirkko sijaitsevat aina samoissa paikoissa suhteessa toisiinsa. Samoin tietyt pisteet kartalla. Egosentrisellä tarkoitetaan oman sijainnin suhdetta muihin sijainteihin. Esimerkiksi missä minä olen suhteessa kauppaan, postiin ja kirkkoon. Kartan lukemisessa pitää pystyä yhdistämään nämä kaksi. Missä minä olen ja missä muut sijainnit ovat. Lähdenkö tästä kaupan edestä nyt vasemmalle vai oikealle päästäkseni postille. Kartta sen kertoisi, jos osaisin sijoittaa itseni siihen ja siitä takaisin ympäristöön.

Tapaus C.F. edusti tapausta, jossa allosentrinen hahmottaminen ja egosentrinen hahmottaminen yksinään sujuivat hyvin, mutta kun nämä piti yhdistää, niin se oli hänelle lähes mahdotonta. Aivojen magneettikuvaus osoitti, että C.F.:n aivotoiminnoissa oli toiminnallista poikkeavuutta, vaikka rakenteellisia vaurioita ei löytynyt.

Nämä uudet tutkimukset raivaavat tietä eksymisen pulmien ymmärtämiseen. DTD:n aivotoiminnallisen poikkeaman ymmärtämisessä olemme vielä eksyksissä, vaikka maamerkkejä sen rakenteesta onkin. Kun ymmärrys lisääntyy, niin siitä saamme kartan, jonka avulla voimme ryhtyä kehittämään erilaisia harjoitteita, joilla reitti toimivaan kuntoutukseen löytyy.

Viitteet

De Renzi E (1982) Disorders of space exploration and cognition. Chichester: Wiley.

Iaria G, Bogod N, Fox CJ, Barton JJ (2009) Developmental topographical disorientation: case one. Neuropsychologia 47:30–40

Iaria, G., & Barton, J. J. (2010). Developmental topographical disorientation: a newly discovered cognitive disorder. Experimental Brain Research, 206(2), 189-196.

Conson, M., Bianchini, F., Quarantelli, M., Boccia, M., Salzano, S., Di Vita, A., & Guariglia, C. (2018). Selective map-following navigation deficit: A new case of developmental topographical disorientation. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 1-11.

Lasten kyky käännellä kuvioita mielessä kehittyy hitaasti – tyttöjen ja poikien välillä eroja

Mentaalisella rotaatiolla tarkoitetaan kykyä tunnistaa esine samaksi eri näkökulmasta. Sitä tutkitaan tavallisesti vertailutehtävällä, jossa pitää löytää sama kolmiulotteinen kuvio eri asennossa peilikuvan sijasta. Mielenkiintoinen havainto on ollut suoritusaika. Aika näyttäisi kasvavan tasaisesti sen suhteen, kuinka paljon pitää mielessään esinettä kääntää, jotta se olisi sama kuin alkuperäinen kuva. Näyttäisimme siis tosiaan mielessämme kääntävän esinettä samaan asentoon kuin mallikuva.

Taito pyöritellä kuvioita mielessä kehittyy hitaasti. Vasta 5-vuotiaat kykenevät ryhmätasolla osoittamaan tätä taitoa järjestelmällisesti, mutta vasta 8-9 -vuotiaat suoriutuvat tästä aikuisten kaltaisesti. Krüger (2018) opetti 3-vuotiaita tässä tehtävässä ja osoitti, että hekin kykenevät ratkaisemaan rotaatiotehtäviä (kuva). Samanlaista suhdetta suoritusajan ja käännöskulman välillä hän ei kuitenkaan löytänyt.

Tavallisesti pojat ovat tässä tehtävässä parempia kuin tytöt ja miehet parempia kuin naiset. Sen ajateltiin pitkään johtuvan sukupuolirooleista sekä kehittyvän poikien ja tyttöjen erilaisissa leikeissä. Erot kehittyvät kuitenkin varhain. Kymmenen vuotta sitten osoitettiin ensimmäisen kerran, että jo alle puolivuotiailla vauvoilla on orastava taito mentaaliseen rotaatioon. Mutta se näyttäytyi selkeämmin pojilla. Tämä viittaisi sukupuolierojen biologiseen pohjaan.

