В когнитивной психологии пространственное познание — это приобретение, организация, использование и пересмотр знаний о пространственной среде. В основном это касается того, как животные, включая людей, ведут себя в пространстве, и знаний, которые они построили вокруг него, а не самого пространства. Эти способности позволяют людям справляться с базовыми и высокоуровневыми когнитивными задачами в повседневной жизни. Многочисленные дисциплины (такие как когнитивная психология , нейронаука , искусственный интеллект , географическая информатика , картография и т. д.) работают вместе, чтобы понять пространственное познание у разных видов, особенно у людей. Таким образом, исследования пространственного познания также помогли связать когнитивную психологию и нейронауку. Ученые в обеих областях работают вместе, чтобы выяснить, какую роль пространственное познание играет в мозге, а также определить окружающую нейробиологическую инфраструктуру.
У людей пространственное познание тесно связано с тем, как люди говорят об окружающей среде, находят дорогу в новой обстановке и планируют маршруты. Таким образом, широкий спектр исследований основан на отчетах участников, показателях производительности и т. п., например, для определения когнитивных систем отсчета, которые позволяют субъектам действовать. В этом контексте внедрение виртуальной реальности становится все более распространенным среди исследователей, поскольку оно дает возможность сталкивать участников с неизвестной средой в строго контролируемой манере. [1] Пространственное познание можно рассматривать с психологической точки зрения, то есть поведение людей в этом пространстве является ключевым. Когда люди ведут себя в пространстве, они используют когнитивные карты , наиболее развитую форму пространственного познания. При использовании когнитивных карт информация об ориентирах и маршрутах между ориентирами хранится и используется. [2] Эти знания могут быть получены из различных источников; из тесно скоординированного зрения и локомоции (движения), а также из символов карты, словесных описаний и компьютерных указательных систем. По словам Монтелло, пространство неявно относится к телу человека и его связанным с ним действиям. Он упоминает различные виды пространства: фигуральное пространство, которое меньше тела, перспективное пространство, которое шире человеческого тела, экологическое пространство, которое изучается путем передвижения, и географическое пространство, которое является самым большим пространством и может изучаться только через картографическое представление. Однако, поскольку пространство представлено в человеческом мозге, это также может привести к искажениям. При восприятии пространства и расстояния может возникнуть искажение. Расстояния воспринимаются по-разному в зависимости от того, рассматриваются ли они между данным местоположением и местоположением, которое имеет высокую когнитивную значимость , то есть выделяется. Различные воспринимаемые местоположения и расстояния могут иметь «точки отсчета», которые лучше известны, чем другие, чаще посещаются и более заметны. [3] Существуют и другие виды искажений. Кроме того, существуют искажения в оценке расстояния и искажения в выравнивании углов. Искажение в выравнивании углов означает, что ваш личный север будет рассматриваться как «север». Карта мысленно представлена в соответствии с ориентацией личной точки зрения обучения. Поскольку воспринимаемое искажение является «субъективным» и не обязательно коррелирует с «объективным расстоянием», искажения могут происходить и в этом явлении. Переоценка может быть на маршрутах в центре города, маршрутах с поворотами, криволинейных маршрутах и бордюрах или препятствиях.
Классический подход к приобретению пространственных знаний, предложенный Сигелом и Уайтом в 1975 году, определяет три типа пространственных знаний – ориентиры, маршрутные знания и топографические знания – и рисует картину этих трех как ступеней в последовательном развитии пространственных знаний. [4]
В рамках этой структуры ориентиры можно понимать как заметные объекты в среде актера, которые запоминаются без информации о каких-либо метрических отношениях на первом этапе. Путешествуя между ориентирами, развиваются знания маршрута, которые можно рассматривать как последовательную информацию о пространстве, соединяющем ориентиры. Наконец, более близкое знакомство с окружающей средой позволяет развивать так называемые знания обследования, которые объединяют как ориентиры, так и маршруты и связывают их с фиксированной системой координат, т. е. с точки зрения метрических отношений и выравнивания с абсолютными категориями, такими как компасные пеленги и т. д. Это приводит к таким способностям, как, например, умение сокращать путь, которым раньше никогда не пользовались.
