Poznanie przestrzenne - Spatial cognition

Poznanie przestrzenne dotyczy pozyskiwania, organizacji, wykorzystania i rewizji wiedzy o środowiskach przestrzennych. Te możliwości umożliwiają jednostkom zarządzanie podstawowymi i wysokimi zadaniami poznawczymi w życiu codziennym. Liczne dyscypliny (takie jak psychologia poznawcza , neuronauka , sztuczna inteligencja , informatyka geograficzna , kartografia itp.) współpracują ze sobą, aby zrozumieć poznanie przestrzenne u różnych gatunków, zwłaszcza u ludzi. W ten sposób badania przestrzennego poznania pomogły również połączyć psychologię poznawczą i neuronaukę. Naukowcy z obu dziedzin współpracują ze sobą, aby dowiedzieć się, jaką rolę w mózgu odgrywa poznanie przestrzenne, a także określić otaczającą go infrastrukturę neurobiologiczną.

Poznanie przestrzenne jest ściśle związane z tym, jak ludzie opowiadają o swoim otoczeniu, odnajdują drogę w nowym otoczeniu i planują trasy. Tak więc szeroki zakres badań opiera się na raportach uczestników, pomiarach wydajności i podobnych, na przykład w celu określenia poznawczych ram odniesienia, które pozwalają badanym na wykonanie. W tym kontekście implementacja Wirtualnej Rzeczywistości staje się coraz bardziej rozpowszechniona wśród badaczy, ponieważ daje możliwość konfrontacji uczestników z nieznanymi środowiskami w wysoce kontrolowany sposób.

Wiedza przestrzenna

Klasyczne podejście do zdobywania wiedzy przestrzennej, zaproponowane przez Siegel & White w 1975 r., definiuje trzy rodzaje wiedzy przestrzennej – punkty orientacyjne, znajomość tras i wiedzę z pomiarów – i przedstawia obraz tych trzech jako etapów w sukcesywnym rozwoju wiedzy przestrzennej.

W tym kontekście punkty orientacyjne mogą być rozumiane jako istotne obiekty w otoczeniu aktora, które są najpierw zapamiętywane bez informacji o jakichkolwiek relacjach metrycznych. Podróżując między punktami orientacyjnymi ewoluuje wiedza o trasie, która może być postrzegana jako sekwencyjna informacja o przestrzeni łączącej punkty orientacyjne. Wreszcie, zwiększona znajomość środowiska pozwala na rozwój tak zwanej wiedzy pomiarowej, która integruje zarówno punkty orientacyjne, jak i trasy i wiąże je ze stałym układem współrzędnych, tj. pod względem relacji metrycznych i wyrównania z kategoriami bezwzględnymi, takimi jak namiar kompasowy itp. na przykład w umiejętnościach, takich jak chodzenie na skróty, których nigdy wcześniej nie używano.

Niedawno nowsze odkrycia podważyły ​​ten przypominający schody model przyswajania wiedzy przestrzennej. Podczas gdy znajomość środowiska wydaje się być rzeczywiście kluczowym predyktorem wydajności nawigacyjnej, w wielu przypadkach nawet wiedza badawcza może zostać ustalona po minimalnej eksploracji nowego środowiska.

W tym kontekście Daniel R. Montello zaproponował nowe ramy, wskazując, że zmiany w wiedzy przestrzennej zachodzące wraz z rosnącym doświadczeniem mają charakter raczej ilościowy niż jakościowy, tj. różne rodzaje wiedzy przestrzennej stają się po prostu bardziej precyzyjne i pewne. Co więcej, wykorzystanie tych różnych typów wydaje się być głównie zależne od zadań, co prowadzi do wniosku, że nawigacja przestrzenna w życiu codziennym wymaga wielu strategii z różnym naciskiem na punkty orientacyjne, trasy i ogólną wiedzę geodezyjną.

Ramki referencyjne

To, jaki rodzaj wiedzy przestrzennej jest pozyskiwany w szczególnej sytuacji, zależy również od odpowiedniego źródła informacji.

Wydaje się, że aktywna nawigacja ma większy wpływ na ustalanie wiedzy o trasach, podczas gdy użycie mapy wydaje się lepiej wspierać wiedzę z badań o bardziej złożonych środowiskach o większej skali.

W tym kontekście pojawiła się dyskusja na temat różnych ram odniesienia, czyli ram, w których kodowana jest informacja przestrzenna. Generalnie można wyróżnić dwa z nich jako egocentryczny (łac. ego: „ja”) i allocentryczny (starogrecki allos: „inny, zewnętrzny”) układ odniesienia.

