Yleisiä huomioita Tässä prujussa on muistiinpanoja Helsingin yliopiston järjestämän PSY225 Kognitiivinen psykologia II -kurssin oppimateriaalista (vuonna 2011). Ensin käydään läpi kirjasta Cognitive Psychology: A Student's Handbook luvut 8-16, jonka jälkeen käydään läpi kirjan Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind luvut 11, 13 ja 16. Sivuaineekseen kognitiotiedettä tai psykologiaa lukevalle voin suositella tätä kurssia, vaikka se onkin suhteellisen raskas. Kaikkia tärkeimpiä asioita ei ole välttämättä mainittu ollenkaan, eivätkä nämä prujut luonnollisesti esitä asioita yhtä syvällisesti kuin ne kirjoissa käsitellään. Tästä on hyötyä lähinnä tenttiin kertaamisessa. Cognitive Psychology: A Student's Handbook (Eysenck & Keane, 5. painos) Luku 8: Everyday memory Autobiografinen muisti • Ei ole sama kuin episodinen muisti (mitä söin eilen kuuluu episodiseen muistiin, mutta se on merkityksetön muisto eikä siitä tule osa autobiografista muistia) • Mitä 70-vuotiaat muistaa elämästään? Löydettiin kolme piirrettä: ◦ lapsuusajan amnesia (ei muistoja <3v), muistokuhmu (vuosien 10-30 ja erityisesti 15-25 ajalta) ja säilytysfunktio (retention function, 20v asti, vanhemmat muistot todennäköisemmin unohdetaan) ◦ lapsuusajan amnesia: kognitiivinen minuus kehittyy 20. kuukauden aikana (tunnistaa itsensä peilistä, alkaa käyttää sanoja kuten minä, sinä) => aikaisimmat muistot 2 vuotiasta eteenpäin; lisäksi prosessit joita käytetään oppimisessa ja muistelemisessa (esmes harjoittelu) kehittyvät vasta noihin aikoihin, joten ei osaa käsitellä muistoja niin hyvin; myös maternal style miten puhuu menneisyydestä ja kuinka tärkeä menneisyys on ◦ muistokuhmu (reminiscence bump): stabiliteetin kehittyminen, aikuisuuden identiteetin muodostuminen, jossain määrin uusien asioiden kokeminen; löydetty myös toinen reminiscence bump niiltä jotka kokevat dramaattisen itsensä/tavoitteiden muuttumisen yli 30 vuotiaana (sama asia aiheuttaa myös ensimmäisen muistokuhmun?) ◦ säilytysfunktiota on tutkittu lähinnä päiväkirjatutkimuksilla; Wagenaar (1986) kirjoitti päiväkirjaa 6 vuoden ajalta, ja muisteli sitten tapahtuneita asioita. "Mitä" -tieto auttoi parhaiten muistamaan tietyn tilanteen (ehkä koska autobiografiset muistot on järjestelyt kategorioihin), sen jälkeen järjestyksessä "missä", "kuka" ja "milloin". "Milloin" itsessään oli lähes käyttökelvoton. Lisäksi myös tunteellisuuden, miellyttävyyden ja huomattavuuden korkeat tasot sisältävät muistot muistettiin parhaiten • Autobiografisten muistien ajoittaminen: tapahtumat joista tiedettiin paljon ajoitettiin tapahtuneen n. 3kk aikaisemmin, kun taas tapahtumat joista ei tiedetty niin paljon ajoitettiin tapahtuneen n. 3kk myöhemmin • Autobiografisten muistojen tarkkuus: epäonnistumisen hetket tuntuu kaukaisemmilta kuin onnistumisen hetket • Autobiografiset muistot varastoidaan kolmella tasolla: koko elämän ajanjaksot, yleiset tapahtumatiedot (general-event knowledge) ja spesifit tapahtumatiedot (event-specific knowledge) • Self-memory system: generatiivinen ja suora haku (tarkoituksellinen ja satunnaisesti mieleen pomppaava) ◦ Paljon satunnaisia (spesifejä) muistoja jotka tulevat mieleen vain suoran haun kautta Kauan muistettavat muistot • itseensä viittaus efekti (self-reference effect): itseensä liittyvät muistot muistetaan paremmin • salamalamppumuistot (flashbulb memories): erittäin elävät ja tarkat (oikeasti tarkat?) muistot dramaattisista maailman tapahtumista, erikoistunut hermomekanismi näitä muistoja varten? Lisäksi itse tapahtuman lisäksi usein muistetaan missä kerrottiin, kuka kertoi, mitä silloin tapahtui, emotionaalinen tila jne. ◦ Johtuuko vaan siitä että sitä muistellaan usein, tai tiedetään paljon • Erinomainen muistikyky ◦ paikkamenetelmä (method of loci), synestesia ◦ taksikuskit muisti Helsingin katuja hyvin, jos kadut olivat spatiaalisesti lähellä toisiaan => karttoja Silminnäkijöiden todistukset • Confirmation bias: tapahtumamuistiin vaikuttaa havannoitsijan omat odotukset (esim. futispelissä) • Weapon focus • Post-event ja pre-event informaatio: esimerkiksi kun kysyttiin "Kuinka lujaa autot törmäsivät toisiinsa" vs. "Kuinka lujaa autot osuivat toisiinsa?", lauseen implisiittinen tieto vaikuttaa. Myös "Näitkö rikkoutunutta lasia?", kun videossa ei ollut yhtään rikkoutunutta lasia. Pre-event kun havannoitsijat kuunteli edeltävänä päivänä äänitettä museon ryöstöstä tai koululaisten museoretkestä, ja seuraavana päivänä katsoivat videon museon ryöstöstä => muisti vääriä asioita kun kysyttiin jälkeenpäin; muistihäiriöt kuitenkin vähemmän huomattavia keskeisillä detaljeille kuin toisarvoisille detaljeille • Silminnäkijän itseluottamus ja muut tekijät: itseluottamus ei korreloi yleensä sen kanssa kuinka tarkkoja lausunnot ovat, mutta yleensä nopea tunnistus on varma • Misinformation acceptance: silminnäkijät hyväksyvät harhaanjohtavan informaation joka esitetään heille tapahtuman jälkeen, ja jälkeenpäin se muodostaa osan heidän muistosta; source misattribution: jos kaksi tapahtumaa muistuttaa toisiaan, toinen saattaa aiheuttaa vääriä muistoja toiseen • Silminnäkijän tunnistus: olemme yllättävän huonoja tunnistamaan tuntemattomia kasvoja, kun CCTV-kameran kuvaa ja valokuvaa sai verrata toisiinsa, vian 65% koehenkilöistä pystyi löytämän oikean ihmisen; kun line-upissa epäillyt näytettiin yksi kerrallaan, tai kerrottiin että rikollinen ei välttämättä ole jonossa, virheellisten tunnistusten määrä laski • Kognitiivinen haastattelu: basic cognitive interview: silminnäkijä luo kontekstin rikostapahtumalle uudestaan (ympäristö- ja sisäiset tekijät, kuten mielialan, huomioiden); silminnäkijä raportoi kaikki yksityiskohdat mitä muistaa, ja voi kertoa niitä eri järjestyksessä; raportoi myös eri perspektiiveistä ◦ Kognitiivinen haastattelu lisäsi oikeiden lausuntojen määrää ◦ Myös enhanced cognitive interview: haastattelija minimoi häiriötekijät, antaa todistajan puhua hitaasti, tulkitsevaa kommentointia, vähentää todistajan hermostuneisuutta, välttää tuomitsevia ja henkilökohtaisia kommentteja => paransi oikeiden lausuntojen määrää ◦ Molemmat metodit lisäsivät myös jonkin verran väärien lausuntojen määrää Prospektiivinen muisti (tuleva muisti?) • Aikaan perustuva (saavu paikkaan X ajanhetkellä Y) ja tapahtumaan/paikkaan perustuva prospektiivinen muisti (kerro viesti Z:lle kun näet hänet) • tapahtumaan perustuvat tehtävät muistetaan paremmin ulkoisten vihjeiden perusteella • Eri aivoalueet näyttävät olevan tekemisissä prospektiivisessa muistissa kuin retrospektiivisessä muistissa Luku 9: Käsitteet (konseptit) ja kategoriat Johdanto • Konseptit ovat mentaalisia representaatiota objektien ja muiden olioiden luokista, kun taas kategoriat ovat objektien luokkia jotka ilmentävät konsepteja • Konseptityyppejä: kolme hierarkiatasoa -- superordinate (furniture), basic-level category (tuoli), subordinate (nojatuoli) ◦ Keskimmäiseltä tasolla informatiivisuus ja erottuvuus ovat tasapainossa, kun taas ylimmältä tasolta puuttuu informatiivisuus ja alimmalta tasolta puuttuu erottuvuus ◦ Alansa ekspertit käyttävät yleensä alimpaa tasoa kuvaillessaan alan asioita, kun taas noviisit käyttää keskimmäistä tasoa • Konseptien käyttötarkoituksia ◦ Maailman ja sen objektien esittäminen, luokittelu ◦ Ennakointi (jos kategorisoidaan vastaantuleva eläin leijonaksi => karkuun) ◦ Kommunikointi muiden kanssa Konseptien organisointi • Määrittävien ominaisuuksien lähestymistapa (Defining-attribute approach) ◦ Välttämättömät ja riittävät ominaisuudet konseptin instanssille (poikamies := miespuolinen, sinkku, aikuinen) ◦ Konseptit on hyvin tarkasti määritelty => yleensä konseptit ovat kuitenkin häilyvästi määritelty (is stroke a disease? is pumpkin a fruit?) ◦ Jokainen instanssi on siis yhtä vahva representaatio konseptista => typicality gradient (esim. punatulkku vs. pingviini) ◦ Kuitenkin esim. jenkeille punarinta on tyypillisempi lintu kuin joutsen, mutta kiinalaisille toisin päin ◦ Spontaanit ad hoc -kategoriat (things to sell at a garage sale) • Prototyyppiteoria ◦ Kategorioilla on keskimääräinen kuvaus tai prototyyppi, joka jossain mielessä edustaa koko kategoriaa; prototyyppi on ominaisuuksien joukko, tai yhteenveto kaikista ominaisuuksista, missä toiset ominaisuudet painavat enemmän kuin toiset => objekti on konseptin instanssi jos sen ja prototyypin ominaisuudet sopivat yhteen ◦ Perheyhtäläisyys (family resemblance) => instanseilla on yhteisiä ominaisuuksia muiden kategorian jäsenten kanssa => tyypillisimmällä instanssilla on korkeat perheyhtäläisyyspisteet ◦ Kuitenkin, joillain abstrakteilla konsepteilla ei ole prototyyppiä ("sääntö", "uskomus", "vaistoaminen") ◦ Ihmiset yleensä tietävät ominaisuuksien suhteista, eikä vain ominaisuuksista itsestään (törmäät kaksi kertaa siniseen lintuun => tod. näk. samaa lajia, mutta törmäät kaksi kertaa lihavaan heimoihmiseen => ei niin tod. näk. samaa heimoa) ◦ Prototyypin määrittely on häilyvä (paras instanssi, ominaisuuksien lista?) ja aikaisemmalla tiedolla on vaikutus konseptien oppimiseen • Eksemplaariteoria ◦ Muistissa useita instansseja jokaisesta konseptista, joista yksi valitaan vertailuun tietyssä tilanteessa ◦ Nopeampi vastaus kun kysytään tutusta oliosta (siitä on monta instanssia), kuten "onko varis lintu?" vs. "onko pingviini lintu?" => typicality gradient sen mukaan kuinka monta instanssia on muistissa ◦ Eksemplaariteoria säilyttää instanssien eroavaisuudet kategorian sisällä (prototyyppi taas on keskiarvo eroavaisuuksista) ◦ Teoria ei pysty selittämään luokan sisäistä tietoa => ei pysty selittämään miksi ihmiset tietävät että "kaikki koirat ovat nisäkkäitä"; toimii hyvin kompleksien käsitteiden kanssa, mutta ei yksinkertaisten Käsitteiden oppiminen • Yksi vai useampia käsitteiden oppimismekanismeja? ◦ Eri mekanismit prototyyppien (yleinen, abstrakti) prosessoinnissa ja eksemplaarien (konkreettisia, spesifejä) prosessoinnissa => jos pitää paikkansa, oikea aivopuolisko käsittelee eksemplaariprosesseja ja vasen prototyyppiprosesseja • Prototyyppi ja eksemplaariteoriat eivät ota huomioon aikaisemman tiedon vaikutusta käsitteiden oppimiseen (esimerkiksi tuk) => (melkein) kaikkien käsitteiden oppimisessa aikaisempi tieto vaikuttaa • "Illusion of explanatory depth": käsitteistä tiedetään oikeasti paljon vähämmän kuin luullaan Käsitteiden tarkoitus • Käsitteiden verkko -lähestymistapa (Conceptual web approach) ◦ Käsitteen tarkoitus johtuu sen yhteyksistä muihin konsepteihin => esim. tietyt sanat esiintyvät usein yhdessä (leipä -> voi), mutta jotkut sanat ei käytännössä ikinä => latentti semanttinen analyysi (Latent semantic analysis) ◦ Ei kuitenkaan pystytä määrittelemään sanan tarkoitusta vaikka tiedetään muut sanat joihin se liitetään (monopoly -> huge, thereat large, gun, moral); ei tiedetä yhteyksien luonteita • Sijaitseva simulaatio teoria (Situated simulation theory) ◦ Konseptit eivät ole stabiileja, vaan ne vaihtelevat tilanteesta toiseen riippuen yksilön tavoitteista: kaksi ihmistä määritteli 44% tietyn käsitteen ominaisuuksista samoiksi, ja kahden viikon päästä 66% itsensä aiemmin määritellyistä ominaisuuksista samoiksi Luku 10: Reading and speech perception Lukeminen • Lukemisen tutkimista: lexical decision task (muodostaako kirjainjono sanan), naming task (sano printattu sana niin nopeasti kuin mahdollista) ◦ Lukemisessa monta erilaista prosessointia: ortography (sanojen ulkoasu), phonology (sanojen äänteet), sanojen tarkoitus (semantiikka), syntaksi ja korkeamman tason integraatio • Fonologiset prosessit lukemisessa ◦ Fonologista prosessointia tapahtuu myös silloin kun se häiritsee suoritusta (Stroop effect) ◦ Vahva fonologinen malli on liian vahva, fonologisen prosessoinnin esiintyminen riippuu ärsykkeen luonteesta, tehtävän luonteesta ja koehenkilöiden lukukyvystä => heikko fonologinen malli (fonologista prosessointia esiintyy usein – ei siis aina – lukemisessa) on konsistentti tulosten kanssa Sanojen tunnistaminen • Melko automaattista; sanojen tunnistaminen ei riipu tietoisuudesa (Stroop effect) • Kontekstin vaikutukset ◦ Semantic priming effect (semanttinen pohjustusefekti): sana tunnistetaan nopeammin jos sitä edeltää kontekstiin liittyvä sana (NURSE -> DOCTOR) ◦ Sanoihin, jotka pystyi ennustaa edellisestä, silmät fiksautoi vähemmäksi aikaa ◦ Konteksti selvästi vaikuttaa tunnistukseen, mutta tapahtuuko tämä ennen vai jälkeen kun lexical access varastoituun tietoon • Kirjainten ja sanojen tunnistaminen, kaksi vaihetta: 1) kirjainten tunnistus, 2) sanojen tunnistus ◦ word superiority effect, myös pseudoword (muodostaa sanan, tai äännettävän sanan) • Interactive activation model ◦ Sanojen tunnistus kolmella tasolla (feature level -> letter level -> word level); eksitatoriset ja inhibitoriset vaikutukset Lukeminen ääneen • Dual-route cascaded model (kahden reitin sarjamalli) ◦ Kaikkien reittien alussa ortografinen analyysi (kirjainten tunistus ja ryhmittäminen sanoiksi) ◦ Route 1: grapheme – phoneme conversion (kirjoitusasu äänteiksi); jos käyttää vain tätä reittiä, pitäisi pystyä ääntämään säännölliset sanat, mutta ei epäsäännöllisiä (esim. pint menisi väärin); ei myöskään semanttista analyysiä; surface dyslexia ◦ Route 2: Semanttinen analyysi; jos käyttää tätä reittiä, pystyy ääntämään tutu sanat, sekä säännölliset että epäsäännölliset, mutta vaikea ääntää suhteellisen tuntemattomia sanoja tai epäsanoja; phonological dyslexia ◦ Route 3: Sama kuin edellinen, mutta ei semanttista analyysia ◦ Deep dyslexia: ongelmia lukea tuntemattomia sanoja, vaikeuksia lukea epäsanoja, ja semanttisia lukuvirheitä ("laiva" luetaan "paattina") • Distributed connectionist approach (Jaettu konnektionistinen lähestyminen) Lukeminen: silmänliiketutkimukset • E-Z reader model ◦ Vain 80%:iin merkittävistä sanoista (verbit, substantiivit jne.) fiksoidaan silmät, ja 20%:iin funktiosanoista (konjunktiot, prepositiot jne.) ◦ Harvinaisiin sanoihin katsotaan vähemmän aikaa, sanat jotka voi ennustaa kontekstista kohdistetaan katse vähemmän aikaa, sanat joihin ei kohdisteta katsetta ovat yleisiä, lyhyitä tai ennustettavissa, kohdistusaika on pidempi kun sanaa edeltää harvinainen sana (spillover effect) Puheen kuunteleminen • McGurk effect: eri visuaalinen ja auditorinen informaatio (lip-reading) • Kuuntelun ongelmia: yleensä 10 (jopa 50-60) foneemia sekunnissa, segmentointi ongelma (miten erottaa sanat äänisarjoista), koartikulaatio (foneemit osittain päällekkäin), eri ihmiset puhuu eri tavalla (erilaiset spektrogrammit samoille sanoille) • Kontekstin vaikutus sanojen tunnistuksessa: lexical identification shift, phonemic restoration effect Puhuttujen sanojen tunnistamisen teorioita • Cohort malli ◦ Sanat jotka sopivat (siihen mennessä kuultuun) äänteeseen aktivoituvat ◦ Kun äänne jatkuu, sanat jotka eivät sovi siihen (äänteellisesti, semanttisesti tai kontekstuaalisesti) eliminoidaan ◦ Sanan prosessointi jatkuu kunnes kontekstuaalinen informaatio ja informaatio sanasta itsestään riittävät eliminoimaan kaikki paitsi yhden sanan (uniqueness point) ◦ Revised theory: kandiaattisanojen aktivoitumisen taso vaihtelee, eikä ole "all-or-none"; ei rajoitu pelkästään kuultuun samaan foneemiin, vaan myös sanat joilla on samankaltainen foneemi aktivoituvat • TRACE malli ◦ Konnektionistinen malli ◦ Kolmella tasolla prosessointia: piirteet (äänen tuotto), foneemit, sanat; piirresolmut on yhdistetty foneemisolmuun ja foneemisolmu sanasolmuun; yhteydet kulkevat molempiin suuntiin ja ovat vain facilitatoorisia ◦ Saman tason sisällä on kuitenkin inhiboivia yhteyksiä solmujen välillä ◦ Kun eksitaatio ja inhibitio leviävät solmujen välillä, aktivaation kuvio tai jälki syntyy => sana jonka kuulija identifioi riippuu kandidaattisanojen aktivoitumistasosta ◦ Bottom-up ja top-down prosessit ovat interaktiivisia havaitsemisen aikana Kognitiivinen neuropsykologia • Kuultujen sanojen toistaminen • Puhutun sanan malli ◦ Auditory analysis system, ekstraktoi foneemit tai muut äänet ääniaallosta ◦ Auditory input lexicon, sisältää informaatiota kuulijalle tutuista sanoista, tunnistaa ne aktivoimalla oikeita sanayksiköitä ◦ Semantic system, sanojen tarkoitus ◦ Speech output lexicon, tuottaa sanojen puhutut muodot ◦ Phoneme response buffer, tuottaa erottuvat äänteet ◦ Yllä mainittuja voidaan käyttää eri kombinaatioina => kolme eri reittiä • Three-route malli ◦ Route 1: "Normaali reitti"; jos potilas pystyy käyttää vain tätä (plus ehkä reitti kakkosta), niin tutut sanat sanotaan normaalista, mutta tuntemattomien ja epäsanojen kanssa olisi ongelmia, koska niillä ei ole semanttista merkitystä -> tarvittaisiin reitti kolmosta ◦ Route 2: Jos potilas pystyy käyttää vain tätä reittiä, niin tuntemattomien ja epäsanojen toistaminen olisi hankalaa; pystyisi toistamaan tutut sanat, mutta ei ymmärrä niiden merkitystä => word meaning deafness ◦ Route 3: Jos vain tässä reitissä olisi damagea, pystyisi tunnistamaan tuttuja sanoja, mutta ei tuntemattomia tai epäsanoja (kts. Route 1) => auditory phonological agnosia • Deep dysphasia ◦ Semanttisia virheitä kun toistaa sanoja (sanoo sanoja jotka ovat läheisiä puhutuille); vaikeampi toistaa abstrakteja kuin konkreettisia sanoja, todella heikko kyky toistaa epäsanoja Luku 11: Language comprehension Parsing (jäsentäminen) • Neljä vaihtoehtoa: 1) Syntaktinen analyysi yleensä edeltää ja vaikuttaa semanttiseen analyysiin, 2) Semanttinen analyysi leensä tapahtuu ennen syntaktista, 3) Syntaktinen ja semanttinen analyysi tapahtuu samanaikaisesti, 4) Syntaksi ja semantiikka ovat hyvin läheisesti yhteydessä, ja niillä on hand-in-glove -suhde ◦ Analyysiä on tehty vain englannin kielellä ◦ Tutkitaan yleensä tulkinnanvaraisilla lauseilla, koska jäsentäminen tapahtuu nopeasti joten helpompi tutkia koehenkilöitä joilla on ongelmia jäsentämisessä (tulkinnanvaraisten lauseiden kanssa) • Garden-path model ◦ Vain yksi syntaktinen rakenne huomioidaan annetulle lauseelle aluksi; semanttinen tarkoitus ei vaikuta rakenteen valinnassa (kaksi-tasoinen malli, ensin syntaksi ja sitten semanttinen merkitys); yksinkertaisin syntaktinen rakenne valitaan hyödyntämällä pienintä kiinnittymistä (minimal attachment) ja myöhäistä sulkemista (late closure) ◦ Minimal attachment: Kieliopillinen rakenne, jossa on mahdollisimman vähän solmuja (lauseen tärkeitä sanoja, kuten noun phrase ja verb phrase), valitaan ◦ Late closure: Sanat joihin törmätään lausetta edetessä liitetään sen hetkiseen lausekkeeseen tai lauseeseen (phrase, clause) jos kieliopillisesti mahdollista • Constraint-based theory ◦ Konnektionistinen teoria; avainoletus että kaikki relevantit informaationlähteet ovat välittömästi saatavilla jäsentäjälle => kilpailevat analyysit sen hetkisestä lauseesta aktivoituu samanaikaisesti, ja analyysit rankataan aktivaation voimakkuuden mukaan ◦ Syntaktinen rakenne joka saa eniten supportia eri rajoitteista (constraint) aktivoituu voimakkaasti, ja muut rakenteet aktivoituu vähemmän => lukija hämmentyy tulkinnanvaraisia lauseita lukiessa jos oikea syntaktinen rakenne aktivoituu vähemmän kuin yksi tai useampi väärä rakenne ◦ 4 kielellistä ominaisuutta (language characteristics) jotka auttavat tulkinnanvaraisuuden vähentämisessä: 1) Kieliopillinen tieto rajoittaa mahdollisia lauseen tulkintoja, 2) Eri informaatiomuodot jotka assosioituu annettuun sanaan eivät yleensä ole riippumattomia toisistaan, 3) Sana voi olla vähemmän tulkinnanvarainen jollain tyylillä kuin toisella (esim. tulkinnanvarainen ajalle mutta ei kieliopillisesti), 4) Monet kieliopillisesti oikeat tulkinnat yleensä vaihtelevat paljon esiintymistiheydessä ja todennäköisyydessä edeltävän kokemuksen perusteella ◦ Verb bias (verbien ennakointi/ennakkoluulo): Monet verbit voi esiintyä useissa eri syntaktisissa rakenteissa, mutta yleensä ne löytyvät samasta rakenteesta (esim. "read", jota seuraa yleensä suoraan objekti, "Susan read the book", vrt. "Susan read the book had been banned") • Unrestricted race model ◦ Yhdistää piirteitä garden-path ja constraint-based malleista ◦ Oletukset: 1) Kaiken tyylistä informaatiota (semanttista ja syntaktista) käytetään identifioimaan syntaktinen rakenne, kuten constraint-based malli olettaa, 2) Muut mahdolliset