Совсем недавно новые открытия поставили под сомнение эту модель приобретения пространственных знаний, похожую на лестницу. В то время как знакомство с окружающей средой, по-видимому, является решающим предиктором навигационной эффективности, [5] [6] во многих случаях даже обзорное знание может быть установлено после минимального исследования новой среды. [7] [8] [9]
В этом контексте Дэниел Р. Монтелло предложил новую структуру, указав, что изменения в пространственных знаниях, происходящие с ростом опыта, являются скорее количественными, чем качественными, т.е. различные типы пространственных знаний становятся просто более точными и уверенными. [10] Более того, использование этих различных типов, по-видимому, в основном зависит от задачи, [5] [6] что приводит к выводу, что пространственная навигация в повседневной жизни требует множества стратегий с различным акцентом на ориентиры, маршруты и общие знания об обследовании.
Пространство можно классифицировать в соответствии с его расширением, как предложил Монтелло , различая фигуральное пространство, перспективное пространство, экологическое пространство и географическое пространство. Фигуральное пространство — это первое и наиболее ограниченное пространство, которое относится к области, которую тело человека охватывает без какого-либо движения, включая объекты, до которых можно легко добраться. Видное пространство — это второе подпространство, которое относится к пространству за пределами тела, но которое все еще достаточно близко, чтобы его можно было полностью визуализировать без перемещения, например, комната. Экологическое пространство — это третье подпространство, которое, как говорят, «содержит» тело из-за его большого размера и может быть полностью исследовано только посредством движения, поскольку все объекты и пространство не видны напрямую, как в городе. [11] Экологическое пространство — это наиболее релевантное подпространство для людей с точки зрения навигации, поскольку оно наилучшим образом позволяет перемещаться по пространству, чтобы понимать нашу окружающую среду. [12] Географическое пространство — это последний уровень, поскольку оно настолько велико, что его нельзя исследовать только посредством движения, и его можно полностью понять только с помощью картографических представлений, которые могут проиллюстрировать целый континент на карте. [11]
Для того, чтобы построить пространственное знание, люди конструируют когнитивную реальность, в которой они вычисляют свое окружение на основе опорной точки. Это обрамление окружения является опорной системой. [13]
Обычно проводится различие между эгоцентрической (лат. ego: «я») и аллоцентрической (др.-греч. allos: «другой, внешний») системами отсчета; эгоцентрическая система отсчета относится к размещению себя в окружающей среде и ее просмотру от первого лица, что означает, что местоположение объектов понимается относительно вас самих. [13] Эгоцентрическая система отсчета центрирована вокруг тела. С другой стороны, аллоцентрическая система отсчета относится к местоположению объектов на основе других объектов или ориентиров вокруг него. Аллоцентрическая система отсчета центрирована вокруг мира вокруг вас, а не вокруг вас. Однако можно провести и третье различие, а именно геоцентрическую систему отсчета. [14] [15] Она похожа на аллоцентрическую систему отсчета тем, что имеет возможность кодировать местоположение независимо от положения наблюдателя. Она достигает этого путем кодирования пространства относительно осей, которые распределены по протяженному пространству, а не путем ссылки на выступающие ориентиры. Геоцентрическое пространство чаще всего координируется в терминах долготы и широты. Разница между аллоцентрической системой отсчета и геоцентрической системой отсчета заключается в том, что аллоцентрическая система отсчета используется для сред меньшего масштаба, тогда как геоцентрическая система отсчета используется для сред большого масштаба, таких как Земля.
Хотя пространственная информация может храниться в этих различных рамках, они, по-видимому, развиваются вместе уже на ранних стадиях детства [16] и, по-видимому, обязательно используются в сочетании для решения повседневных жизненных задач. [17] [18] [19]
Система отсчета может также использоваться при навигации в пространстве. Здесь информация кодируется таким образом, что это влияет на то, как мы ее запоминаем. Эта система отсчета используется, когда наблюдателю необходимо общаться с другим человеком об объектах, содержащихся в этом пространстве.
При навигации в пространстве наблюдатель может принять либо маршрутную, либо обзорную перспективу. Маршрутная перспектива — это когда наблюдатель перемещается относительно своего тела и местоположения, тогда как обзорная перспектива — это вид окружающей среды с высоты птичьего полета, чтобы перемещаться в пространстве. Использование маршрутной перспективы не влияет на обзорную перспективу при активации мозга, и наоборот. Перспектива может быть чисто маршрутной или обзорной, но часто это смесь этих двух, которая используется в навигации . Люди могут переключаться между ними плавно и часто не замечая этого. [20]
Активная навигация, по-видимому, оказывает большее влияние на установление знания маршрута, [19] [21] [22] тогда как использование карты , по-видимому, лучше поддерживает знания об обследовании более масштабных сложных сред. [19] [22] [23]
Существуют также индивидуальные различия в восприятии пространства и пространственном познании, которые есть у людей. При рассмотрении индивидуальных различий оказывается, что большинство людей отдают предпочтение одной системе отсчета с различным использованием стратегий для представления пространства. Некоторые люди склонны к маршрутному представлению (также называемому стратегией маршрута), в то время как другие отдают предпочтение обзорному представлению (также называемому стратегией обзора или ориентации). [24] Люди, которые предпочитают маршрутную перспективу, также склонны описывать пространство в большей степени в эгоцентрической системе отсчета. Люди, которые склонны к обзорной перспективе, также склонны чаще использовать аллоцентрическую систему отсчета. Было замечено, что последние лучше справляются с навигационными задачами, когда им приходится изучать маршрут по карте. Эти индивидуальные различия сообщаются самими людьми с помощью анкет. [25]
Однако выбор перспективы также зависит от характеристик окружающей среды. [26] Когда в окружающей среде есть только один путь, люди обычно выбирают перспективу маршрута. Однако, когда окружающая среда открыта и заполнена ориентирами, люди склонны выбирать перспективу обзора.
В этом контексте возникла дискуссия о различных системах отсчета, которые являются структурами, в которых кодируется пространственная информация. В целом, две из них можно выделить как эгоцентрическую (лат. ego: «я») и аллоцентрическую (др.-греч. allos: «другой, внешний») системы отсчета.
В эгоцентрической системе отсчета пространственная информация кодируется в терминах отношений к физическому телу навигатора, тогда как аллоцентрическая система отсчета определяет отношения объектов друг с другом, которые независимы от физического тела «наблюдателя» и, таким образом, более абсолютным образом, который учитывает метрические условия и общие выравнивания, такие как основные направления. [27] Это говорит о том, что знание маршрута, которое поддерживается прямой навигацией, с большей вероятностью будет кодироваться в эгоцентрической системе отсчета [4] [28], а знание обследования, которое поддерживается изучением карты, с большей вероятностью будет кодироваться в аллоцентрической системе отсчета в свою очередь. [4] [23] Кроме того, возможно взаимодействие между эгоцентрическим и аллоцентрическим представлением. Эта комбинация в основном используется при представлении пространственной среды, и это создает более богатое представление среды. Однако, когда перспектива еще не была обнаружена, использование этой техники более требовательно. [29]
Поскольку существуют предубеждения в других разделах психологии, существуют также предубеждения в концепции пространственного познания. Люди совершают систематические ошибки, когда используют или пытаются сохранить информацию из пространственных представлений окружающей среды, таких как географические карты. [30] Это показывает, что их ментальное представление карт и знания, которые они отражают, систематически искажаются. Искажения — это повторяющиеся ошибки (предубеждения), которые люди демонстрируют в своих когнитивных картах, когда их просят оценить расстояния или углы. Когда естественное пространственное восприятие организма нарушается, возникает пространственное искажение. Его можно создать экспериментально в различных сенсорных модальностях. Существуют различные типы искажений.
Прежде всего, люди склонны совершать ошибки, когда дело доходит до оценки расстояния. По сравнению с их истинными измерениями на изогнутой поверхности земного шара, существует неправильное представление о форме, размере, расстоянии или направлении между географическими ориентирами. Похоже, это происходит потому, что вы не можете отобразить трехмерные поверхности в двух идеальных измерениях. Люди склонны упорядочивать свои когнитивные карты, искажая положение относительно небольших объектов (например, городов), чтобы они соответствовали положению более крупных объектов (например, государственных границ). [31] Наши длины маршрутов, как правило, переоцениваются, маршруты с крупными изгибами и кривыми оцениваются как более длинные, чем линейные маршруты. [32] При интерпретации географических отношений между двумя местоположениями, которые находятся в отдельных географических или политических образованиях, люди совершают огромные систематические ошибки. [33] Наличие границы, как физической, так и эмоциональной, способствует предвзятости в оценке расстояний между элементами. Люди склонны переоценивать расстояние между двумя городами, которые принадлежали двум разным регионам или странам. Искажение расстояния также может быть вызвано наличием заметных ориентиров. Некоторые особенности окружающей среды не являются когнитивно равными; некоторые могут быть больше, старше, более известными или более центральными в нашей повседневной жизни. Эти ориентиры часто используются в качестве опорных элементов для менее заметных элементов. Когда один элемент в месте более заметен, расстояние между опорной точкой и другой точкой оценивается как меньшее. [34]
Во-вторых, искажение возникает, когда дело доходит до выравнивания. Выравнивание означает расположение по прямой линии. [35] Когда объекты выровнены друг с другом, гораздо легче оценить расстояние между этими объектами и переключаться между различными эгоцентрическими точками зрения обоих объектов. Когда необходимо создать мысленное представление любой пространственной среды, люди склонны допускать гораздо больше ошибок, когда объекты в пространственной среде не выровнены друг с другом. Это особенно касается случая, когда разные объекты запоминаются по отдельности. Когда человек видит объект, ошибок в пространственном познании будет меньше, если размещение этого объекта обращено к эгоцентрическому северу человека. Производительность в пространственном познании наилучшая, когда ориентация направлена на север, и линейно уменьшается с углом смещения. [36]
Наконец, угол, под которым объект расположен по отношению к другому объекту, играет важную роль в искажениях, когда дело доходит до пространственного познания. Количество угловых ошибок значительно увеличивается, когда угол между двумя объектами превышает 90 градусов. Это явление встречается во всех возрастных группах, например, у молодых, средних и пожилых людей. Когда угол неизвестен и его необходимо оценить, люди склонны угадывать его примерно в 90 градусов. Кроме того, угловая ошибка также увеличивается, когда объект или место, на которое мы указываем (вне нашего поля зрения), находится дальше от нашего эгоцентрического пространства. Знакомство играет важную роль. Ошибки указания меньше в отношении знакомых мест, чем в отношении незнакомых мест. Когда людям приходится использовать свою пространственную память , чтобы угадать угол, прямые ошибки значительно меньше обратных ошибок, что подразумевает, что запомнить противоположное направление сложнее, чем запомнить прямое направление движения. [37]
Существует множество стратегий, используемых для пространственного кодирования окружающей среды, и они часто используются вместе в рамках одной задачи. В недавнем исследовании Кениг и др. [38] предоставили дополнительные доказательства, позволив участникам узнать положение улиц и домов с помощью интерактивной карты. Участники воспроизводили свои знания как в относительном, так и в абсолютном выражении, указывая положение домов и улиц по отношению друг к другу и их абсолютное местоположение, используя основные направления. Некоторым участникам было предоставлено три секунды для формирования своего описания, в то время как другим не было предоставлено временного ограничения. Их выводы показывают, что положение домов лучше всего запоминалось в относительных задачах, тогда как улицы лучше всего запоминались в абсолютных задачах, и что увеличение выделенного времени на когнитивное рассуждение улучшало производительность в обоих случаях.