W egocentrycznym układzie odniesienia informacja przestrzenna jest zakodowana w kategoriach relacji do fizycznego ciała nawigatora, podczas gdy allocentryczny układ odniesienia określa relacje obiektów między sobą, czyli niezależne od fizycznego ciała „obserwatora”, a zatem w bardziej bezwzględny sposób, który uwzględnia warunki metryczne i ogólne wyrównania, takie jak kierunki kardynalne. Sugeruje to, że wiedza o trasie, która jest wspierana przez nawigację bezpośrednią, z większym prawdopodobieństwem będzie zakodowana w egocentrycznym układzie odniesienia, a wiedza z pomiarów, która jest wspierana przez uczenie się map, będzie z kolei zakodowana w allocentrycznym układzie odniesienia. .

Chociaż informacje przestrzenne mogą być przechowywane w tych różnych ramkach, wydają się one rozwijać już razem we wczesnych stadiach dzieciństwa i wydają się być koniecznie wykorzystywane w połączeniu w celu rozwiązywania codziennych zadań życiowych.

Kodowanie

Istnieje wiele strategii służących do przestrzennego kodowania środowiska i często są one używane razem w ramach tego samego zadania. W niedawnym badaniu König i in. dostarczyli dalszych dowodów, pozwalając uczestnikom poznać położenie ulic i domów z interaktywnej mapy. Uczestnicy odtworzyli swoją wiedzę zarówno w kategoriach względnych, jak i bezwzględnych, wskazując położenie domów i ulic względem siebie oraz ich bezwzględne położenie za pomocą kierunków kardynalnych. Niektórym uczestnikom dano trzy sekundy na sformułowanie opisu, podczas gdy innym nie dano limitu czasu. Ich wnioski pokazują, że pozycje domów najlepiej zapamiętywane są w zadaniach względnych, podczas gdy ulice najlepiej zapamiętywane są w zadaniach bezwzględnych, a zwiększenie czasu przeznaczonego na rozumowanie poznawcze poprawia wydajność w obu przypadkach.

Wyniki te sugerują, że ograniczone obiekty, takie jak domy, które byłyby dostępne sensorycznie w jednym momencie podczas aktywnej eksploracji, z większym prawdopodobieństwem zostaną zakodowane w sposób względny/binarny i że czas na rozumowanie poznawcze pozwala na konwersję w absolutny/jednostkowy zakodowany format, który polega na dedukcji ich bezwzględnej pozycji zgodnie z kierunkami świata, namiarami kompasowymi itp. W przeciwieństwie do tego, większe i bardziej abstrakcyjne obiekty, takie jak ulice, mają większe szanse na zakodowanie w sposób absolutny od samego początku.

Potwierdza to pogląd na strategie mieszane, w tym przypadku, że informacje przestrzenne różnych obiektów są kodowane na różne sposoby w ramach tego samego zadania. Co więcej, orientacja i lokalizacja obiektów, takich jak domy, wydaje się być przede wszystkim wyuczona w sposób zorientowany na działanie, co jest również zgodne z enaktywistycznymi ramami ludzkiego poznania.

Poznanie przestrzenne w rodzajach

W badaniu dwóch zrodzonych gatunków gryzoni różnice między płciami w wielkości hipokampa przewidywano na podstawie wzorców poznania przestrzennego specyficznych dla płci. Wiadomo, że wielkość hipokampa pozytywnie koreluje z wydajnością labiryntu u szczepów myszy laboratoryjnych oraz z presją selekcyjną na pamięć przestrzenną wśród gatunków ptaków wróblowych. W poligamicznych gatunkach norników (Rodentia: Microtus) samce mają większy zasięg niż samice w terenie i lepiej radzą sobie z laboratoryjnymi pomiarami zdolności przestrzennych; obie te różnice nie występują u monogamicznych gatunków norników. Dziesięć samic i samców pobrano z naturalnych populacji dwóch gatunków norników: poligamicznej nornicy łąkowej M. pennsylvanicus i monogamicznej nornicy sosnowej M. pinetorum. Jedynie u gatunków poligamicznych samce mają większy hipokamp w stosunku do całego mózgu niż samice. To badanie pokazuje, że poznanie przestrzenne może się różnić w zależności od płci.

Nasze badanie miało na celu ustalenie, czy samce mątwy (Sepia officinalis; mięczak głowonogów) zajmują większy obszar niż samice i czy ta różnica jest związana z dymorfizmem poznawczym w zdolnościach orientacji. Najpierw oceniliśmy odległość przebytą przez niedojrzałe płciowo i dojrzałe mątwy obu płci po umieszczeniu na otwartym polu (test 1). Po drugie, mątwy zostały przeszkolone do rozwiązywania zadań przestrzennych w labiryncie T i określono preferowaną strategię przestrzenną (skręt w prawo/lewo lub wskazówki wizualne) (test 2). Nasze wyniki pokazały, że dojrzałe płciowo samce pokonywały dłuższy dystans w teście 1 i częściej używały wizualnych wskazówek do orientacji w teście 2, w porównaniu z pozostałymi trzema grupami.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki