strategia_ – HAHKU

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.

Jos ensin harjoittelee laskua 5+7–7 , niin 16+47–45 muuttuu helpommaksi –kokeellinen tutkimus aikuisilla

Vanha suomalainen sananlasku sanoo, että Nokia -connecting people, disconnecting families (Nokia yhdistää ihmiset, erottaa perheet). Myös matematiikassa nokialaisuus voi olla valttia. Yhdistämällä ja erottamalla lukuja eri tavoin voi päässälaskemisesta tehdä paljon helpompaa ja sujuvampaa.

Assosiatiivisuus eli liitännäisyys on monelle koulumatematiikasta tuttu, mutta helposti unohtuva sääntö. Koska yhteen- ja vähennyslasku ovat toisiinsa liittyviä, niin niissä lukuja voidaan siirrellä ja yhdistellä vapaasti “(3+2)+1=(1+2)+3” tai 5+2–5=2+(5–5). Samalla tavoin kerto- ja jakolasku muodostavat toiminnallisen parin.

Kun aikuisilla päässälaskutaito on ajan saatossa päässyt rapistumaan tai se ei koskaan ole kehittynytkään sujuvaksi, tuppaamme laskemaan suoraan muistista vasemmalta oikealle, emmekä helposti huomaa, että sama lasku olisi voinut olla paljon helpompi suorittaa liitännäisyyttä hyödyntäen. Otetaan vaikka esimerkiksi lasku ‘4+7+6’ ja vertaa sitä sitä laskuun ‘6+4+7’. Kumpi on mielestäsi helpompi laskea vasemmalta oikealle?

Eaves kumppaneineen (2019) teki kolme pientä kokeilua aikuisilla tavoitteenaan houkutella aikuisia huomaamaan liitännäisyyden hyödyntämisen edut. Koehenkilöinä oli yliopisto-opiskelijoita.

Kokeiden asetelma oli yksinkertainen. He laittoivat osan koehenkilöistä laskemaan ensin laskuja muodossa ‘8+5–5’ ja osan ‘5+8-5’, eli samoja laskuja, mutta ensimmäisessä liitännäisyys löytyy selkeästi oikealta puolelta laskua ja jälkimmäisessä se on molemmilla puolilla. Heidän ajatuksensa oli ainoastaan houkutella laskijaa kiinnittämään huomiota laskun oikeaan laitaan ennen laskemisen aloittamista. Näin liitännäisyyden mahdollisuus olisi helpompi huomata, eikä laskemista aloitettaisi suoraan mekaanisesti vasemmalta.

Sen jälkeen kun ‘a+b–b’ -muotoisia laskuja oli esitetty 20, esitettiin koehenkilöille 20 uutta laskua (esim. 33+9–5). Ne koehenkilöistä, joita oli houkuteltu katsomaan laskun loppuosaa hyödynsivät tätä strategiaa selkeästi enemmän eli laskivat useammin 33+(9–5)=33+4=37.

Kolmannessa kokeessaan he lisäsivät uuden elementin analyyseihinsä. Osassa tehtävistä yksinkertaisesta liitännäisyyden hyödyntämisestä on ilmeistä etua (esim. ’23+29–27’), kun taas joissain tehtävissä se ei välttämättä tuota samanlaista hyötyä (esim. ’16+36–27’). Myös tässä kokeessa a+b–b -harjoittelu tuotti vaikutuksen. Sitä ensin harjoitelleet osasivat poimia paremmin laskut, joissa liitännäisyyden hyödyntämisestä oli apua.

Tutkimusten mukaan liitännäisyyslakia hyödynnetään laskemisessa vähemmän kuin esimerkiksi kommutatiivisuutta (a+b=b+a) tai käänteisyyttä (a–b=c, jolloin b+c=a). Arjen tilanteissa, joissa pitää laskea useampia lukuja yhteen tai vähentää, liitännäisyys on kuitenkin mitä mainioin apuväline. Sen käytön oppimista tukee harjoittelu, jossa tarkkaavuus ohjataan suoraan huomioimaan sen käyttömahdollisuus.

Viitteet

Eaves, J., Attridge, N., & Gilmore, C. (2019). Increasing the use of conceptually-derived strategies in arithmetic: using inversion problems to promote the use of associativity shortcuts. Learning and Instruction, 61, 84-98.

TETRIS -tuo hahmottamispelien äiti. Mutta kehittääkö sen pelaaminen hahmottamisen ja muita taitoja?

Venäläinen Alexey Pajitnov ohjelmoi vuonna 1984 (siis 35 vuotta sitten) pelin, jossa aseteltiin kääntelemällä putoavia erimuotoisia palikkarakenteita tavoitteena saada ne sopimaan yhteen. Pisteitä pelissä sai, kun palat osuivat kohdalleen ja rivi täyttyi ilman aukkokohtia. Pelin nimi Tetris tulee kreikan sanasta neljä (tetra) siksi, että pelissä käytettiin neljästä neliöstä saatavia muotoja.

