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.

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.

Missä on “missä” aivoissa?

“Mistä me tulemme? Mitä me olemme? Minne me menemme?” on ranskalaisen Paul Gauguinin kuuluisin teos. Näillä tähän teokseen viittaavilla sanoilla aloittavat myös Cona ja Scarpazza (2019) uuden meta-analyysinsä esittelyn.

He kävivät läpi 133 aivokuvantamistutkimusta löytääkseen vastauksen kysymykseen, missä ihminen käsittelee aivoissaan kysymystä “Missä minä olen” .

Missä -kysymys hajoaa aivoissa useaan prosessiin: tarkkaavuuden kohdentamiseen ympäristön “missä”-informaatioon, tarkkaavuuden kohteen vaihtamiseen, tarkkaavuuden kohdentamiseen omaan ajatukseen “missä minä olen”, kognitiivisten karttojen tallentamiseen ja reittien muistamiseen sekä tämän karttainformaation käsittelyyn ja muokkaamiseen mielessä, kun liikkuessamme “missä missä olen” muuttuu.

Missä ei siis ole yhdessä paikassa mielessämme. Kun eksymme, niin jokin osa näistä prosesseista on mennyt pieleen. Kun ymmärrämme paremmin, miten ympäristössä navigointi päässä tapahtuu, saatamme löytää paremmin uudelleen takaisin kartalle. Miksi en nyt tiedä, missä olen? Navigoinnin tietoinen harjoittelu auttaa.

Viitteet:

Cona, G., & Scarpazza, C. (2019). Where is the “where” in the brain? A meta‐analysis of neuroimaging studies on spatial cognition. Human brain mapping.