syntaktiset rakenteet ignorataan, paitsi jos tuleva informaatio osoittaa suositun rakenteen vääräksi, 3) Jos alun perin valittu rakenne joudutaan hylkäämään, suorietaan raskas analyysi uudestaan ennen kuin eri rakenne valitaan -> muistuttaa garden-path mallia siinä että jäsentäminen usein sisältää kaksi eri vaihetta • Usein käytetään heurestiikkoja lauseiden analysoimiseen (esim. usein subjekti on tekijä lauseessa) Pragmatiikka • Pragmatiikka tarkoittaa tekstin/puheen oikeaa tarkoitusta, eikä kirjaimellista tarkoitusta, esim. metaforat • Standard pragmatic model ◦ Aristoteles, Grice, Searle: metaforien ja kuvainnollisten ilmaisujen prosessoinnissa kolme tasoa, 1) kirjaimellinen merkitys, 2) tekeekö kirjaimellinen tarkoitus järkeä siinä kontekstissa? Jos ei => 3) etsii kuvainnollista merkitystä joka käy järkeen kontekstissa ◦ Kirjaimellista tarkoitusta ei kuitenkaan aina etsitä ennen kuvainnollista; Graded salience hypothesis (porrastettu tärkeys hypoteesi): tärkeys vaikuttaa varhaiseen prosessointiin eikä merkityksen tyyppi (kirjaimellinen vs. kuvainnollinen) • Common ground: jaettu tieto ja uskomukset puhujan ja kuulijan välillä; puuttuminen ja läsnäolo vaikuttaa paljon ymmärrykseen ◦ Egocentric heurestic: taipumus tarkastella tarkoitteita (referent), joita ei löydy yhteiseltä perustukselta, omasta perspektiivistä ◦ Informaatiota yhteisestä perustuksesta lasketaan hitaammin, ja sitä voidaan käyttää korjaamaan väärin ymmärryksiä joita syntyy egosentrisen heurestiikan käytöstä ◦ Egosentristä heurestiikkaa käytetään todennäköisesti vähemmän kun jutellaan ihmisen kanssa jolla on läheiset uskomukset (esim. ystävä), kuin tuntemattoman kanssa labrassa Yksilölliset erot: Kapasiteettiteoria • Ihmiset ymmärtävät tekstejä eri tavalla • Reading span: Suurin määrä lauseiden viimeisiä sanoja, joita koehenkilö muistaa 50% todennäköisyydellä; työmuistin kapasiteetin mitta • Operation span: Maksimimäärä mitä koehenkilöt muisti viimeisiä sanoja (aritmeettinen laskutoimitus + sana) ◦ Oletus että molemmat yllä mainitut riippuvat yhdestä kognitiivisesta resurssista, mutta oikeasti niihin vaikuttaa kaksi eri prosessia • Lukijat joilla on korkea työmuistin kapasiteetti osaavat allokoida (kohdentaa) paremmin tarkkaavaisuuden relevanttin informaatioon Diskurssin prosessointi • Diskurssi: Puhuttu tai kirjoitettu teksti, useamman lauseen pituinen; lause irrotettuna diskurssistaan on usein tulkinnanvarainen • Päätelmien tekeminen ◦ Looginen päätelmä (Logical inference): riippuu vain sanojen merkityksistä, esim. jos A on widow niin A on nainen (widow on widower sanan feminiimimuoto) ◦ Silloitus päätelmä (Bridging inference): tarvitaan koherenssin muodostamiseksi nykyisen ja sitä edeltävän tekstin välille ◦ Yksityiskohtaiset päätelmät (Elaborative inference): Koristaa tai lisää yksityiskohtia tekstiin ◦ leensä loogiset ja silloittavat päätelmät tehdään automaattisesti koska ne ovat oleellisia ymmärrykselle, yksityiskohtaisia päätelmiä ei tehdä automaattisesti • Minimalistinen hypoteesi (Minimalist hypothesis) ◦ Päätelmät ovat automaatisia tai strategisia (tavoitteiden ohjaamia) ◦ Jotkut automaattiset päätelmät luovat lokaalia koherenssia; nämä päätelmät sisältävät osia tekstistä työmuistissa samaan aikaan ◦ Muut automaattiset päätelmät turvautuu informaatioon joka on eksplisiittisesti todettu tekstissä ◦ Strategiset päätelmät tehdään lukijan tavoitteiden tavoittelussa; ne tuottavat joskus lokaalia koherenssia ◦ Konstruktionistisessa mallissa väitetään että useita automaattisia päätelmiä tehdään lukemisessa, kun taas ne jotka suosivat minimaalista hypoteesia väittävät että automaattisia päätelmiä tehdään täsmällinen määrä => "Näyttelijä putosi neljännestätoista kerroksesta" => konstruktionistisen mallin mukaan automaattisesti pääteltäisiin että hän kuoli, mutta ei minimalistisen hypoteesin mukaan • Merkityksen etsintä teoria (Search-after-meaning theory) ◦ Konstruktionistiset teoriat epäonnistuvat määrittämään mitkä päätelmät tehdään ymmärryksessä ◦ The reader goal assumption: lukija rakentaa merkityksen tekstille joka osoittaa hänen tavoitteita ◦ The coherence assumption: lukija yrittää rakentaa merkityksen tekstille joka on koherentti lokaalisti ja globaalisti ◦ The explanation assumption: lukija yrittää selittää tekoja, tapahtumia ja tiloja joihin viitataan tekstissä ◦ Lukijat eivät etsi merkitystä, jos: 1) heidän tavoitteet eivät vaadi tekstin merkityksen rakentamista (oikoluku), 2) jos teksti on vailla koherenssia, 3) jos heillä ei ole tarvittavaa taustatietoa jotta teksti olisi järkevä ◦ Vaikka lukijat etsisivät merkitystä, useita päätelmiä ei yleensä tehdä teorian mukaan: 1) tulevaisuuden kehitykset (kausaaliset seurakset), 2) tarkkaa tapaa jolla toimenpiteet suoritetaan, 3) kirjailijan tarkoitusta Tarinan prosessointi • Skeema: Organisoitu paketti tietoa maailmasta, tapahtumista, ihmisistä ja teoista • Script-pointer-plus-tag hypotesis ◦ Tarinan informaatio yhdistetään allaolevan skriptin tai skeeman -- joka haetaan muistista -- informaation kanssa ◦ Tarinan tapahtumat ovat tyypillisiä (konsistentti skriptin tai skeeman kanssa) tai epätyypillisiä (epäkonsistentti skriptin tai skeeman kanssa) ◦ Informaatio epätyypillisistä toimista tägätään skriptiin ◦ Tunnistusmuisti on parempi epätyypillisille kuin tyypillisillä toimille, koska tyypillisiä tekoja, jotka on tarinassa, on vaikea erottaa tyypillisistä teoista jotka puuttuvat tarinasta ◦ Aluksi epätyypillisten tekojen muistaminen on parempi, koska ne on tägätty yksittäin muistiin => pitkällä aikavälillä kuitenkin huonompi, koska muistetaan alla oleva skeema • Kintsch & van Dijk's model ◦ Micro-structure: taso, jolla tekstin propositiot muodostetaan kytketyksi rakenteeksi ◦ Macro-structure: taso, mikro-rakenteen editoitu (gist of the story) versio muodostetaan ◦ Mikro-rakenteen säännöt: Deletion (propositiot joita ei tarvita myöhemmän proposition tulkintaan poistetaan), Generalisation (propositioiden sarja voidaan vaihtaa yleisempään propositioon), Construction (propositioiden sarja voidaan vaihtaa yhteen propositioon joka on sarjan välttämätön seuraus) • Kintsch's construction-integration model: kehitti ja laajensi edellistä mallia, tarjoaa enemmän informaatiota miten päätelmät muodostetaan ja varastoitu tieto vaikuttaa tekstuaalisen informaatioon joka muodostaa makro-rakenteen ◦ Tekstin lauseetmuutetaan propositioiksi jotka representoi tekstin tarkoitusta => menee lyhytaikaiseen bufferriin ja muodostaa propositioiden verkon (propositional net) ◦ Jokainen tekstistä muodostettu propositio palauttaa mieleen muutaman assosiatiivisesti liittyvän proposition (ja päätelmän) pitkäaikaisestä muistista => verkoston propositiot ja mieleen tuodut propositiot muodostamat yksityiskohtaisen propositioiden verkon (elaborated propositional net); tässä verkostossa on yleensä paljon irrelevantteja propositioita ◦ Klusterit joissa on paljon toisiinsa kytkeytyneitä propositioita houkuttelevat enemmän aktivaatioita, ja niillä on suurin mahdollisuus mukaan ottamiseen tekstin representaatioon, kun taas irrelevantit propositiot hylätään (integration process) ◦ Tekstin representaatio on organisoitu rakenne joka on varastoitu episodiseen tekstimuistiin (episodic text memory); informaatio mistä tahansa kahdesta propositiosta otetaan mukan jos ne prosessoitiin yhdessä lyhytaikaisessa bufferissa ◦ Näiden prosessien myötä kolme representaation tasoa muodostuu: 1) pinta representaatio (surface representation, teksti itsessään), 2) propositionaalinen representaatio (propositional representation, propositiot jotka muodostettiin tekstistä), 3) tilanteen representaatio (situation representation, mentaalinen malli joka kuvaa tilannetta johon viitataan tekstissä) • Even-indexing model: Lukijat tarkkailee viittä näkökulmaa tai indeksiä samalla kun lukee tarinaa ◦ Päähenkilö: keskeinen henkilö nykyisessä tapahtumassa verrattuna edelliseen tapahtumaan ◦ Ajallisuus: nykyisen ja edellisen tapahtuman aikojen suhde ◦ Kausaliteetti: nykyisen tapahtuman kausaalinen suhde edelliseen tapahtumaan ◦ Spatiaalisuus: nykyisen tapahtuman ympäristön suhde edellisen tapahtuman ympäristöön ◦ Tarkoituksellisuus: henkilön tavoitteiden ja nykyisen tapahtuman suhde ◦ Mallia päivitetään jatkuvasti kun tarina etenee; epäjatkuvuus jossain indeksissä vaatii enemmän prosessoimista kuin jos kaiki pysyy samana; lisäksi oletetaan että kaikkia indeksejä monitoroidaan riippumatta muista => prosessoiminen hankalampaa kun kaksi indeksiä muuttuu verrattuna siihen jos vain yksi muuttuu • Perceptual-simulation theory: ainoa merkitykseen liittyvä representaatio joka muodostuu on havainnollinen simulaatio joka muistuttaa tilanteellista representaatiota tai mallia ◦ Ei oleta että propositionaalisia representatioita muodostuu => ekonomisempi kuin construction-integration malli ◦ Tilanteellisen mallin käsitys on tarkempi, sillä se sisältää tekstin kuvaaman havainnollisen simulaation => tilanteellinen malli sisältää monia havainnollisia detaljeja jotka olisivat läsnä jos kuvattu tilanne varsinaisesti havaittaisiin ◦ Esim. koe jossa lauseessa luki "The ranger saw an eagle in the sky" tai "The ranger saw an eagle in the nest" => näytetään kuvaa linnusta lentämässä tai pesässä => nopeampi vastaus jos kuva vastasi lauseen kuvaamaa tilannetta Luku 12: Language production Introduction • Sama tietopohja ja samankaltaiset suunnittelutaidot ovat käytössä puhumisessa ja kirjoittamisessa, mutta puhuttu kieli on tyypillisesti epämuodollisempaa kuin kirjoitettu kieli (sanelu vs. kirjoittaminen; sanelu vain 35% nopeampaa kuin kirjoittaminen => suunnittelu vie suurimman osan ajasta) • Erillinen leksikko (sanavarasto?) puhutulle ja kirjoitetulle kielen muodolle? => jotkut aivovammaiset pystyvät puhumaan hyvin vaikka sanelu kirjaimittain ja kirjoittaminen ovat heikkoa, ja toisaalta toiset voivat kirjoittaa tarkasti mutta ei puhua ◦ Prosodia; välimerkkien käyttö, signalointisanojen käyttö ◦ 1) Puhujat yleensä tietää kuka kuulee heidän puheensä, 2) puhujat saa suoraa feedbäkkiä kuulijoiltaan (esim. hämmennys), 3) puhujilla