Miksi linnut eivät törmää toisiinsa?

Kun lentokoneita on nykyään taivaalla entistä enemmän, niin törmäyksien välttämisestä on tullut iso kysymys. Autojenkin pitäisi osata väistää automaattisesti toisiaan ja jalankulkijoita. Ja sinunkin pitäisi pystyä kulkemaan törmäilemättä kanssakulkijoihin. Ratkaisua näihin pohdiskelessamme tulee myös miettineeksi, miksi linnut, kalat ja hyönteiset, jotka liikkuvat suurissa parvissa nopeasti suuntaansa vaihtaen, eivät törmää toisiinsa.

Linkin videossa lähes 1,3 miljoonaa flamingoa kokoontuu yhteen paikkaan. Huomaatko videolla yhtään törmäystä?
https://www.bbc.co.uk/programmes/p079v09b

Pääosa törmäysten välttämistutkimuksista kohdistuu nykyään teknologioihin, joilla ihmisten kehittämät liikkuvat laitteet tunnistavat törmäysriskin ja pyrkivät välttämään törmäyksen. Eläinten vastaavaa toimintaa on kuitenkin tutkittu pidempään – yli 50 vuotta. Tutkimusten tekeminen ei ole päättynyt, vaan entistä kehittyneempien mitta- ja kuvauslaitteiden avulla tästä saadaan koko ajan lisää tietoa.

Tuoreessa tutkimuksessaan Karmaker kumppaneineen (2019) tarkasteli undulaattien lentoratoja. Undulaatit pyrkivät pitämään lentosuuntansa samana, mutta tullessaan hyvin lähelle esteen eteen, ne tekevät pienen korjausliikkeen pyrkien palauttamaan saman lentosuunnan mahdollisimman pienellä liikkeenmuutoksella.

Kun kaksi undulaattia on lentämässä suoraan päin toisiaan, molemmat tekevät lähellä toisiaan lähes samankaltaisen suunnanmuutoksen. Ne kääntyvät molemmat hieman ylöspäin ja oikealle (Schiffner ym., 2016). Vastaavassa tilanteessa mehiläiset sen sijaan kääntyvät vasemmalle (Groening, ym., 2012). Eri eläinten lentokäyttäytymisten eroista ovat Altshuler & Srinivasan (2018) äskettäin kirjoittaneet mainion avoimesti saatavissa olevan katsauksen. Voimme tunnistaa monia erilaisia visuaaliseen havaintoon perustuvia strategioita.

Parvessa kulkiessaan eläimet eivät suinkaan “seuraa johtajaa”, vaan reagoivat koko parven liikkeeseen. Tätä voi verrata vaikka urheilustadionilla ihmisten tekemiin “aaltoihin”. Seuraamme, miten iso liike tapahtuu ja kun lähinnaapuri nostaa kätensä, reagoimme siihen, ja iso massa näyttää toimivan kuin yhdestä ajatuksesta.

“Stadion aalloissa” näemme paljon pieniä yksilötason poikkeamia. Aina ei ajoitus mene kohdalleen, mutta virheet ovat usein pieniä. Harvoin näemme jonkun pomppaavan ylös yksin aivan väärään aikaan. Samanlaisia pieniä virheitä todetaan parvieläinten lennossa. Siivet saattavat koskettaa toisiaan ja naapuria saatetaan tönäistä. Mutta nämä ovat niin pieniä kolhuja, etteivät ne menoa haittaa.�

Isoilla, lähinnä yksinään liikkuvilla linnuilla, ei tällaista reaktiokykyä ja automaattista väistämiskäyttäytymistä ole. Siksi niiden kovempia törmäyksiä toisinaan havaitaankin. Ihmiset ovat vähän niiden kaltaisia. Vaikka mekin osaamme yleensä liikkua ihmisvilinässä, niin toisinaan, varsinkin kun kävelemme vauhdikkaasti, törmäyksiä tulee. Yleensä silloin, kun toinen ottaa väistöaskeleen vasemmalle ja toinen oikealle –liian myöhään. Kännyköiden tuijottaminen on todennäköisesti lisännyt törmäysten määrää moninkertaisesti. Siihen ei eläin pysty.

PS. New Yorkin alueparlamentti on toukokuussa 2019 esittänyt lakia 25-250 dollarin sakosta jalankulkijoille, jotka kirjoittavat kännykällä kävellessään. Ellei kyse ole hätätilanteesta. Tähänkään ei eläin pysty.

Viitteet

Altshuler, D. L., & Srinivasan, M. V. (2018). Comparison of visually guided flight in insects and birds. Frontiers in neuroscience, 12, 157. https://www.frontiersin.org/articles/…/fnins.2018.00157/full

Groening, J., McLeod, L., Liebsch, N., Schiffner, I., & Srinivasan, M. V. (2012). When left is right and right is wrong: Collision avoidance in honeybees. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 235.

Karmaker, D., Schiffner, I., & Srinivasan, M. (2019). Budgerigars adopt robust, but idiosyncratic flight paths. bioRxiv, 598680.