Эти результаты показывают, что ограниченные объекты, такие как дома, которые были бы доступны сенсорному восприятию в определенный момент во время активного исследования, с большей вероятностью будут закодированы в относительном/двоичном коде, а время для когнитивных рассуждений позволяет преобразовать их в абсолютный/унитарный кодированный формат, который представляет собой вывод их абсолютного положения относительно основных направлений, сторон света и т. д. Напротив, более крупные и абстрактные объекты, такие как улицы, с большей вероятностью будут закодированы в абсолютном коде с самого начала.
Это подтверждает точку зрения смешанных стратегий, в данном случае, что пространственная информация о разных объектах кодируется разными способами в рамках одной и той же задачи. Более того, ориентация и местоположение объектов, таких как дома, по-видимому, в первую очередь изучаются ориентированным на действие способом, что также соответствует энактивной структуре человеческого познания.
В исследовании двух родственных видов грызунов половые различия в размере гиппокампа были предсказаны по половым моделям пространственного познания. Известно, что размер гиппокампа положительно коррелирует с эффективностью прохождения лабиринта у лабораторных мышей и с селективным давлением на пространственную память среди видов воробьиных птиц. У полигамных видов полевок (Rodentia: Microtus ) самцы распространяются шире, чем самки, в полевых условиях и показывают лучшие результаты по лабораторным показателям пространственных способностей; оба эти различия отсутствуют у моногамных видов полевок. Десять самок и самцов были взяты из естественных популяций двух видов полевок, полигамной луговой полевки, M. pennsylvanicus , и моногамной сосновой полевки, M. pinetorum . Только у полигамных видов у самцов гиппокампы больше по сравнению со всем мозгом, чем у самок. [39] Это исследование показывает, что пространственное познание может варьироваться в зависимости от пола.
Одно исследование было направлено на то, чтобы определить, перемещаются ли самцы каракатицы ( Sepia officinalis ; головоногий моллюск) на большей площади, чем самки, и связано ли это различие с когнитивным диморфизмом в способностях к ориентации. Во-первых, мы оценили расстояние, пройденное неполовозрелыми и половозрелыми каракатицами обоих полов, когда их помещали в открытое поле (тест 1). Во-вторых, каракатиц обучали решать пространственную задачу в Т-образном лабиринте , и определяли предпочтительную пространственную стратегию (поворот направо/налево или визуальные подсказки) (тест 2). Результаты показали, что половозрелые самцы преодолевали большее расстояние в тесте 1 и с большей вероятностью использовали визуальные подсказки для ориентации в тесте 2 по сравнению с тремя другими группами. [40]
Навигация — это способность животных, включая людей, находить, отслеживать и следовать по пути, чтобы достичь желаемого места назначения. [41] [42]
Навигация требует получения информации об окружающей среде от тела и ориентиров окружающей среды в качестве систем отсчета для создания ментального представления окружающей среды, формируя когнитивную карту . Люди ориентируются, переходя между различными пространствами и координируя как эгоцентрические, так и аллоцентрические системы отсчета. [ необходима цитата ]
Навигация состоит из двух основных компонентов: локомоция и поиск пути. [43] Локомоция — это процесс перемещения из одного места в другое у животных, включая людей. Локомоция помогает вам понять окружающую среду, перемещаясь по пространству, чтобы создать ее мысленное представление. [44] Поиск пути определяется как активный процесс следования или выбора пути между одним местом и другим с помощью мысленных представлений. [45] Он включает в себя такие процессы, как представление, планирование и принятие решений, которые помогают избегать препятствий, оставаться на курсе или регулировать темп при приближении к определенным объектам. [43] [46]
Навигация и поиск пути могут быть достигнуты в пространстве окружающей среды. Согласно классификации пространства Дэна Монтелло , существует четыре уровня пространства, третий из которых — окружающее. Окружающее пространство представляет собой очень большое пространство, например, город, и может быть полностью исследовано только посредством движения, поскольку все объекты и пространство не видны напрямую. [13] Также Барбара Тверски систематизировала пространство, но на этот раз принимая во внимание три измерения, которые соответствуют осям человеческого тела и его расширениям: сверху/снизу, спереди/сзади и слева/справа. В конечном итоге Тверски предложила четырехкратную классификацию навигационного пространства: пространство тела, пространство вокруг тела, пространство навигации и пространство графики. [47]
В человеческой навигации люди визуализируют различные маршруты в своих умах, чтобы спланировать, как добраться из одного места в другое. То, на что они опираются при планировании этих маршрутов, варьируется от человека к человеку и является основой различных навигационных стратегий.