yleensä vähemmän aikaa suunnitella puhettaan, 4) kirjoittajilla on pääsy edelliseen tekstiin (tämä ei kuitenkaan niin tärkeä? Vrt. koe jossa kirjoittajilta oli blokattu pääsy edelliseen tekstiin => laatu ei kärsinyt), 5) "Writing is in essence a more conscious process than speaking ... spontaneous discourse is usually spoken, self-monitored discourse is usually written." • Prosessit ovat samankaltaisimmillaan varhaisessa suunnittelussa => eroavaisuudet tulevat huomattavimmiksi kun liikutaan kohti lopputuotetta puhutussa tai kirjoitetussa sanassa Puhutun kielen perusnäkökulmat • Puhujien ja kuuntelijoiden täytyy olla yhteistyökykyisiä jotta kommunikaatio toimii => puhujat käyttää hyväksi yhteistä perustaa/maaperää (common ground), ja ottaa huomioon kuuntelijoiden sanalliset ja sanattomat reaktiot • Diskurssimerkit (Discourse markers, usein spontaanissa puheessa; "well", "you know", "oh") ilmaisee aiheen vaihtoa ja/tai kohteliaisuutta ◦ Ei varsinaisesti tuo uutta sisältöä ◦ Luennon ymmärtäminen vaikeampaa jos diskurssimerkit poistettiin • Prosodiset vihjeet auttavat usein kuuntelijoita ymmärtämään, mutta niitä käytetään vähän, paitsi jos kontekstista ei paljastu oikea merkitys ◦ Rytmi, painotus, intonaatio • Common ground ◦ The monitoring and adjustment model: Puhujat suunnitelee puheensä ensin sen informaation perusteella joka on itselleen saatavilla (huomioimatta kuulijan perspektiiviä). Puhetta tarkastellaan ja korjataan ottamaan huomioon common ground sen jälkeen => jos ei ole aikaa, ei ota huomioon common groundia (pitää selittää nopeasti) => common ground enemmän käytössä kun puhuja ja kuulija voivat vuorovaikuttaa keskenään, tai puhuja saa enemmän kokemusta tilanteesta • Puheongelmat, joissa monissa on ongelmia valita oikea sana puheessa, voivat auttaa ymmärtämään puheen tuoton prosesseja ◦ Puheen tuottaminen nopeaa (useita tavuja sekunnissa) ◦ Vaikeuksia valita oikea sana => lexical selection; esim. semantic substitution ("Where is my tennis bat" instead of "Where is my tennis racquet"), yleensä substantiivi vaihtuu substantiiviin, verbi verbiin jne; toinen on blending ("The sky is shining" instead of "The sky is blue" or "The sun is shining"); myös word-exchange error (kaksi sanaa vaihtaa paikkaa lauseessa); morpheme-exchange error (liite vaihtuu, esim. "He has already trunked two packs" packed two trunks?); spoonerism ("You have hissed all my mystery lectures") Puheen tuottamisen teoriat • Kolme pääprosessia puheen tuottamisessa: 1) Konseptointi (kommunikoituvan viestin suunnittelu), 2) Formulointi (viestin transofrmointi spesifiseksi lauseeksi ja sanojen äänteiden selvittäminen), 3) Artikulointi (sanat muutetaan puheeksi) • Puhujat vähentää prosessoimista esimuotoilulla (preformulation, käytetään samoja sanayhdistelmiä mitä on käytetty ennenkin) ja alispesifikaatiolla (underspecification, käytetään yksinkertaistettuja ilmaisuja (esim. six cooking apples -> them)) ◦ Puhuminen alkaa enne kuin puheen suunnittelu on loppunut • Spreading-activation theory: puhe sisältää semanttista, syntaktista, morfoloista ja fonologista prosessoimista, jotka tapahtuu rinnakkain ja vuorovaikuttaen ◦ Verkoston solmut (sanat) vaihtelevat aktivaatiossa; kun sana on aktivoitunut, aktivaatio leviää toisiin solmuihin ("tree" -> "plant") ◦ Semanttinen taso: viestin tarkoitus; syntaktinen taso: sanojen kieliopillinen rakenne; morfologinen taso: sanojen morfeemit suunnitellussa lauseessa; jokaisella tasolla muodostetaan representaatio ◦ Eniten aktivoitunut sana oikeasta kategoriasta valitaan => kun sana on valittu, sen aktivaatio putoaa nollaan, jotta sitä ei voi valita heti uudestaan ◦ Lexical bias effect: virheet puheessa ovat yleensä oikeita sanoja; afasia: heikentyneet kielelliset kyvyt; mixed error effect: puhuttu sana liittyy sekä semanttisesti että foneemisesti haettuun oikeaan sanaan ◦ Teoria selittää suurimman osan puhevirheistä, mutta ennustaa enemmän virheitä kuin mitä löydetään • WEAVER++: Yksittäisten sanojen tuotto tapahtuu sarjana, ja sisältää kuusi prosessia ◦ Pääoletukset: 1) Aktivaatio leviää eteenpäin verkossa mutta ei taaksepäin (feedforward activation-spreading network); 2) Kolme tasoa verkostossa: korkeimmalla tasolla solmut edustaa leksikaalisia konsepteja, toisella tasolla solmut edustavat lemmoja tai abstrakteja sanoja mentaalisesta sanavarastosta (leksikko), alimmalla tasolla solmut edustavat sanoja morfmeemnina ja niiden foneemisia segmenttejä; 3) Verkossa ei ole inhiboivia yhteyksiä; 4) Puheen tuotossa on useita tasoja jotka seuraavat toisiaan sarjassa; 5) Puhevirheet vältetään tarkistusmekanismilla ◦ Kuusi prosessointitasoa: 1) konseptuaalinen valmistelu (potentiaaliset leksikaaliset konseptit aktivoidaan merkityksen perusteella), 2) leksikaalinen valinta (abstrakti sana tai lemma valitaan syntaktisten ominaisuuksiensa kanssa; yleensä tietty lemma valitaan koska se on aktivoituneempi kuin muut), 3) morfologinen koodaus (valitun lemman perussanamuoto aktivoidaan), 4) fonologinen koodaus (sanan tavut lasketaan, syllabification), 5) foneettinen koodaus (äänteet valmistetaan käyttämällä syllabaaria), 6) artikulaatio (sanan tuottaminen puhelihaksilla) ◦ Aivokuvantaminen ja muut todisteet tukevat prosessoimissekvenssiä; kuitenkin, oletus että lemma valitaan ennen fonologisen informaation aktivoimista on väärä ◦ Lisäksi WEAVER++ ei selitä prosesseja jotka koskevat lauseiden tuottamista, eikä pysty selittämään lexical biasia ja mixed error effectsiä Kognitiivinen neuropsykologia: Puheen tuottaminen • Erottelu Brocan afasian ja Wernicken afasian välillä • Anomiasta kärsivien on vaikea nimetä objekteja; toisilla on ongelmia lemman valinnan kanssa, toisilla oikean sanamuodon valinnan kanssa ◦ Category-specific deficits: osaa nimetä jonkun kategorian objekteja (esim. elolliset), mutta ei toisen (esim. elottomat) • Agrammatismista kärsivät tuottavat yleensä oikeat sanat, mutta eivät pysty laittamaan niitä oikeaan järjestykseen • Jargon afasiasta kärsivät puhuvat kieliopillisesti melko oikein (paljon poikkeuksia); oikeiden sanojen löytäminen on vaikeaa, ja he tuottavat usein keksittyjä sanoja (neologismi) jotka kuulostavat foneemisesti oikeilta (tietämättään) Kirjoittaminen: Tärkeimmät prosessit • Kirjoittamiseen kuuluu suunnittelu (ideoiden tuottaminen ja niiden organisointi kirjoittajan tavoitteiden vastaamiseen), lauseiden muodostaminen ja revisio (tarkastus, joko yksittäisten sanojen tai isomman kokonaisuuden), mutta prosesseja ei voi siististi erottaa toisistaan; keskimäärin 30% ajasta kuluu suunnitteluun, 50% lauseiden muodostamiseen ja 20% (tai vähemmän) revisioon ◦ Directed retrospection (kohdistettu retrospektio): Kirjoittaja pysäytetään ja kysytään mitä tekee => prosessien tunnistus ◦ Suunnittelussa käytetään hyväksi käsitteellistä (käsitteet ja skeemat pitkäkestoisessa muistissa), sosiokulturaalista (tietoa sosiaalisesta taustasta tai konseptista), metakognitiivista (tietämys siitä mitä itse tietää) ja strategista (miten organisoita tavoitteet ja alitavoitteet niin että tulee koherenttia tekstiä) tietämystä • Hyvät kirjoittajat käyttävät tietämyksen siirto (knowledge-transfer, rhetorical problems: miten tavoitteet saavutetaan, esim. miten vahvistan argumentin; content problems: spesifistä informaatiota joka kirjoitetaan, esim. tämä tapaus vahvistaa argumentin) strategiaa, joka mahdollistaa korkeatasoisten pääkohtien tuottamisen; muista myös tietämyksen kertomus (knowledge-telling, kirjoittaa kaikki alas ilman suunnittelua; tuotettu teksti antaa vihjeitä joiden avulla muistetaan seuraavat pätkät) strategia ◦ Hyvät kirjoittajat käyttävät myös enemmän aikaa revisioon, ja huomaavat paremmin virheitä tekstissä • Kirjoittamisen prosessit vaativat paljon työmuistilta, erityisesti sen keskusyksiköltä (central executive); myös fonologista luuppia ja visuo-spatiaalista työpöytää käytetään kirjoittamiseen ◦ Kompositio (tekstin tuottaminen) vaatii enemmän työmuistilta kuin transkriptio (tekstin kopioiminen), ja samanaikaisesti ne vaativat vielä enemmän; ei ole selvää miksi kompositio on niin vaativaa • Kokeneet koneella kirjoittajat tuottavat tekstiä yhtä nopeasti ja laadukkaasti kuin käsin kirjoittaessa; alla olevat prosessit saattavat kuitenkin olla erilaiset Kirjoitusasu • Leksikaalinen ja ei-leksikaalinen reitti kirjoituksessa; ensimmäistä käytetään tuttujen sanojen kirjoittamiseen ja jälkimmäistä tuntemattomien ja epäsanojen kirjoittamiseen (vähän samanlainen malli kuin dual-route cascaded model of reading) ◦ Leksikaalisessa reitissä on informaatio jota tarvitaan yhdistämään fonologinen, semanttinen ja ortografinen representaatio; toimii sekä säännöllisillä että epäsäännöllisillä (tai siis äännetään eri tavalla, esim. yacht, knowledge) sanoilla ◦ Ei-leksikaalinen reitti sisältää säilötyt säännöt joilla äänet tai foneemit muutetaan kirjaimiksi tai grafeemeiksi; ei siis toimi epäsäännöllisillä sanoilla ◦ Molemmat reitit käyttävät grafeemista bufferia, joka hetken aikaa pitää grafeemisia representaatioita • Fonologisesta dysgrafiasta kärsivillä on ongelmia leksikaalisessa reitissä (tuntemattomien ja epäsanojen kirjoittamisessa vaikeuksia), ja pinta dysgrafiasta (surface dysgraphia) kärsivillä on ongelmia ei-leksikaalisessa reitissä (säännöllisten sanojen – ja epäsanojen – kirjoittaminen onnistuu, mutta ei epäsäännöllisten); myös deep dysgraphia (sun -> sky, desk -> chair) • Todisteet terveistä ja aivovammaisilta osoittavat että nämä kaksi reittiä integroituu joskus (kirjoita BOUQUET -> BOUKET tai KNOWLEDGE -> KNOLIGE; semanttista tietoa tarvitaan että tiedetään hiljaiset kirjaimet) • Kiistaa siitä onko sama ortografinen leksikko käytössä lukemisessa ja kirjoituksessa; suurin osa todisteista on yhden leksikon kannalla ◦ Tehokkaampaa jos käytössä on vain yksi; vaikea keksiä mitään oikeita hyötyjä kahden leksikon käytöstä • Jotkut potilailla, joilla on vaurio grafeemisessa bufferissa, on vaikeuksia kirjoittaa pitkä sanoja Luku 13: Problem solving and expertise Johdanto • Käsitellään ongelman ratkaisua, transfer-vaikutusta ja asiantuntijuutta • Suurin osa