Cambridgen tutkimusryhmä (Constantinescu ym., 2018) selvitti biologisten (testosteronin määrä 1-2 kk iässä) ja kulttuuristen (vanhempien sukupuolistereotypiat) tekijöiden yhteyksiä mentaaliseen rotaatioon 5-6 kk ikäisillä. Testosteronin määrä korreloi merkittävästi rotaatiokykyyn. Mielenkiintoista oli, että jo tässä iässä vanhempien sukupuoliroolikäsitykset olivat yhteydessä taitojen kehitykseen, mutta vain tytöillä. Tiukempi käsitys rooleista oli yhteydessä huonompaan suoritukseen.

Viitteet

Krüger, M. (2018). Three-Year-Olds Solved a Mental Rotation Task Above Chance Level, but No Linear Relation Concerning Reaction Time and Angular Disparity Presented Itself. Frontiers in psychology, 9.

Constantinescu, M., Moore, D. S., Johnson, S. P., & Hines, M. (2018). Early contributions to infants’ mental rotation abilities. Developmental Science, 21(4), e12613.

Moore, D. S., & Johnson, S. P. (2008). Mental rotation in human infants: A sex difference. Psychological Science, 19(11), 1063-1066.

Quinn, P. C., & Liben, L. S. (2008). A sex difference in mental rotation in young infants. Psychological Science, 19(11), 1067-1070.

Eksyksissä? Navigoinnin strategioissa sukupuolella ja hippokampuksella on väliä

Vuoden 2019 aikana on ilmestynyt useampia navigoinnin kognitioon liittyviä tutkimuksia. Navigoinnilla ei tässä yhteydessä tarkoiteta mitään merenkulkuun liittyvää, vaan ihan sitä arkista paikanlöytämistä ja reittien hahmottamista tutuissa ja vieraissa ympäristöissä. Tässä poimintana pari mielenkiintoista raporttia aiheesta.

Fernandez-Baizan kumppaneineen (2019) kehittivät uusia versioita navigointitaitojen tutkimukseen. Navigointitaitoja on hankalaa tutkia laboratorio-olosuhteissa siten, että mittaus muistuttaisi todellisia olosuhteita, missä navigointia tapahtuu. Sellaisen laboratorion kun pitäisi olla aika iso halli erilaisine taloineen ja katuineen.

Tutkijat rakensivat kaksi erilaista tehtävää (kuvassa). Tehtävillä yritettiin mitata egosentistä ja allosentristä navigointia. Egosentrisellä tarkoitetaan sijanteja suhteessa itseen ja allosentrisellä sijanteja suhteessa toisiinsa. Eli egosentrinen vastaa kysymykseen, missä suunnassa kirkko on sinusta ja allosentrinen sitä, missä suunnassa kirkko on kaupasta, kun seisot tässä. Nämä näyttäisivät olevan toisistaan vähän erilaiset taidot ja vaativan erilaisia kognitiivisia ja navigoinnin strategisia taitoja.

Hyvin usein navigoinnin taitoja tutkitaan karttojen tai kolmiulotteisten tietokonesimulaatioiden avulla. Silloin niistä jää kehon liikkeet pois. Kehon liikkeet ovat kuitenkin keskeisessä roolissa kun navigoimme. Kun käännymme ja liikumme, aivomme pyrkivät päivittämään sijantien muutoksia suhteessa itseemme ja toisiinsa. Tätä ei tapahdu, jos vain istumme tietokoneen ääressä ja käännymme Google streetview-ohjelmalla risteyksessä.

Tässä tutkimuksessa (Fernandez-Baizan, ym., 2019) verrattiin nuoria naisia ja miehiä toisiinsa ego- ja allosentrisissä muistitehtävissä. Aiemmasta tiedämme, että miehet yleensä suoriutuvat naisia hieman paremmin näissä tehtävissä (esim. van Gerven, ym., 2012). Näin tässäkin tutkimuksessa. Tutkijat yllätti se, että naistutkitut suoriutuivat heikommin erityisesti egosentrisessä tehtävässä. Miesten paremmuus navigoinnissa on yleensä liitetty juuri kykyyn allosentrisessä kartanmuodostuksessa.

Tuloksensa takana tutkijat pohtivat olevan erilaisia tekijöitä. Yksi näistä oli se, että heidän tehtävissään ei voinut käyttää maamerkkejä. Maamerkkien käyttö navigoinnin tukena on tavallisempaa naisilla kuin miehillä. Toinen mahdollinen selitys heillä oli oletus, että tässä voi olla osittain takana myös erot hippokampuksen koossa. Hippokampus on keskeisin aivoalue, joka käsittelee ja tallentaa sijaintitietoja itsestämme ympäristössä.

Tämä pohdiskelu johtaakin suoraan toiseen uuteen tutkimukseen. Brunec ym. (2019) mittasivat suoraan hippokampuksen etu- ja takaosien kokoja ja vertaisivat kokojen suhteiden yhteyttä käytettyihin navigointistrategioihin. Navigointistrategiakyselyssä kysytään kyvyistä hahmottaa reittejä ja kuinka paljon kykenee omasta mielestään hahmottamaan suuntia isompina kokonaisuuksina. Mitä paremmaksi nämä taitonsa koki, sitä suurempi oli myös hippokampuksen taaempi osa. Tai toisinpäin. Mitä isompi hippokampus, sitä vähemmän oli riippuvainen yksittäisistä navigointivihjeistä, koska kykenee paremmin hahmottamaan sijantien välisiä suhteita ja ilmansuuntia.

Se, että navigoinnissa aivorakenteilla näyttäisi olevan keskeinen merkitys, ei tarkoita, etteikö taitoja voisi harjoittaa. Tähän viittasi jo klassinen Lontoon taksikuskitutkimuskin (Maguire ym., 2000). Kun kovasti navigointia harjoittelee, niin hippokampuskin kasvaa. Ja toisaalta, kun taksikuski jää eläkkeelle, niin se näkyy myös hippokampuksen koossa.

Viitteet

Brunec, I. K., Robin, J., Patai, E. Z., Ozubko, J. D., Javadi, A. H., Barense, M. D., … & Moscovitch, M. (2019). Cognitive mapping style relates to posterior–anterior hippocampal volume ratio. Hippocampus.

Fernandez-Baizan, C., Arias, J. L., & Mendez, M. (2019). Spatial memory in young adults: Gender differences in egocentric and allocentric performance. Behavioural brain research, 359, 694-700.

Maguire, E. A., Gadian, D. G., Johnsrude, I. S., Good, C. D., Ashburner, J., Frackowiak, R. S. J., & Frith, C. D. (2000). Navigation‐related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 97(8), 4398–4403.

van Gerven, D. J., Schneider, A. N., Wuitchik, D. M., & Skelton, R. W. (2012). Direct measurement of spontaneous strategy selection in a virtual morris water maze shows females choose an allocentric strategy at least as often as males do. Behavioral neuroscience, 126(3), 465.

Opettaja: Älä vaihda kampausta tai vaatteita! Ja muista hymyillä!

Siis ainakin ensimmäisen kouluviikon aikana. Toki vaatteita voi vaihtaa, mutta mielellään samaan väriin ja tyyliin. Miksi? Koska koululaisten pitää oppia tunnistamaan sinut.

Kasvot ovat mielenkiintoinen visuaalinen ärsyke. Ne kertovat todella paljon. Ne kertovat sukupuolestasi, iästäsi, identiteetistäsi. Sen perusteella sinut tunnistetaan ja erotetaan muista ihmisistä, eikä siinä vielä kaikki. Kasvoilla kerrotaan ja niistä koitetaan lukea, mitä toinen ajattelee tai tuntee.

Mitä tiedämme kasvojen tunnistamisesta? Tutkimusta on paljon. Tässä muutama tutkimusfakta viime vuosien ajalta, joita kannattaa pitää mielessä, kun aamulla kasvojansa kohentaa ja tukkaansa kampaa.

Kasvot käsitellään kokonaisuutena. Kasvot koostuvat osista (silmät, nenä, suu), mutta näiden osien muodostama kokonaisuus on se, joka käsitellään. Siten kasvot muodostavat oman erityisen havaintokategorian (Tanaka & Simonyi, 2016), joka on osittain eroteltavissa muista visuaalisista havaintoprosesseista.

Kasvojen tunnistamisen taidoissa on merkittäviä yksilöllisiä eroja. Mielenkiintoista tässä on, että kasvojen tunnistamisen taito näyttäisi olevan vahvasti perinnöllistä, mutta erot kasvojen tunnistamisen taidoissa eivät näyttäsi olevan kovinkaan merkittävästi yhteydessä yleiseen älykkyyteen tai muihin kognitiivisiin taitoihin (Wilmer, 2017).

Kuva: Esimerkkejä Ekman-Friesen Pictures of Facial Affect -testistä.

Kasvojen tunnistamiseen vaikuttaa kokemus tietynlaisista kasvoista. Erottelutaito harjaantuu. Siksi ei ole yllättävää, että on helpompaa erottaa omaan ikäryhmään, sukupuoleen ja etniseen taustaan kuuluvia kuin muita (Mukudi, & Hills, 2019). Kasvojen tunnistustaidoissa nähdään myös iän mukana tuomaa kehitystä, sen ollessa parhaimmillaan 30–40 vuoden iässä (Wilmer, 2017).

Kaikissa tutkituissa kulttuureissa on todettu kuusi perustunneilmaisua, jotka ovat kasvojen ilmeistä eroteltavissa: ilo, suru, pelko, hämmästys, inho ja viha. Ei kuitenkaan ole niin, että pienillä lapsilla näiden kaikkien kuuden erottelu olisi jo syntymästä kehittynyt (Lawrence ym., 2015).

Lawrence kumppaneideen (2015) tarkasteli 6–16 -vuotiaiden tunneilmeiden erottelukykyä. Kun iloiset ja surulliset kasvot tunnistivat lähes kaikki, eikä vihassakaan ollut havaittavissa merkittäviä ikäeroja, niin pelko, inho ja hämmästys olivat tässä ikähaitarissa kaikki selkeästi kehittyviä taitoja. Esimerkiksi koulunaloitusiässä nämä tunnisti oikein vain noin puolet lapsista. Kaikkien tunteiden kohdalla näyttäytyi pieni ero tyttöjen hyväksi.

Mistä siis otsikon ohje? Kun koulu alkaa, niin lasten maailmaan tulee paljon uusia kasvoja. Lapsille vanhempien ikäryhmien kasvojen tunnistaminen on haastavampaa. Tunnistamista helpottaa, kun sen mukana kulkee muita tunnistamista tukevia elementtejä: kampaus, tietyn väriset vaatteet tai muut toisista opettajista selkeästi erottavissa olevat merkit, tunnisteet tai piirteet. Kannattaa olla yksilöllinen!

Ja hymyillä kannattaa. Sen tunteen tunnistavat kasvoistasi lähes kaikki lapset. Sillä välität tietoa, että vaikka lapset olisivat hämmentyneitä kaikista uusista ihmisistä koulussa, niin se on oikeasti aika kiva paikka.

Mainiota luettavaa:

Lawrence, K., Campbell, R., & Skuse, D. (2015). Age, gender, and puberty influence the development of facial emotion recognition. Frontiers in psychology, 6, 761.

Mukudi, P. B., & Hills, P. J. (2019). The combined influence of the own-age,-gender, and-ethnicity biases on face recognition. Acta psychologica, 194, 1-6.

Tanaka, J. W., & Simonyi, D. (2016). The “parts and wholes” of face recognition: A review of the literature. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 69(10), 1876-1889.

Wilmer, J. B. (2017). Individual differences in face recognition: A decade of discovery. Current Directions in Psychological Science, 26(3), 225-230.

7-vuotiaan reitinlöytämistaidot ovat vielä hieman eksyksissä

Koulumatka on lapselle seikkailu. Uusi reitti, joka pitäisi oppia kulkemaan kahteen suuntaan. Mistä kohden kääntyä? Entäs jos menenkin tästä, niin mihin sitten päädyn. Isommat lapset osaavat jo oikaista polkua pitkin. Menisinkö minäkin?

Aikuisten reitinlöytämistaitoja on tutkittu paljon, mutta lasten paljon vähemmän. Nyt uudessa tutkimuksessaan Burles kumppaneineen (2019) tutki 7–10-vuotiaiden ja aikuisten eroja reitinlöytämistehtävässä. Tehtävänä oli löytää nopein reitti perille: Eli osaako lapsi löytää oikopolkua.

Reitinlöytämistaito kehittyy vaiheittain. Ensimmäisessä vaiheessa tunnistamme ja opimme muistamaan erilaisia maamerkkejä matkan varrelta. Seuraavassa vaiheessa opimme yhdistämään liikkumisemme näihin maamerkkeihin, mikä luo pohjan reitin muistamiselle. Kun opimme yhdistämään maamerkit ja reitin, meille alkaa muodostua reitistä kognitiivinen kartta, jossa miellämme maamerkkien sijanteja suhteessa toisiinsa. Siis maamerkki-reitti-kartta. Vasta kartta-vaiheessa pystymme miettimään ja hahmottamaan oikopolkuja.

Taito luoda mielessään kartta kehittyy asteittain. Aiemmin on arvioitu, että vasta 9–10 -vuotiaat kykenisivät luomaan mielessään kognitiivisia karttoja, koska se edellyttää irrottautumista minäkeskeisestä avaruudellisesta hahmottamisesta, omasta sijainnista ja miettimään eri paikkojen sijainteja suhteessa toisiinsa. Tälle kysymykselle Burlesin ryhmä lähti etsimään vahvistusta.

Tutkimuksessa koehenkilöt laitettiin tietokoneen ääreen opettelemaan virtuaalisessa todellisuudessa liikkumista ja erilaisia reittejä. Kun ne oli taidokkasti ratkaistu, niin sen jälkeen heille annettiin koetehtävä, jossa piti kulkea pisteestä A pisteeseen B mahdollisimman nopeasti. Matkan varrella oli useita mahdollisuuksia käyttää oikopolkuja.

Kaikki ikäryhmät (7v,8v,9v,10v,aikuiset) yrittävät käyttää oikopolkuja. Mutta 9-vuotiaat ja sitä nuoremmat onnistuivat löytämään perille nopeasti ja eksymättä vain turvautuessaan aiemmin opittuihin reitteihin. Vasta 10-vuotiaat olivat pystyneet mielessään rakentamaan kognitiivisen kartan, mikä mahdollisti oikopolkujen taidokkaan hyödyntämisen aikuisten tavoin.

Tämä kannattaa pitää mielessä, kun koulumatkaa lapsen kanssa opettelette. Ekaluokkalaiselle ei vielä niin taidokkaasti synny kokonaiskuvaa koulumatkasta. Kartan sijasta lapselle jää mieleen maamerkkejä ja reitti. Sitä paremmin, mitä useammin matkaa kuljetaan.

Kun lapsen kanssa käytte yhdessä opettelemassa koulureittiä, niin aikuisen kannattaa myös käväistä kyykyssä. Se on koulua aloittavan perspektiivi liikenteessä. Sieltä näkee aika paljon vähemmän kuin aikuisen näkökulmasta. Monet maamerkitkin näyttävät ihan erilaiselta.

Kannattaa myös lapsen kanssa etukäteen yhdessä pohtia, että mitä tehdä, jos uskoo, että on eksynyt. Eksyksissä kun tulee helposti hätä ja pelko, eikä osaa järkevästi miettiä, mitä tehdä. Yksinkertainen sääntö siihen ja sen toteutuksen harjoittelu. Kun sekin on valmiiksi pohdittu, niin koulutielle on turvallisempaa ja kivempaa lähteä.

Turvallista koulumatkaa kaikille!

Viitteet

Burles, F., Liu, I., Hart, C., Murias, K., Graham, S. A., & Iaria, G. (2019). The Emergence of Cognitive Maps for Spatial Navigation in 7‐to 10‐Year‐Old Children. Child development.

Lentäjän tulee osata laskea että laskeutua

Joskus muuta tietoa etsiessään sitä törmää mielenkiintoisiin havaintoihin. Näin kävi, kun kävin läpi yhden suomalaisen aistifysiologisen tutkimuksen pioneerin Yrjö Renqvistin julkaisuja. Käsiini päätyi Suomen ilmailuvoimien esikunnan toimittama Aero-julkaisu vuodelta 1925 ja siinä ilmestynyt artikkeli otsikolla “Lento-psykoteknillisiä tutkimuksia”. Kirjoittajana juuri Renqvist, silloinen Sotaväen psykoteknillisen laitoksen johtaja.

Artikkelissaan hän selvitti heidän tekemiään tutkimuksia, joilla pyrittiin selvittämään, millaisia aistihavaintoihin liittyviä ominaisuuksia (kuten syvyysnäkö) lentäjäkandidaatelta pitäisi löytää, että heistä tulisi hyviä lentäjiä.

Näiden näköaistimuksiin liittyvien havaintojen lisäksi Renqvist kirjoitti:

“Olen myös erikseen koettanut tiedustella minkälainen on lentäjien laskukyky. Laskeminen on lentotaidon solmukohta, mikä ilmenee siinäkin, että lento-opettajien arvostelut oppilaittensa yleisestä lentotaidosta ja heidän laskutaidostaan ovat yleensä samat: hyvä lentäjä on myös hyvä laskija, huono lentäjä on useimmiten huono laskija.” (s. 190-191)

Omien havaintojensa tueksi Renqvist esitti myös kovaa dataa tästä yllättävästä yhteydestä:

“Taulukosta näemme, että hyvät ja erikoisen hyvät lentäjät aina myös ovat hyviä laskijoita. Hyvän-keskinkertaiset lentäjät ovat hyviä, tai hyvän-keskinkertaisia, tai keskinkertaisia laskijoita. Keskinkertaiset lentäjät ovat keskinkertaisia laskijoita, keskinkertaisen-huonot ja huonon-keskinkertaiset lentäjät keskinkertaisia, keskinkertaisen-huonoja tai huonoja laskijoita. Ja huonot lentäjät ovat huonoja laskijoita. Laskemisen taito on selvästi lentotaidon ydinkohta.” (s. 192)

Joskos tällainen yhteys olisi vieläkin relevantti lentäjille –olihan lentokoneet aikojen saatossa aika tavalla muuttuneet – minun piti tehdä pikainen katsaus tuoreempaan kirjallisuuteen.

Renqvistin vanha toteamus näyttäisi edelleen pitävän paikkaansa. Johnson kumppaneineen (2017) tarkasteli erilaisten kognitiivisten tekijöiden ennustekykyä lentotaitoihin isolla, tuhansien lentäjäkandidaattien otoksilla. Avaruudelliset taidot, havaintonopeus ja tietämys lentämisestä ovat varsin arvattavia ja ilmeisiä ennustajina. Mutta kuinka ollakaan, he totesivat myös, että matemaattiset taidot osaltaan ennustavat millaiseksi lentäjän taidot kehittyvät, enemmän kuin esimerkiksi lukutaito.

Kun lomamatkalle olette lähdössä, niin kannattaa siinä portilla huikata lentäjälle pieni päässälaskupähkinä ratkaistavaksi. Oikean vastauksen jälkeen on helpompaa rentoutua koneessa –olet turvallisissa käsissä.

Viitteet:

Johnson, J.F., Barron, L.G., Carretta, T.R., & Rose, M.R. (2017) Predictive Validity of Spatial Ability and Perceptual Speed Tests for Aviator Training, The International Journal of Aerospace Psychology, 27:3-4, 109-120.

Renqvist, Y. (1925). Lento-psykoteknillisiä tutkimuksia. AERO – Suomen ilmailuvoimien esikunnan toimittama julkaisu, N:o 11 — 12.