Некоторые люди используют меры расстояния и абсолютные термины направления (север, юг, восток и запад), чтобы визуализировать лучший путь от точки к точке. Использование этих более общих внешних сигналов в качестве направлений считается частью аллоцентрической навигационной стратегии. Аллоцентрическая навигация обычно наблюдается у мужчин и полезна в первую очередь в больших и/или незнакомых средах. [48] Это, вероятно, имеет некоторую основу в эволюции, когда мужчинам приходилось ориентироваться в больших и незнакомых средах во время охоты. [49] Использование аллоцентрических стратегий при навигации в первую очередь активирует гиппокамп и парагиппокамп в мозге. Эта навигационная стратегия больше опирается на ментальную пространственную карту, чем на видимые сигналы, что дает ей преимущество в неизвестных областях, но также и гибкость для использования в меньших средах. Тот факт, что в основном мужчины предпочитают эту стратегию, вероятно, связан с обобщением, что мужчины являются лучшими навигаторами, чем женщины, поскольку ее лучше применять в большем разнообразии условий. [48]
Эгоцентрическая навигация опирается на большее количество местных ориентиров и личных указаний (влево/вправо) для навигации и визуализации пути. Эта опора на большее количество местных и хорошо известных стимулов для поиска пути затрудняет ее применение в новых местах, но вместо этого она наиболее эффективна в небольших, знакомых средах. [48] Эволюционно эгоцентрическая навигация, вероятно, происходит от наших предков, которые добывали себе пищу и должны были иметь возможность возвращаться в те же места ежедневно, чтобы найти съедобные растения. Такая добыча пищи обычно происходила в относительно близких районах и чаще всего ею занимались женщины в обществах охотников-собирателей. [49] Сегодня женщины, как правило, лучше знают, где находятся различные ориентиры, и часто полагаются на них, когда дают указания. Эгоцентрическая навигация вызывает высокий уровень активации в правой теменной доле и префронтальных областях мозга, которые участвуют в визуально-пространственной обработке. [48]
Франц и Маллот предложили навигационную иерархию в Robotics and Autonomous Systems 30 (2006): [50]
Существует два типа ориентирования человека: с помощью и без помощи. [13] Вспомогательное ориентирование требует от человека использования различных типов носителей , таких как карты , GPS , указатели направления и т. д., в процессе навигации, который обычно подразумевает низкое пространственное мышление и менее требователен к когнитивным способностям.