ongelmanratkaisututkimuksista keskittyy ongelmiin otka ei vaadi erikoista koulutusta tai tietämystä; sen sijaan asiantuntijuuden tutkimisessa ongelmat vaativat huomattavaa määrää taustatietämystä ja kokemusta • Transfer-tutkimukset keskittyvät edellisen oppimisen heikentävää tai vahvistavaa vaikutusta nykyiseen oppimiseen; asiantuntijuuden tutkimuksissa keskitytään siihen mikä erottaa asiantuntijat noviiseista annetussa toimialueessa (tietämys, strategiat) Ongelmanratkaisu • Tavoitehakuista ja sisältää kognitiivisia prosesseja (eikä automaattisia) • Yleensä tutkijoiden antamat ongelmat ovat hyvin määriteltyjä, kun taas tosielämässä kohdataan huonosti määriteltyjä ongelmia (esim. Ei yksiselitteistä ratkaisua, rikotko auton ikkunan vai myöhästyt tapaamisesta); lisäksi jaottelu tietämystä vaativiin (knowledge-rich, ratkaisu vaatii paljon spesifistä tietämystä) ongelmiin ja tietämystä vaatimattomiin (knowledge-lean, ratkaisu ei vaadi spesifistä tietämystä) ongelmiin • Gestaltit väittivät että ongelmat vaativat usein oivalluksen, ja edellinen kokemus joskus häiritsee nykyisen ongelman ratkaisemista (functional fixedness, ongelman ratkaisu epäonnistuu koska oletamme edellisestä kokemuksesta että annetulla esineellä on rajoitettu määrä käyttöjä, esmes kynttiläesimerkki; Einstellung, tuttua strategiaa käytetään ongelmaan johon se ei sovi tai ei ole optimaalinen) ◦ Oivallukseen perustuvat ratkaisut vaikuttavan tulevan tyhjästä, mutta vaativat todennäköisesti aikaisempaa alitajuista prosessointia ◦ Onko apinoilla oivallusta? Oivalsiko Sultan mitä teki, vai oliko oppinut sen muutaman ensimmäisen elinkuukautensa aikana luonnossa? • Ohlssonin representaatioiden vaihtuminen teoria (Ohlsson's representational change theory): Neogestalttinen teoria, joka korostaa vaihtuvien representaatioiden tärkeyttä yksityiskohtaistumisella, rajoitteiden relaksaatiolla ja uudelleen koodauksella, jotka mahdollistavat oivalluksen ◦ 1) Ongelman nykyinen representaatio toimii muistijälkenä jolla etsiä ongelmaan liittyvää tietoa pitkäkestoisesta muistista (kuten operaattoreita tai mahdollisia toimia), 2) hakuprosessi toimii spreading activation -tavalla käsitteiden ja tietopalasten välillä pitkäkestoisessa muistissa, 3) blokki (Impasse, umpikuja) tapahtuu kun tapa jolla ongelma on representoitu ei mahdollista tarpeellisten operaattorien tai tekojen hakua, 4) blokki rikkoutuu kun ongelman representaatio muuttuu; uusi representaatio toimii uutena muistijälkenä -> laajentaa ratkaisijalle saatavilla olevaa tietoa, 5) representaation vaihtuminen voi tapahtua yksityiskohtaistumisella, rajoitteiden relaksaatiolla tai uudelleen koodauksella, 6) oivallus tapahtuu kun blokki rikkoutuu ja haetut operaattorit ovat riittäviä ratkaisemaan ongelman ◦ Yksityiskohtaistaminen (Elaboration): uuden ongelmaan liittyvän tiedon elaboraatio tai lisääntyminen; Rajoitteiden relaksaatio (Constraint relaxation): sallittujen tekojen inhibaation poistaminen; Uudelleen koodaus (Re-encoding): ongelman representaation joku aspekti tulkitaan uudestaan (kuten pihtien käyttö painoina pendulum-ongelmassa) ◦ Tekijät jotka saavat representaatioiden vaihtumisen aikaan eivät ole tarkasti tiedossa • Newellin ja Simonin Yleinen Ongelmanratkaisija (Newell and Simon's General Problem Solver, GPS): tietokone-ohjelma, joka perustuu oletuksille että prosessoiminen tapahtuu sarjassa ja ihmisillä on rajoitettu lyhytkestoinen muistikapasiteetti ◦ Ongelmat esitetään ongelma-avaruudessa (Problem space): ongelman-avaruus käsittää ongelman alkutilan, tavoitetilan ja kaikki mahdolliset mentaaliset operaattorit (liikkeet), joilla voidaan vaihtaa tila toiseen tilaan -> ongelmanratkaisu on sarja tilojen vaihdoksia ◦ Teorian mukaan ongelmanratkaisussa käytetään paljon heurestiikkoja (means-ends analysis; hill climbing) ◦ Means-ends analysis: 1) huomaa ero nykyisen ja tavoitetilan välillä, 2) muodosta alitavoite joka vähentää eroa nykyisen ja tavoitetilan välillä, 3) valitse mentaalinen operaattori joka mahdollistaa alitavoitteen saavuttamisen ◦ Hill climbing: muuta ongelman tilaa niin että se on lähempänä tavoitetta, käytetään kun ratkaisijalla ei ole selvää käsitystä ongelman rakenteesta ◦ GPS:llä on parempi muistikapasiteetti (mutta huonommat suunnittelytaidot, keskittyy vain seuraavaan liikkeeseen) kuin ihmisillä • Progress monitoring theory: kun means-ends analyysi epäonnistuu, tapahtuu criterion failure ja aletaan etsiä uutta strategiaa; kuten ennustettu, ongelmanratkaisijat jotka kohtaavat criterion failuren todennäköisesti vaihtavat ongelman representaatiota ja ratkaisevat sen ◦ Kaksi tärkeää heurestiikkaa: 1) Maximisation heuristic: ratkaisijat yrittävät päästä mahdollisimman lähellä tavoitetta jokaisella liikkeellä, 2) Progress monitoring: ratkaisija arvioi edistymisnopeutta tavoitetta kohti; jos nopeus on liian hidas suhteessa käytettävissä olevien liikkeiden lukumäärään, tapahtuu criterion failure ◦ Teoria ennustaa milloin oivallusta etsitään, mutta ei miten se saavutetaan Siirtovaikutus • Transfer riippuu sisällöstä (mitä siirretään yhdestä tehtävästä toiseen) ja kontekstista (milloin ja mihin tietämystä siirretään ja mistä) • Positiivinen ja negatiivinen siirtovaikutus (esim. functional fixedness) • Pitkä siirtovaikutus (far transfer) on erittäin tärkeä (oletus?) oppimisen/koulutuksen kannalta; pitkällä siirtovaikutuksella tarkoitetaan positiivista siirtovaikutusta erilaiseen kontekstiin; lyhyt siirtovaikutus (near transfer) taas viittaa samanlaiseen kontekstiin • Siirtovaikutus analogisen tehtävän ratkaisussa riippuu kolmesta samankaltaisuustekijästä: pinnallinen, rakenteellinen ja proseduraalinen samankaltaisuus ◦ Pinnallinen samankaltaisuus: ratkaisusta riippumattomat yksityiskohdat ovat samanlaisia molemmissa ongelmissa (esim. tietyt esineet) ◦ Rakenteellinen samankaltaisuus: kausaaliset suhteet joidenkin ongelmien pääkomponenttien välille ovat samat molemmissa tehtävissä ◦ Proseduraalinen samankaltaisuus: menettelytavat joilla ratkaisun periaatteet voidaan muuntaa konkreettisiksi operaatioiksi ovat samat molemmissa ongelmissa Asiantuntijuus • Asiantuntijuutta yleensä arvioidaan käyttämällä tietämystä vaativia ongelmia • 10 000h treenaamista; onko treenaus seurausta hyvistä lähtökohdista (luonnonlahjakkuus), vai onko kaikilla samat lähtökohdat? • Shakinpelaajatietokoneet käyttävät brute forcea parhaan siirron laskemiseen, eikä niinkään oikeaa tietämystä • Chunk teoria • Template theory: laajentaa chunk teoriaa ◦ Jokaisella templaatilla on ydin (core, vähän sama kuin chunkit) ja slotteja (slots), slotissa olevat nappulat voivat vaihdella ◦ Eksperttishakinpelaajat omaavat enemmän templaatteja kuin noviisit ◦ Templaatit sallivat eksperttipelaajien identifioida hyvät siirrot nopeasti ja muistamaan jopa satunnaiset tilanteet paremmin kuin noviisit ◦ On epäselvää mitä tietoa tarkalleen ottaen templaatit sisältävät, ja teoria ei vastaa kokonaan kaikesta adaptiivisesta asiantuntijuudesta jota asiantuntijat osoittavat Asiantuntijuuden teoriat • ACT-R teorian mukaan deklaratiivinen (semanttinen verkosto toisiinsa liittyneitä käsitteitä), proseduraalinen (sisältää tuottamissääntöjä “if--then”) ja työmuisti (tällä hetkellä aktiiviset tiedot) muodostavat kolme toisiinsa yhteydessä olevaa systeemiä ◦ Deklaratiivinen muisti sisältä paketteja tai chunkkeja tietoa, joihin pääsee tietoisesti käsiksi; proseduraaliseen tietoon ei pääse käsiksi, vaan sitä käytetään automaattisesti sopivan tilanteen tullessa • Taidon hankkiminen sisältää tietämyksen kokoamista, jossa deklaratiivisen tietämyksen käyttö shiftaantuu hiljalleen kohti proseduraalisen tietämyksen käyttöä ehtolauseiden tuottamissääntöjen muodossa ◦ Kokoamisessa on proseduralisaatio (spesifisten production sääntöjen luominen; säännöt poistavat tarpeen etsiä pitkäkestoisesta muistista tietoa) ja kompositio (parantaa suoritusta vähentämällä action sekvenssejä yhdeksi tehokkaaksi sekvenssiksi) -vaiheet ◦ Tästä proseduraalitosta on todisteita, mutta on olemassa paljon eroja ACT-R:n ja ihmisen suorittamisen välillä (esimerkiksi ACT-R käyttää vähemmän means-ends analyysiä); teoria olettaa että harjaantunut suoritus on vähemmän joustava kuin se oikeasti on • Ericssonin mukaan asiantuntijuuden kehittyminen riippuu tarkoituksellisesta harjoituksesta johon sisältyy informatiivista palautetta ja mahdollisuus korjata verheitä ◦ Kolme vaatimusta jotta joku voi kehittää hyvät muistitaidot: 1) mielekäs koodaus (tieto pitää yhdistää edelliseen tietämykseen, levels-of-processing theory), 2) hakurakenne (vihjeet pitäisi varastoida informaation kanssa joka auttaa myöhemmässä haussa, encoding specificity principle), 3) speed-up (harjoittelu nopeuttaa edellisissä kohdissa mainittuja prosesseja → automaattisuus) ◦ Asiantuntijat oppivat miten relevanttia tietoa säilötään pitkäkestoisessa muistissa niin että siihen päästöön käsiksi hakuvihjeiden avulla, joita pidetään työmuistissa → longterm working memory ◦ Tarkoituksellinen harjoitus on välttämätöntä asiantuntijuuden kehittymiselle, mutta on harvoin riittävää • Yksilökohtaiset erot synnynnäisissä eroissa ovat myös tärkeitä, ja voi olla että ihmiset, joilla on korkea synnynnäinen kyky, ovat niitä jotka haluavat harjoitella tuhansia tunteja (myös tyhmät voivat olla eksperttejä jossakin) Luku 14: Creativity and discovery Johdanto • Kappaleessa käsitellään luovuutta, hypoteesien testausta ja tieteellisen tutkimuksen tekemistä • Perinteinen käsitys, että suurimmat luovat kontribuutiot ovat harvojen ihmisten tuottamia – jotka ovat harvinaisen fiksuja ja luovia yksilöitä – on yliyksinkertaistettu • Vaikuttaa siltä, että luovaan ajatteluun tarvittavat kognitiiviset prosessit ovat samankaltaisia kuin mitä käytetään arkipäiväisessä elämässä Luovuus • Originaalisuus (originality): uusien ja erilaisten ideoiden kehittäminen, siitä huolimatta ovatko ne käyttökelpoisia ◦ Luovuus (creativity): originaalien ideoiden tuottaminen, jotka ovat myös käyttökelpoisia • Wallas identifioi valmistautuminen (preparation, ongelma formuloidaan ja ensimmäiset yritykset ratkaista sitä), hautominen (incubation, ongelma laitetaan sivuun ja työskennellään muiden asioiden kanssa, sallii relevantin prosessoimisen tapahtuvan alitajuisesti), valaistuminen (illumination, ratkaisu tulee mieleen äkillisenä oivalluksena) ja varmistaminen (verification, ratkaisija tarkistaa että ratkaisu oikeasti toimii) -tasot ◦ Simon: Ongelmalla control information (lista alitavoitteista joita on yritetty ongelman ratkaisussa, esmes “try to reach something that is far away”) ja factual information (ongelman jokin ominaisuus, esmes “the string is a flexible object”); faktinen (tosiasiallinen) tietämys joka havaitaan yhden alitavoitteen kontekstissa ei ole käytettävissä muissa alitavoitteissa; hautomisen aikana kontrolloitu informaatio kuitenkin unohtuu nopeammin, jolloin vain faktinen tietämys jää jäljelle => nyt faktista tietämystä voidaan käyttää uusien alitavoitteiden kanssa, ja ongelma voidaan todennäköisemmin ratkaista ◦ Hautomiselle on enemmän supporttia kuin valaistumisella; tämä lähestymistapa on kuitenkin rajoittunut, koska se on enemmänkin kuvaileva (deskriptiivinen) kuin selittävä • Geneplore-malli: tuotamme (generate, rakentaa mentaalisia representaatioita, joita voidaan muodostaa ennen kuin päätetään mitä niillä tehdään) ideoita, jonka jälkeen tarkastelemme (explore, katsotaan onko representaatioista mitään hyötyä) niitä yksityiskohtaisesti => jos tarkastelu onnistuu, voimme saada luovan tuotteen; jos ei onnistu, niin mennään takaisin tuottamisvaiheeseen ja rakennetaan uusia preinventive structureita, tai muokataan alkuperäistä ◦ Path-of-least-resistance model: Tuottamisprosessi nojaa vahvasti aikaisempaan tietoon, erityisesti helposti saatavilla olevaa tietämystä ◦ Mallin mukaan ihmiset ovat luovempia jos he tuottavat ideat ennen kuin ajattelevat mahdollisia käyttökohteita niille ◦ Malli ei tarjoa yksityiskohtaista selitystä tuottamis- ja tarkasteluprosesseille, ja vähättelee yksilökohtaisia eroja Hypoteesien testaus • Popper: induktivismi väärässä, teoriat pitää pystyä falsifioida • Tutkittu usein Wasonin 2-4-6 -tehtävällä; suoriutuminen oli yleensä huonoa ◦ Wasonin mukaan ihmiset olivat taipuvaisia confirmation biasiin (yrittivät generoida numeroita jotka vahvistivat heidän alkuperäistä hypoteesia); todisteet ovat epäkonsistentteja, eivätkä tue confirmation biasia ◦ Kun koehenkilöitä ohjeistettiin disconfirmaatioon, heidän pitäisi löytää oikea sääntö paremmin => todesteet ovat kuitenkin tässäkin epäkonsistentteja • 2-4-6 -tehtävästä saattaa puuttua yleistettävyyttä, koska oikea sääntö on niin paljon yleisempi kuin mitä koehenkilöt alussa todennäköisesti muodostavat • Suoriutuminen on parempaa kun koehenkilöiden täytyy etsiä useampaa kuin yhtä sääntöä/hypoteesia • Tutkimukset simuloiduissa tutkimusympäristöissä ovat löytäneet myös todisteita että useimmat koehenkilöt etsivät mieluummin vahvistavia todisteita hypoteeseilleen kuin vääräksi todistavaa • Tutkimukset oikeilla tieteentekijöillä osoittavat että tutkimusryhmien keskittyminen vahvistamiseen tai vääräksi todistamiseen vaihtelee Tieteellinen tutkimus • Dual-search approach: kokeelliset mahdollisuudet sisältävä avaruus ja mahdolliset hypoteesit sisältävä avaruus;(alkutilassa on tietämys spesifisestä alueesta, ja tavoitetilassa on hypoteesi joka vastaa tietämyksestä universaalimmassa muodossa) teoristit etsivät mieluummin hypoteesiavaruudesta ja experimenterit kokeellisesta avaruudesta ◦ Lähestymistapaa on laajennettu lisäämällä paradigma-avaruus (sisältää useita eri koeluokkia) ja datarepresentaatioavaruus (sisältää tapoja joilla representoida ilmiöidä) • Klahrin ja Simonin mukaan tutkijat käyttävät heurestiikkoihin perustuvia heikkoja menetelmiä tieteellisten löytöjen tuottamiseen ◦ Heikot menetelmät muistuttavat niitä joita ei-tutkijat käyttävät jokapäiväisessä elämässä; 1) Generate and test / trial and error: kokeile ratkaisuja satunnaisesti, 2) Hill climbing: kokeellisia askelia useeseen suuntaan, ja valitse se joka näyttää olevan lähinnä tavoitetta, 3) Means-ends analysis: luo alitavoite jolla vähennetään eroa nykyisen ja tavoitetilan välillä, 4) Planning: ratkaise abstrakti versio ongelmasta ja käytä ratkaisua varsinaiseen ongelmaan, 5) Analogy: käytä ideoita vastaavanlaisesta tieteellisestä ongelmasta ◦ Vahvat menetelmät edellyttävät suurta määrää domain-specifistä tietämystä tieteellisestä ilmiöistä, teorioista, proseduureista, kokeellisesta paradigmoista jne. Suhteellisen yksinkertaisen tieteellisen ongelman ratkaisu tapahtuu nopeasti käyttämällä vahvoja menetelmiä; domain-spesifinen tietämys yksinään on kuitenkin riittämätöntä muodostamaan luovia tieteellisiä löytöjä • Variation-selection model (muunnosvalintamalli): luovien kontribuutioiden tekeminen edellyttää ideoiden yhdistämistä suhteellisen satunnaisella tavalla ◦ Luovat kontribuutiot sisältävät kaksi tasoa: 1) Ideation: ideoita yhdistetään satunnaisesti, 2) Elaboration: lupaavimmat yhdistelmät otetaan tarkempaan tutkimukseen ja muutetaan tuotteiksi (esimerkiksi kokeiksi) ◦ Tutkijat jotka tuottavat paljon tutkimusmateriaalia tuottavat todennäköisemmin huomattavan löydöksen; esimerkiksi uran vaihe ei merkitse Luku 15: Judgement and decision making Johdanto • Arvioinnin (judgement) ja päätöksen teon (decision making) välillä on läheiset yhteydet • Päätöksenteon tutkimukset kattavat prosessit jotka liittyvät päättämiseen toiminnan aikana • Arviointi taas keskittyy lähinnä niihin päättämisen aspekteihin jotka liittyvät eri tapahtumien todennäköisyyksien arviointiin • Arviointi evaluoidaan tarkkuuden mukaan, päätökset arvioidaan niiden seurauksien perusteella Arvioinnin tutkimukset • Base-rate information: suhteellinen frekvenssi jolla jokin tapahtuma tapahtuu tai attributti on läsnä populaatiossa ◦ Käytetään todennäköisemmin jos kausaalinen suhde on selvä • Gigerenzer ja Hoffrage väittivät että arvioinnit ovat tarkempi jos ne perustuvat luonnolliseen otantaan/samplaukseen (natural sampling) ja taajuuksiin eikä eikä todennäköisyyksiin ◦ Ihmiset kuitenkin usein käyttävät vääristyneitä samplaus strategioita ja ovat epätarkkoja myös taajuusdataa käyttäen • Yksi syy miksi ihmiset eivät käytä base-rate informaatiota oikein on heidän turvautuminen edustavuus heurestiikkaan (representativeness heuristic: "events that are representative or typical of a class are assigned a high probality of occurrence. If an event is highly similar to most of the others in a population or class of events, then it is considered representavie"); tämä heurestiikka on perustana konjunktio harhaan (conjunction fallacy), joka on harhaluulo että kahden tapahtuman yhdistelmä tapahtuu todennäköisemmin kuin toinen tapahtumista • Toinen yleinen nyrkkisääntö on saatavuus heurestiikka (availability heurestic): tapahtumien frekvenssi arivoidaan sen perustteela kuinka helppoa tai vaikeaa on hakea relevanttia tietoa pitkäkestoisesta muistista • Support theory: Tapahtuman todennköisyys nousee kun sen kuvaus tulee tarkemmaksi ja yksityiskohtaisemmaksi ◦ 1) Eksplisiittinen kuvaus saattaa ohjata huomiota tapahtumien aspekteihin jotka ovat vähemmän ilmeisiä epätarkasta kuvauksesta, 2) muistirajoitteiden takia ihmiset eivät välttämättä muista kaikkiea relevanttien tietoa jos sitä ei anneta • Take-the-best ja tunnistus (recognition) heurestiikat ovat hyvin yksinkertaisia nyrkkisääntöjä, jotka ovat usein yllättävän tarkkoja, mutta harvemmin käytettyjä kuin mitä Gigerenzer teoreettisesti ennustaa ◦ Take-the-best: 1) etsimissääntö: etsi vihjeitä (esmes nimen tunnistus, katedraali – muista esimerkki) kelpoisuuden mukaan, 2) pysähtymissääntö: pysähdy kun löydät erottavan vihjeen, 3) päätössääntö: valitse lopputulema ◦ Recognition (esimerkki take-the-best strategiasta): jos kahdesta objektista toinen tunnistetaan ja toista ei, niin tunnistettu objekti on korkea-arvoisempi kriteerin suhteen • Ihmiset käyttävät usein heurestiikkoja, mutta tekijöitä jotka vaikuttavat siihen miten ja milloin niitä käytetään ei tunneta hyvin Päätösten tekeminen • Utility theory: hyödyllisyyden (utility) maksimoiminen => päätöksen tekeminen = hyödyllisyys kertaa tapahtuman todennäköisyys • Prospect theory: ihmiset ovat tyypillisesti herkempiä/varovaisemipia mahdollisille häviöille kuin mahdolliselle voitoille => riskejä otetaan välttääkseen häviöt ◦ Sunk-cost effect: additional resources are expended to justify some previous commitment (maksat 100$ lomamökistä ja sairastut matkalla sinne) ◦ Supporttia teorialle; Framing effect: tilanteen irrelevantit aspektit vaikuttavat päätökseen • Päätöksen tekoon vaikuttaa joskus sosiaaliset, emotionaaliset ja moraaliset mietinnät, joita ei oteta huomioon prospect-teoriassa; Omission bias: suositaan mitään tekemättömyyttä teon sijasta • Prospect-teoria ei selvitä miksi ihmiset ovat herkempiä häviöille kuin voitoille, eikä sitä miksi toiset ihmiset ovat herkempiä häviöille kuin toiset • Tetlockin social functionalist approachin mukaan sosiaalinen konteksti vaikuttaa vahvasti päätöksen tekemiseen ◦ Päätösten teossa keskitymme usein vastuullisuuteen ja tarpeeseen oikeuttaa teot muille ◦ Sosiaalinen ja kultuurinen konteksti vaikuttaa päätöksen tekoon kolmella päätavalla: 1) Intuitive politician: pitää pystyä oikeuttamaan tekonsa muille ihmisille, 2) intuitive theologian: asiat tapahtuvat luonnollisesti, ilman vaikuttamista, 3) intuitive prosecutor: vaatii oikeutusta muilta ◦ Teoria ei kuitenkaan ennusta tarkasti mitä informaatiota yksilöt käyttävät kun he tekevät päätöksiä • Bounded rationality: monimutkaiset päätökset ratkaistaan heurestiikoilla ◦ Satisficing: valitaan ensimmäinen vaihtoehto joka täyttää kriteerit (muista myös maximizer, perfektionisti) Luku 16: Reasoning and deduction Deductive reasoning (deduktiivinen päättely) • Ehdollinen päättely (päättely "if"-lauseen kanssa) perustuu loogiseen systeemiin nimeltään propositiologiikka (käytetään loogisia operaattoreita, or, and, if... then, if and only if jne) • Suoriutuminen ehdollisen päättelyn ongelmissa on tyypillisesti parempaa modus ponens päättelyssä kuin muissa päätelmissä (esim. modus tollens) • Ehdolliseen päättelyyn