Schiffner, I., Perez, T., & Srinivasan, M. V. (2016). Strategies for pre-emptive mid-air collision avoidance in budgerigars. PloS one, 11(9), e0162435.

Futista vai tanssia? Harrastus vaikuttaa, miten mentaalisen rotaation taidot toimivat

Mentaalisella rotaatiolla tarkoitetaan kykyä kääntää mielessään kohteita. Tutkimuksissa käytetään usein ärsykkeinä kuvaparia, joissa on joko samat kuvat eri asennoissa tai peilikuvat. Tehtävänä on tunnistaa, onko kyseessä sama vai peilikuva. Tehtävän juoni on siinä, että toinen kuvista on käännetty eri asentoon. Tiedämme, että mitä enemmän kuvaa on käännetty, sitä kauemmin päätöksenteko kestää, koska joudumme mielessämme “kääntämään” ne samaan asentoon. (ks. kuva artikkelin esimerkkimateriaalista). Päätöksentekoaika pitenee, mitä enemmän toista kuvaa joutuu mielessään kääntämään.

Kuva artikkelin esimerkkimateriaalista

Pietsch kumppaneineen (2019) tutki aktiivijalkapallon tai tanssin harrastajatyttöjä (13–18 -vuotiaita) mentaalisen rotaation tehtävässä.

Tehtävässä piti päättää, onko kuvan kahdella henkilöllä sama vai eri käsi kohotettuna. Toinen kuvista oli käännetty eri asentoon kahdeksassa eri astekulmassa.

Tutkijoiden oletus oli, että harrastus kehittää tietynlaisiin mentaalisen rotaation tilanteisiin. Jalkapalloilijat ovat usein kasvokkain vastustajan kanssa tilanteissa, joissa suunnilla on merkitys, ja näissä tilanteissa heidän on toimittava nopeasti. Siksi he arvelivat, että jalkapalloilijat olisivat nopeampia tehtävässä, missä pitää päättää kasvot eteenpäin olevasta kuvasta henkilöiden asennon samansuuntaisuus.

Tanssijat sen sijaan näkevät ohjaajansa tai kanssatanssijat harjoituksissa yleensä selkäpuolelta. Nopeus ei tässä ole olennainen, mutta liikkeen samansuuntaisuus on, jolloin heillä saattaisi olla etulyöntiasema selkäpuolelta katsottujen kuvien oikeellisuudessa.

Oliko harrastuksella väliä? Kuten aiemmissakin tutkimuksissa, mitä enemmän toista kuvaa oli käännetty, sitä kauemmin päätöksenteko kesti. Näin riippumatta harrastuksesta. Päätöksenteon kesto oli suorassa suhteessa astekulmaan.

Jalkapalloilijat olivat toden totta keskimäärin lähes sekunnin kolmanneksen nopeampia kasvot eteenpäin esityissä kuvatehtävissä. Selkäkuvissa ei ollut nopeuseroja.

Oikeellisuudessa tulos oli päinvastainen. Tanssijoilla oli enemmän oikeita vastauksia selkäkuviin kuin jalkapalloilijoilla. Kasvokuvien oikeellisuudessa ei ollut eroja. Tutkijoiden ennakko-oletukset siis varmentuivat.

Liikuntaharrastus on erinomainen keino harjoitella hahmottamista. Harrastamisen muodolla ja sillä, millaisiin hahmottamistilanteisiin siinä joutuu, on vaikutusta siihen, millaiset hahmottamistaidot kehittyvät.

Suosittelemme kaikille monipuolista liikuntaharrastamista. Lajivalinnoissa kannattaa miettiä myös sitä, millainen laji tuntuu hahmottamisen kannalta haastavimmalta. Usein se helpoimmalta tuntuva ei ole paras ratkaisu, koska haasteellisissa tilanteissa taidot kehittyvät eniten.

Viitteet

Pietsch, S., Jansen, P., & Lehmann, J. (2019). The choice of sports affects mental rotation performance in adolescents. Frontiers in neuroscience, 13, 224.

Elävä rytmi pistää päät nyökkäämään ja jalat vispaamaan!

Ihmisolento on siitä omituinen otus, että kun se kuulee rytmiä, niin se kehollistuu. Koordinoimme kuulemamme rytmisyyden kehon liikkeisiin. Englantilainen Zenter ja Jyväskylän yliopiston musiikin huippututkimusyksikön Eerola (2010) osoittivat 3D-liiketeknologia-antureita hyödyntäen, että jo pikkuvauvat (5-24 kk) lähtevät musiikin tempoon mukaan liikkeillään ja siitä tulee positiivinen fiilis. Vauvoilla on herkkyyttä hyvin erilaisten rytmien hahmottamiseen.

Nyt kanadalaiset Swarbrick ja kumppanit (2019) hyödynsivät näitä liikeanalyysimalleja uudessa tutkimuksessaan, jossa he laskivat päännyökytyksiä elävän musiikin konsertista (linkissä olevan muusikon levynjulkistamiskeikalta) ja vertaisivat saman musiikin vaikutuksia nauhoituksesta kuunneltuna, mutta samankaltaisessa bilemäisessä ryhmätilanteessa.

Elävä musiikki saa päät nyökkimään enemmän. Ja mitä fanimpi olit, sitä enemmän rytmistä liikettä löytyi. Laajempi katsaus siitä, mitä kaikkea tiedämme rytmin hahmottamisesta liikkeeksi, löytyy Levitin ja kumppaneiden (2018) uudesta laajasta katsausartikkelista.

Testaa, saako kanadalaismuusikko sinunkin pääsi nytkämään! Tahdissa tai muuten.

Viitteet

Levitin, D. J., Grahn, J. A., & London, J. (2018). The psychology of music: Rhythm and movement. Annual review of psychology, 69, 51-75.

Swarbrick, D., Bosnyak, D., Livingstone, S. R., Bansal, J., Marsh-Rollo, S., Woolhouse, M., & Trainor, L. J. (2018). How Live Music Moves Us: Head Movement Differences in Audiences to Live Versus Recorded Music. Frontiers in Psychology, 9, 2682.

Zentner, M., & Eerola, T. (2010). Rhythmic engagement with music in infancy. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201000121.

Miten hahmottamisen taidot kehittyvät

Neuropsykologi Pekka Räsänen kertoo, että hahmottamisen taitojen peruselementtien kehittyminen vaati aikaa: kyky tunnistaa objekteja kehittyy ensimmäisen ikävuoden aikana ja kyky käännellä sekä pyöritellä asioita mielikuvissa kehittyy vahvimmin vasta 7-8 ikävuoden paikkeilla. Kyky hahmottaa etäisyyksiä ja suuntia kehittyy liikkumisen lisääntymisen myötä ja kyky hyödyntää hahmottamisen taitoja ajattelussa, päättelyssä ja oman toiminnan ohjauksessa kehittyy iän karttuessa.

Miten hahmotushäiriöt näkyvät liikkumisessa ja arjessa

Liikkumistaidon asiantuntija Outi Lappalaisen mukaan vaikeuksia saattavat aiheuttaa tasoerojen, syvyyden, etäisyyden sekä liikkuvan tai paikallaan olevan kohteen hahmottaminen. Liikkuessaan hahmotushäiriöinen oppilas saattaa eksyä tutullakin reitillä, kulkea umpimähkään, arpoa ja seurailla muita. Monesti kartat inhottavat ja saavat vaan enemmän hämilleen. Kaupassa hahmotushäiriöt voivat näyttäytyä esimerkiksi tietyn tavaran löytämisen tai seteleiden lompakkoon taittelemisen haasteina. Koulussa voi olla vaikeuksia löytää oma naulakko tai istumapaikka, tavaroita pulpetilta tai repusta, tai siirtyä luokasta toiseen.

Hahmotusvaikeudet alakoulussa

Hahku-hankkeen projektitutkija Suvi Ylönen kertoo, että alakouluiässä hahmotusvaikeudet voivat tulla esille erityisesti matematiikassa lukujonojen, kellotehtävien ja laskujärjestyksen oppimisessa. Hahmotusvaikeudet voivat näkyä kirjoittamisessa rivillä pysymisen hankaluutena tai niin, että kirjaimet menevät väärinpäin tai sekoittuvat. Haasteita voi ilmetä myös taulu-vihkotyöskentelyssä, motorisia taitoja edellyttävissä tehtävissä sekä itsenäisessä liikkumisessa.

Hahmotusvaikeudet yläkoulussa

Hahku-hankkeen projektitutkija Suvi Ylönen kertoo, että yläkoulussa haasteita saattavat aiheuttaa heikosti automatisoituneet peruslaskutaidot, kokonaisuuksien hahmottaminen, tiedon soveltaminen ja karttatehtävät. Tilan hahmottamisen ja oikean luokkatilan löytämisen haasteet korostuvat, kun siirrytään isompaan ja monimutkaisempaan koulurakennukseen.

Miten oman lapsen suunnistustaitojen kehittymistä voi tukea

Konsultoiva erityisopettaja Maarit Sorjonen kertoo, että lapsella saattaa olla hahmotusvaikeuksien takia haasteita oppia suuntia, minkä takia on tärkeää harjoitella strategioita reittien muistamiseen: esimerkiksi automatkalla lasta voidaan kehottaa painamaan mieleensä keskeisimpiä maamerkkejä.  Hahmotustaitojen harjoittelu on hyvä ottaa osaksi jokapäiväistä elämää ja huolehtia samalla kuitenkin siitä, ettei lapsi joudu liian haastavien tilanteiden takia kohtaamaan toistuvia pettymyksiä.

Miten auttaa hahmotusvaikeuksista läheistä

Konsultoiva erityisopettaja Maarit Sorjonen kertoo, että läheisen kanssa on tärkeää keskustella hahmottamisen pulmista ja etsiä kompensaatiokeinoja haasteista selviämiseen. On hyvä miettiä, miten läheisen arjessa selviytymistä pystyy tukemaan kaikista parhaiten, mutta on kuitenkin vältettävä tekemästä asioita liikaa hänen puolestaan.