Непосредственная навигация не подразумевает использования таких устройств для человека, осуществляющего навигацию. [13] Непосредственная навигация может быть подразделена на таксономию задач в зависимости от того, является ли она ненаправленной или направленной, что в основном определяет различие в том, есть ли точный пункт назначения или нет: ненаправленная навигация означает, что человек просто исследует окружающую среду для удовольствия без какой-либо установленной цели. [51]
Направленный поиск пути, напротив, может быть дополнительно подразделен на поиск и приближение к цели. [51] Поиск означает, что человек не знает, где находится пункт назначения, и должен найти его либо в незнакомой среде, что обозначается как неинформированный поиск, либо в знакомой среде, что обозначается как информированный поиск. [ необходима цитата ]
С другой стороны, при приближении к цели местоположение пункта назначения известно навигатору, но проводится дальнейшее различие на основе того, знает ли навигатор, как добраться до пункта назначения или нет. Следование по пути означает, что окружающая среда, путь и пункт назначения известны, что означает, что навигатор просто следует по уже известному ему пути и достигает пункта назначения без особых раздумий. Например, когда вы находитесь в своем городе и идете по тому же пути, по которому вы обычно идете из дома на работу или в университет. [51]
Однако поиск пути означает, что навигатор знает, где находится пункт назначения, но не знает маршрут, по которому нужно добраться до пункта назначения: вы знаете, где находится конкретный магазин, но не знаете, как туда добраться или какой путь выбрать. Если навигатор не знает окружающую среду, это называется поиском пути, что означает, что известен только пункт назначения, а ни путь, ни окружающая среда не известны: вы находитесь в новом городе и должны прибыть на железнодорожную станцию, но не знаете, как туда добраться. [51]
Планирование пути, с другой стороны, означает, что навигатор знает и место назначения, и знаком с окружающей средой, поэтому ему нужно только спланировать маршрут или путь, по которому он должен добраться до своей цели. Например, если вы находитесь в своем городе и вам нужно добраться до определенного магазина, место назначения которого вы знаете, но не знаете конкретного пути, по которому вам нужно туда добраться. [51]
Навигация и поиск пути могут различаться у разных людей по полу, возрасту и другим признакам. В области пространственного познания такими факторами могут быть:
Экспериментальные, корреляционные и тематические подходы используются для поиска закономерностей в индивидуальных различиях. Корреляционный подход основан на модальности понимания индивидуальных различий в способностях к навигации и нахождению пути для сравнения групп или изучения связи между переменными на непрерывном уровне. Экспериментальный подход изучает причинно-следственную связь связи между переменными. Он манипулирует одной переменной (независимая переменная) и исследует влияние на припоминание окружающей среды (зависимая переменная). Подход тематических исследований используется для понимания того, в какой степени конкретный профиль связан с пространственным представлением и связанными с ним особенностями, такими как случаи поражений мозга или дегенеративных заболеваний (включая структуры мозга и сеть когнитивной карты) или случаи когнитивных и поведенческих трудностей в получении информации об окружающей среде при отсутствии дефицита мозга (как в случае топографической дезориентации развития ). [58]
Данные показывают, что существует связь между пространственными способностями малого масштаба и пространственными способностями большого масштаба. Более конкретно, существует связь между визуально-пространственными способностями (способностями малого масштаба) и установками нахождения пути (пространственная самооценка большого масштаба) относительно способности человека создавать ментальное представление об окружающей среде или представление об окружающей среде (способности большого масштаба). [59]
Доказательства, представленные в этом разделе, будут сосредоточены на результатах исследований корреляционных исследований. Корреляционные исследования между переменными на непрерывном уровне направлены на проверку степени, в которой мелкомасштабные зрительно-пространственные когнитивные способности и крупномасштабные способности связаны. [60] [61]