vaikuttaa kontekstiefektit (esim. ylimääräisten premissien lisääminen) • Suoriutuminen Wasonin vailntatehtävässä on yleisesti hyvin huonoa, mutta huomattavasti parempaa kun sääntö on deonttinen (if you do p then you must do q) eikä indikatiivinen (if there is a p then there is a q) • Syllogististisiin päättelytehtäviin (kaksi premissiä joita seuraa johtopäätös: All children are obedient. All girl guides are childer. => Therefore, all girl guides are obedient.) vaikuttaa useita harhoja, kuten belief bias (uskottavien päätelmien hyväksyminen ja epäuskottavien päätelmien hylkääminen, riippumatta niiden loogisesta validiteetista), base-rate effect, atmosphere effect (premissin muoto vaikuttaa odotukseen johtopäätöksen muodosta) ja conversion errors (toteamus yhdessä muodossa vahingossa muutetaan oteamukseen toisessa muodossa "All Ass are Bs" =/> "All Bs are As") • Koska suoriutuminen deduktiivisissa päättelytehtävissä on herkkä virheille ja harhoille, ihmiset usein epäonnistuvat päättelemään loogisesti Deduktiivisen päättelyn teorioita (kato tarkemmin) • Abstract-rule theory: ihmiset käyttävät logiikkaa kohdatessaan päättelytehtävän ◦ Virheellisiä päätelmiä tehdään kun ihmiset ymmärtävät väärin tai representoivat väärin päättelytehtävän ◦ Teoria selittää monia virheitä, mutta ymmärryskomponentti on huonosti määritelty, eikä ole selvää että ihmiset käyttävät oikeasti mentaalista logiikkaa kun heille esitetään päättelytehtävä • Mental model theory: ihmiset rakentavat yhden tai useampia mentaalisia malleja, jotka representoivat eksplisiittisesti sitä mikä on totta ◦ Yritetään löytää vastaesimerkki joka kumoaisi päätelmän ◦ Suoritusta rajaa työmuistin rajoitettu kapasiteetti ja taipumus ignoroida vääriä jotakin kun rakennetaan mentaalista mallia ◦ Malli epäonnistuu määräämään yksityiskohtaisesti miten mallit rakennetaan, ja ihmiset yleensä rakentavat vähemmän mentaalisia malleja kuin mitä teoria ennustaa • Probalistic approach: ihmiset ovat kehittäneet useita strategioita (esim. heurestiikkoja), joilla käsitellään jokapäiväisen elämän epävarmuuksia, ja näitä strategioita käytetään deduktiivisiin päättelytehtäviin ◦ Teoria vastaa monista löydöksistä ◦ Ei ole identifioinut selvästi prosesseja suoriutumisen takana päättelytehtävissä, ja lähestymistapa on epäonnistunut tuottamaan uusia ennustuksia Dual-system theories (kato tarkemmin) • Useita kaksoissysteemiteorioita on ehdotettu päättelylle: yleisesti, yksi systeemi käyttää prosesseja jotka ovat nopeita, ja suhteellisen automaattisia, kun taas toinen systeemi käyttää työmuistisysteemiä ja on hidas toiminnoissaan • Yksilölliset erot älykkyydessä on yhdistetty pääasiassa toisen systeemin toimintaan • Kaksoissysteemiteorioille on supporttia, mutta meidän pitää tietää enemmän molemman systeemin yksityiskohtaisesta toiminnasta ja miten ne vuorovaikuttavat keskenään Brain systems in thinking and reasoning (kato tarkemmin) • Aivokuvaustutkimukset ja aivovauriotutkimuset ovat näyttäneet että frontaalikorteksi (erityisesti prefrontaalikorteksi) on tärkeä monissa tehtävissä joihin liittyy korkeamman tason kognitiivisia prosesseja • Samat alueet ovat aktiivisa myös kun ihmiset tekevät älykkyystestejä • On jonkin verran näyttöä, että oikea prefrontaalinen alue on enemmän yhteydessä suunnitelmien tekoon, ja vasen prefrontaalinen alue on enemmän yhteydessä suunnitelmien suorittamiseen • Aivokuvaustutkimusten löydökset ehdottavat että jotkut yhteiset kognitiiviset prosessit saattaa olla perustana ongelmanratkaisussa ja päättelytehtävissä, älykkyystesteissä ja työmuistitehtävissä ◦ Yhteinen prosessi voi ola relational integration, relational complexity tai informaation aktiivisen prosessoinnin ja väliaikaisen varastoinnin yhdistelmä Are humans rational? • Useimpien ihmisten heikko suoriutuminen deduktiivisissa päättelytehtävissä ei tarkoita että olemme epäloogisia ja epärationaalisia, koska normative system problem (koehenkilöiden käyttämä systeemi voi erota kokeenlaatijan systeemistä, kuten propostiologiikka), interpretation problem (koehenkilöt voivat ymmärtää tehtävän eri tavalla kuin kokeen laatijat), external validity problem (tehtävät psykologisissa kokeissa ovat keinotekoisia, ja kertovat vähän päättelyssä oikeassa maailmassa) • Eräs tapa selittää eroavuus suhteellisen onnistuvan jokapäiväisen päättelyn ja labrassa tapahtuvan epäonnistuvan päättelyn välillä on erottaa rationaalisuus1 (implisiittinen kognitiivinen systeemi joka mahdollistaa selviytymisen oikean elämän ongelmissa) ja rationaalisuus 2 (eksplisiittinen kognitiivinen systeemi joka muistuttaa älykkyyttä), jota tarvitaan labran päättelytehtävissä ◦ Vaihtoehtoinen näkemys on, että meidän jokapäiväiset ymmärrysprosessit ja probabilistiset strategiat vain importataan labraan • On varmaan asianmukaista väittää että useimmat ihmiset omaavat bounded rationalityä (käyttäytyvät rationaalisesti prosessointi rajojensa mukaan, ja tuottavat toimivia – mutta ei ideaalisia – ratkaisuja ongelmiin) Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Gazzaniga, Ivry & Mangun, 2. painos) Luku 11: The control of action Motoriseen toimintaan liittyvät rakenteet – Lihakset, alfa-motoneuronit, selkäranka: agonisti lihakselle tulee eksitoivia signaaleja ja antagonisti lihakselle inhibitorisia – Subkortiset rakenteet: – extrapyramidiset radat (eivät lähde motorisen korteksin pyramidineuroneista), – pikkuaivot (input suurinpiirtein koko aivokuorelta) ja basaaligangliot (input striatumiin, output globus palliduksesta ja osasta substantia nigraa) – Kortiset alueet motorisessa säätelyssä: suora yhteys selkärankaan (kortiko-spinaalinen rata, lähtee primääriseltä motoriselta korteksilta, osista somatosensorista korteksia, premotoriselta korteksilta ja suplementaariselta motoriselta alueelta (SMA)) ja neljä epäsuoraa yhteyttä selkärankaan (1. motorinen korteksi ja premotoriset alueet saa inputtia muilta alueilta kortiko-kortikaalisista radoista, 2. monet korteksin aksonit päättyy aivorungon tumakkeisiin, jotka vaikuttavat extrapyramidisiin ratoihin, 3. korteksilta lähtee yhteyksiä basaaliganglioihin ja pikkuaivoihin, 4. kortiko-bulbaarinen rata päättyy aivohermoihin) – Motoristen alueiden organisaatio: 1. Somatotooppiset järjestykset aivokuorella, 2. hierarkkinen järjestys: premotorinen ja suplementaariset motoriset alueet ylimpänä -> basaaligangliot, pikkuaivot, motorinen aivokuori -> aivorunko -> selkäydin -> lihakset. Motorinen toiminta siis hierarkkista, päätökset liikkeistä ylimpänä, toteutus jää alimpien tasojen tehtäviksi. Motoriseen kontrolliin liittyvät laskennalliset ongelmat 1. Liike ei tarvitse signaaleita aivoista, eikä sensorisia signaaleja -> central pattern generators (esim. Kävely). Muista koe jossa kissalta leikattiin selkäranka niin että aivot eivät hermottaneet takajalkoja, mutta pystyi kävellä kuitenkin -> motoriset käskyt sai alkunsa eristetystä selkärangan osasta 2. Liikkeiden suunnittelu: endpoint control (koe, jossa deafferentoitu apina laitettiin pimeään huoneeseen ja pistettiin osoittamaan valoa; vaikka kättä vastusti voima, apina osasi osoittaa valoiseen kohtaan kun vastustava voima poistettiin -> paikka oli koodattu, eikä tarvittavaa lihas"burstia" jotta käsi osoittaa oikeaan suuntaan) Motoristen polkujen fysiologinen analyysi 1. Liikkeiden neuraaliset representaatiot 1. hermosolut laukovat voimakkaimmin silloin kun liike tapahtuu niiden preferenssisuuntaan -> liike tiettyyn suuntaan aktivoi tiettyjä neuroneita 2. Populaatiovektorit: Monen neuronin suuntapreferenssin summa Motorisen suunnittelun ja suorituksen vertailua • Bilateraalista aktivaatiota: aktivoituuko abstrakti "motorinen suunnitelma", joka ei ole kytköksissä mihinkään tiettyyn effektoriin, vai heijasteleeko bilateraalinen aktivaatio monta eri suunnitelmaa, joista paras päätyy käyttöön. Joka tapauksessa basaaliganglioiden ja motorisen korteksin aktivaatio voidaan tulkita korkeamman tason suunnitelmien siirtämistä tiettyihin liikkeeksi tietyissä effektoreissa • SMA aktiivinen liikkeiden suunnittelussa ja mentaalisessa harjoituksessa, motorinen korteksi suorituksessa • Sisäinen vs. Ulkoinen ohjaus liikkeen suorituksessa: (lateraalinen) premotorinen korteksi (PMC) – ja pikkuaivot – aktiivinen kun liike ulkoisesti ohjattua (esim. visuaalisesti), kun taas suplementaarinen motorinen alue (SMA) – ja basaaligangliot – on aktiivinen kun liike on itseohjattua (tai siis opittua). Jaottelu ei välttämättä kuitenkaan näin jyrkästi dikotominen, osa hermosoluista aktiivisia "väärissä" paikoissa • Oppimisen myötä korteksilla oleva kontrolli siirtyy: Kun asiaa opitaan tarvitaan ulkoisia vihjeitä (ja tähän tarkoitukseen on mainio lateraalinen premotorinen alue ja sen laajat yhteydet päälakilohkoon). Kun asia on opittu kontrolli siirtyy suplementaarisella motoriselle alueelle. • Summa summarum: kaksi eri piiriä, 1. PMC, pikkuaivojen radat ja päälakilohko ulkoisesti ohjattuihin liikkeisiin vs. 2. SMA, basaaligangliot ja ehkä ohimolohko. Molemmat tietty yhteydessä motoriseen korteksiin. Motoristen systeemien ja liikesairauksien funktionaalista analyysia • Kortiset alueet 1. Hemiplegia: Leesio motoriselle korteksille, seuraa usein keskimmäisen serebraalisen valtimon verenvuodosta (usein seurausta aivohalvauksesta). Johtaa tahdonalaisten kontralateraalisten liikkeiden menettämiseen. Hyperaktiiviset refleksit koska korteksi ei lähetä inhiboivia signaaleita raajaan ja spastisiteetti koska korteksi ei inhiboi primitiivistä tasapainotarvetta -> ei voi tehdä liikkeitä 2. Apraksia: kun potilaalla on koordinaatioon liittyvä ongelma, jota ei voi yhdistää vajeeseen lihaskontrollissa. Ideomotorinen apraksia: potilaalla on jonkinlainen käry mitä pitäisi tehdä, mutta ei pysty toteuttaa liikettä kunnolla. Ideationaalinen apraksia: potilas ei ymmärrä mikä on liikkeen tarkoitus (esim. yrittää harjata hampaat kammalla). • Korteksi ja liikkeiden valinta 1. Useita liikesuunnitelmia, joista paras valitaan -> bilateraalinen aktivaatio tämän takia? 