Tetris oli ensimmäinen neuvostoliittolainen tietokonepeli, josta tuli maailmanlaajuinen hitti. Sen intohimoisen pelaamisen on väitetty tuottavan jopa “Tetris efekti” -kaltaisen tilan, jossa ihminen alkaa näkemään Tetris-muotoja myös pelin ulkopuolella. Tetriksestä onkin tullut yksi maailman tutkituimpia pelejä. Kiinnostusta on herättänyt myös pelaamisen vaikutukset kognitiivisiin kykyihin. Tetris-ilmiöstä on kirjoitettu useampia kirjojakin. Tuoreimpina Ackermanin (2016) ja Brownin (2016) teokset. Ehdotonta lukemista kaikille Tetris-faneille.

Tetriksen pelaamisen kognitiivisia vaikutuksia on siis tutkittu paljon. Viitteitä pelin hahmottamista ja päättelytaitoja kehittävästä vaikutuksesta on esitetty runsaasti. Onkin sanottu, että Tetris oli alkupiste opetuksen pelillistämiselle. Jopa Tetriksen käytöstä trauma-psykoterapian välineenä on saatu posiviitisia tuloksia (Holmes ym., 2009). Mitä enemmän pelin vaikuttavuutta erilaisiin taitoihin on tutkittu, sitä pienemmäksi vaikutukset kuitenkin näyttäisivät loppuviimeksi jäävän (Mayer, 2014).

Nyt Pilegard ja Mayer (2018) puhkaisevat lisää reikiä kuplaan pelien tuottamista positiivisista oppimisefekteistä ja opetuksen pelillistämisen hyödyistä. Tietokonepelaamisen on todettu kehittävän niitä taitoja, joita pelissä vaaditaan, mutta ongelmana on ollut, että nämä taidot eivät siirry pelitilanteen ulkopuolelle. Yksi selitys tälle on, että peliympäristöt ovat nopeita ja koko ajan samassa sisällössä eteneviä, kun taas laaja-alaisempi oppiminen edellyttää ponnistelua, opitun laajempaa pohdiskelua ja uuden tiedon yhdistämistä vanhaan.

Tässä Pilegardin tutkimuksessa oli kaksi asetelmaa. Ensimmäisessä siirtovaikutusta uusiin tilanteisiin koitettiin kasvattaa siten, että toinen ryhmistä analysoi pelaamisen lisäksi ratkaisustrategioita ja toinen ainoastaan pelasi. Eroa ryhmien välille ei saatu. Pelaamisen yhdistäminen tietoisiin strategioihin ei parantanut tulosta erilaisissa hahmotustehtävissä. Toisessa vaiheessa ensimmäisen vaiheen pelaajia verrattiin ei-pelanneisiin. Tutkijat eivät löytäneet pelaamisella yhteyksiä erilaisissa hahmotustehtävissä suoritutumiseen, paitsi tetris-tyyppisissä tehtävissä.

Tetristä pelaamalla tulee siis paremmaksi Tetriksen pelaajaksi, eikä edes tietoisen strategiapohdiskelun lisääminen auttanut siirtämään opittua pelitaitoa muihin tehtävätilanteisiin. Tämä tulos ennestään korostaa sitä, että kuntoutuksessa ja kaikessa harjoittelussa sen siltaaminen arjen tilanteisiin ja monipuolinen lähestymistapa harjoittelussa ovat olennaisia hyvien tulosten saamiseksi.

Toki pelitkin jatkuvasti kehittyvät. Ja mitä enemmän pelit lähestyvät todellisen elämän hahmottamisen ja päätöksenteon tilanteita, sitä enemmän voidaan kuvitella niillä olevan harjoitusvaikutusta muihin tilanteisiin. Näistä tutkimuksista lisää myöhemmin.

Viitteet:

Ackerman, D (2016). The Tetris Effect: The Game That Hypnotized the World. New York: PublicAffairs.

Brown, B. (2016). Tetris: The Games People Play. New York: First Second.

Holmes, E. A., James, E. L., Coode-Bate, T., & Deeprose, C. (2009). Can playing the computer game “Tetris” reduce the build-up of flashbacks for trauma? A proposal from cognitive science. PloS one, 4(1), e4153.

Mayer, R. E. (2014). Computer games for learning: An evidence-based approach. MIT Press.

Pilegard, C., & Mayer, R. E. (2018). Game over for Tetris as a platform for cognitive skill training. Contemporary Educational Psychology, 54, 29-41.