2. SMA tärkeä suunnitelman valinnassa. SMA:sta lähtee yhteydet motoriseen korteksiin, molemmille puolille. Kontralateraalisella puolella tukee valintaa, ipsilateraalisella inhiboi. • Subkortiset alueet: pikkuaivot ja basaaligangliot 1. Pikkuaivot: Vestibulocerebellum, spinocerebellum ja neocerebellum. Spinocerebellumissa leesiot aiheuttaa ongelmia smootteihin liikkeisiin ja hypermetriaa, sama myös neocerebellumissa. Agonisti-antagonisti lihasten ajoitus on pielessä pikkuaivojen leesioissa -> oskilloiva liike (hypermetria). 2. Basaaligangliot: suora ja epäsuora polku. 3. Basaaliganglioiden häiriöt: Huntingtonin tauti (motoriset ongelmat kuten chorea, dementia, huonontunut muisti; epäsuoran polun inhiboiva projektio glovus pallidukseen striatumilta vähenee -> vähentyneet inhibitoriset outputit globus palliduksesta ja lisääntyminen kortisessa eksitaatiossa ja liikkeessä.), Parkinsonin tauti (vähentää inhiboivaa aktiivisuutta suorassa polussa -> lisääntynyt inhibitio globus palliduksesta thalamukseen ja vähentynyt kortinen aktiivisuus ja liike). Parkinsonia sairastavilla ongelmia settien shiftaamisessa. Luku 13: Emotion Ongelmia tunteiden kognitiivisessa neurotieteessä • Tunteiden manipulointi ja mittaaminen systemaattisesti hankalaa ◦ Dimensioiden määrittely: kiihtymys (arousal, low – high) ja valenssi (valence, unpleasant – pleasant). Toinen tapa: Approach ja withdraw. Tilanteesta riippuen voidaan käytää jompaakumpaa tai jotain muuta määritelmää ◦ Tunteiden manipulointi: 1. mielialojen induktio: pyytää koehenkilöä ajattelemaan surullisia ajatuksia, ja näyttää vaikka surullista leffaa 2. palkkio ja rangaisus: eläimillä ruoka, joka on primäärinen vahvistaja (itsessään arvokasta), ihmisellä raha joka on sekundäärinen vahvistaja (sillä saa kivoja asioita). 3. emotionaalisia mielikuvia herättävien ärsykkeiden esittäminen: ärsykesarja IAPS (international affective pircture system), jossa kuvat arvosteltu etukäteen (kuvia seksuaalisuudesta, väkivallasta, perheestä ja läheisistä, sekä neutraaleja kuvia) ◦ Tunteiden mittaaminen: 1. suora arvio: kysyy koehenkilöltä, 2. epäsuora arvio: antaa koehenkilölle vaihtoehtoja ja katsoo minkä valitsee; tunnetila voi helpottaa tai inhiboida vastausta tehtävään (nimeää värin jolla sana kirjoitettu, mutta sana voi olla neutraali tai emotionaalinen), 3. psykofysiologiset muutokset: autonomisen hermoston vaikutukset (sydämen toiminta nopeutuu, hikoilu), hätkähtyminen, SCR:n (skin conductance response) mittaaminen • Emootio ja kognitio ◦ Voidaanko erottaa toisistaan? Ilmeisesti on rakenteita jotka ovat erikoistuneet emotionaalisen tiedon käsittelyyn, mutta niihin voi vaikuttaa rakenteet jotka ovat erikoistuneet kognitiivisen käyttäytymiseen Hermostolliset rakenteet emotionaalisessa prosessoinnissa • "Vanhat konseptit": Limbinen systeemi (hypotalamus, anteriorinen talamus, cingulate gyrus, hippokampus, amygdala, orbitofrontaalinen korteksi ja osia basaaliganglioista). Ei nykyään enää suosiossa, vaikka monilla osilla tiedetään olevan rooli emotionoolisessa prosessoinnissa ◦ Yritettiin erottaa "emotionaaliset aivot" ja sen emotioihin spesifioituneet rakenteet • Orbitofrontaalinen korteksi: ventromediaalinen prefrontaalinen korteksi ja lateraalinen orbitaalinen prefrontaalinen korteksi; orbitofrontaalisen korteksin funktionaalista roolia on vaikea määrittää tarkasti, koska siihen liittyvät käyttäytymismalleja ei voi kategorisoida helposti ◦ Päätösten tekeminen: havainnot, sisäiset tavoitteet, sisäiset emotionaaliset vihjeet ja sosiaaliset vihjeet ◦ Sosiaalisten päätösten tekeminen: imitatiivinen ja utilisaatio käytös (matkii, käyttää esineitä esim. laittaa kolmet lasit päällekäin jos ne laittaa pöydälle potilaan eteen) ◦ Emotionaalisten päätösten tekeminen: Damasio, somaattiset markkerit; ilmaisee yhteyttä fysiologiseen kokemukseen (kauhuleffan katsominen, käsien hikoilu). Myös muistot näistä reaktivoi fysiologiset tapahtumat. Somaattiset markkerit auttaa tekemään päätöksiä; hylkimään suunnitelmia jotka yhdistetään negatiivisiin vaikutuksiin ja suosimaan positiivisiin vaikutuksiin yhdistettyjä suunnitelmia ◦ Ventromediaalinen leesio antaa "flätin" SCR:n emotionaalisiin kuviin (seksuaaliset, väkivaltaset jne.) kun taas normaaleilla ihmisillä nähdään usein iso "piikki" Amygdala • Implisiittinen emotionaalinen oppiminen: ◦ pelon ehdollistaminen (fear conditioning), vaurio amygdalassa estää pelon ehdollistamisen (ei kuitenkaan yleensä estä epäehdollistetun responssin, unconditioned response esim. sähköisku, esiintymistä luotaantyöntävän tapahtuman yhteydessä) ◦ Kaksi rataa jota pitkin ärsyke voi saapua amygdalaan: "low road" (nopea, mutta karkea kuva stimuluksesta) ja "high road" (tarkka kuva stimuluksesta): low road valmistaa reagoimaan ärsykkeeseen jos high road varmistaa sen vaarallisuuden • Eksplisiittinen emotionaalinen oppiminen ja muisti ◦ Amygdala vuorovaikuttaa hippokampuksen muistisysteemien kanssa kun on kyse emotionaalisista tapahtumista; kaksi eri vuorovaikutustapaa: 1. amygdala on tarpeellinen normaaleihin epäsuoriin emotionaalisiin responsseihin ärsykkeisiin joiden emotionaaliset ominaisuudet on opittu eksplisiittisesti (muuten kuin pelon ehdollistumisen kautta) (esim. kuulet joltain että naapurin koira puree => varot koiraa, toinen esim. kuulet että sininen boksi aiheuttaa sähköiskun => SCR ja hätkähdys kun boksi esiintyy kontrolleilla, mutta ei potilailla => amygdala tärkeässä roolissa pelko responssissa); 2. amygdala vahvistaa eksplisiittisten tai deklaratiivisten emotionaalisten muistojen vahvuutta (miksi vain vahvimmat tunteelliset muistot jäävät? Ehkä koska amygdala vahvistaa niitä muistoja kun ne tapahtuvat?); tiedetään että kiihtymyksen aiheuttaminen rotissa parantaa niiden suoriutumista deklaratiivisista, hippokampuksesta riippuvista muistitehtävistä => tämä muisti parantuminen on estynyt jos amygdalassa leesio. Amygdala parantaa hippokampaalista konsolidaatiota. • Sosiaaliset responssit ◦ Amygdala ei tärkeä kun määritellään ärsyke pahaksi, hyväksi, kiihtymystä aiheuttavaksi tai neutraaliksi, mutta se on tärkeä kun määritellään pelokkaita kasvonilmeitä ◦ Apinoilla suuria sosiaalisia ongelmia amygdala leesioiden kanssa, mutta ihmisillä ongelmat pieniä => ihmisillä useampia tapoja vastata ärsykkeisiin, ja jos yksi menee rikki niin muut korvaavat ◦ Valppaus/tarkkaavaisuus (vigilance): amygdalan rooli lisätä kortisten responssisysteemien valppautta emotionaalisten ärsykkeiden läsnäollessa (esim. pelottavat ja uhkaavat tapahtumat), esim. extrastriate korteksin (visuaaliset ärsykkeet) aktiivisuus lisääntyy kun näytetään pelokkaita kasvoja, verrattuna neutraaleihin kasvoihin. Attentional blink (esitetään kaksi ärsykettä nopeasti peräkkäin => ei huomata toista); amygdala-leesio-potilaat eivät pystyneet erottamaan edes tunnepitoisia sanoja, kun kontrollit huomasivat ne helpommin, jopa silloin kun ne esiintyivät aikaisin attentional blinkin aikana. Lateraalisuus • Emootioiden kommunikointi: kaksi peruskykyä tarvitaan tunteelliseen kanssakäymiseen, emotionaalisen informaation ymmärtäminen (joka tulee puheesta ja ilmeistä) ja emotionaalisen puheen ja ilmeiden tuottaminen. ◦ Oikean aivopuoliskon dominanssi hypoteesi emotionaalisessa kommunikoinnissa: Emotional prosody (emotionaalinen prosodia, puheen emotionaalinen komponentti); vasemman aivopuoliskon ongelmissa on tavattu potilaita jotka eivät ymmärrä puhetta, mutta ymmärtävät puheen tunnepitoisen osan; oikean aivopuoliskon ongelmissa on joillain toisinpäin. ◦ Oikea aivopuolisko vastaa myös ilmeiden ymmärtämisestä. Esim. amygdala-leesion tapauksessa kasvojen tunnistaminen vaikeutuu vain jos leesio on oikeassa amygdalassa ◦ Kaksi eri neuraalistasysteemiä ilmeiden tuottamiseen: toinen tuottaa tahdonalaisia ilmeitä ja toinen spontaaneja ilmeitä • Affektiivinen tyyli: eri ihmiset reagoivat huonoihin/hyviin uutisiin eri tavalla, mistä johtuu? ◦ Usein oikean puolen aivovauriosta kärsivät eivät olleet tarpeeksi huolissaan vammastaan, kun taas vasemman puolen vauriosta kärsivät olivat hysteerisiä ◦ Ihmiset joila oli enemmän aktiivisuutta vasemmalla midfrontaalisella alueella pisteyttivät itsensä keskiarvoa "aurinkoisemmiksi" kun taas enemmän aktiivisuutta oikealla puoliskolla aiheutti koehenkilöiden itsepisteytyksen negatiivisemmiksi ◦ Erilliset piirit alussa mainituille "approach/withdraw" -dimensioille? Approachkäyttäytyminen riippuu enemmän vasemmasta aivopuoliskosta ja withdrawal oikeasta. Luku 16: The problem of consciousness Filosofiset näkökulmat • Dualismi ◦ Popular dualism, property dualism (epiphenomalism), interacionist property dualism • Materialismi => eri aivojen osilla erilaiset tehtävät (esim. leesiot) ◦ Philosophical behaviorism, reductive materialism, functionalism ◦ Biological naturalism (Searle), (ei varsinaisesti materialisti) • Tietoisuuden/tajunnan jakaminen kolmeksi: 1. Sentience (aistiva, subjektiiviset tuntemukset, tunteet, firstperson tense), 2. Access to information (kyky raportoida mentaalisesta kokemuksesta), 3. Self-knowledge (tieto itsestä) ◦ Tiede ei osaa sanoa mitään sentiencestä, access ja self-knowledgesta voi sanoa Tajuinen vs. alitajuinen prosessointi • Blindsight • Alitajuisen prosessoinnin laajuus ◦ Subliminal perception • Pääsy tajuntaan ◦ Conscious learning vs unconscious learning (muista premotor ja supplementary motor area, internal vs external cues) Neuronit, neuroniryhmät ja tietoinen kokemus • Backward referral hypothesis: stimuluksesta ollaan tietoisia vasta vähän sen jälkeen kun se on huomattu(?) Brain interpreterin (tulkitsija) ilmaantuminen ihmisiaivoihin • Interpreter: vasemmassa aivopuoliskossa, etsii selityksiä sisäisille ja ulkoisille tapahtumille; split-brain tutkimukset • Onko tajunta ihmisille ominainen? ◦ Simpanssit pystyvät tunnistamaan itsensä peilistä, ja seuraamaan ihmisen katsetta => ymmärtävät miten silmät ja tarkkaavaisuus ovat yhteydessä? Vasemman ja oikean aivopuoliskon tietoisuus • Oikea puolisko ei pysty päättelemään (näytetään tulitikku ja kasa puita => ??) • Vasen aivopuolisko refleksiivinen, luokittelee kokemuksia, päättelee • Vasen puolisko tulkitsee maailmaa, kun oikea vain monitoroi sitä
© Copyright 2024