Более того, корреляционные исследования также основаны на сравнении групп по индивидуальным различиям в навигации и связаны с нахождением пути. Это может включать сравнение крайних оценок индивидуальных различий участников (высокие и низкие самоотчеты в отношении нахождения пути, высокие и низкие способности в мелком масштабе) и изучение разницы в пространственном и средовом обучении. [62] [63] Или сравнение крайне высоких и низких результатов (после задания по изучению среды, высокие или низкие) и изучение разницы в пространственных способностях в мелком масштабе и отношениях нахождения пути. [59]
Что касается корреляционных исследований на непрерывном уровне, пионерское исследование было проведено Алленом и др. (1996). Они попросили участников прогуляться по небольшому городу. Авторы измерили производительность припоминания и оценили зрительно-пространственные (мелкомасштабные) способности. Зрительно-пространственные способности измерялись путем оценки пространственной визуализации, ментального вращения и задач пространственной памяти. Модель структурного уравнения показала, что пространственная последовательная память служит посредником в отношениях между фактором зрительно-пространственной способности и знаниями об окружающей среде [60]
Далее, Хегарти и др. (2006) попросили участников изучить путь в реальной, виртуальной и видеозаписанной среде. После фазы обучения их попросили оценить расстояние и направление определенных ориентиров в окружающей среде. Участники выполнили ряд вербальных и пространственных задач. [61]
Используя модель структурного уравнения, результаты показывают, что факторы чувства направления и пространственной способности связаны; и что оба фактора связаны с вербальной способностью. Однако вербальная способность не предсказывает обучение окружающей среде (навигации). Вместо этого и пространственная способность, и чувство направления предсказывают обучение окружающей среде, чувство направления предсказывает прямой опыт, а визуально-пространственная способность имеет сильную связь с визуальным обучением (как виртуальным, так и видеозаписанным). Оба корреляционных исследования показали связь между пространственными способностями малого масштаба и пространственными способностями большого масштаба (исследованными с обучением навигации). [60] [61] Аллен и др. (1996) предполагают, что связь между этими переменными является опосредованной. Подтверждение того, что связь между пространственными способностями малого масштаба и пространственными способностями большого масштаба может быть опосредованной, приводится в других доказательствах. [60] Например, Менегетти и др. (2016) показали, что способности к ментальному вращению (мелкомасштабные способности) связаны с обучением окружающей среде (виртуально приобретенный путь – воспроизведение крупномасштабных способностей) посредством зрительно-пространственной рабочей памяти (т. е. способности обрабатывать и сохранять временную зрительно-пространственную информацию). [64]
Пример сравнения групп на основе индивидуальных предпочтений предложен Pazzaglia & Taylor (2007). Они выбрали людей с высокими и низкими предпочтениями в опросе (т. е. предпочтением формировать ментальную карту), чтобы изучить разницу в производительности в обучении окружающей среде (по нескольким заданиям). Результаты показали, что группа с высоким опросом показала лучшие результаты, особенно меньше ошибок навигации, чем группа с низким опросом. [62]
Пример сравнения групп на основе производительности пространственной среды предложен Вайсбергом и др. (2014). Они попросили участников изучить пути в виртуальной среде. Их проверили на визуально-пространственные способности (малый масштаб) и предпочтения в поиске пути. Затем они выполнили указательные способности (внутри и между маршрутами) и построение модели. Результаты показали, что участники, показавшие хорошие результаты указывания (между и внутри маршрутов), продемонстрировали высокие визуально-пространственные способности (мысленное вращение) и предпочтения в поиске пути (чувство направления). [65]
Гендер является источником индивидуальных различий в навигации и поиске пути. Мужчины проявляют большую уверенность во время навигации по сравнению с женщинами, а в точности представления конечной среды даже гендерное различие может быть смягчено некоторыми факторами (такими как переменные результата, обратная связь, знакомство). [66] [67]
Женщины испытывают более высокий уровень пространственной тревожности, чем мужчины. [54] Кроме того, мужчины и женщины используют две различные стратегии поиска пути : женщины предпочитают больше использовать стратегию маршрута, в то время как мужчины больше используют стратегию обзора (ориентации). [54] Стратегия маршрута связана со следованием инструкциям по направлению, в то время как стратегия обзора (ориентации) заключается в использовании ориентиров в окружающей среде по отношению к своему положению.
Рассматривая отношения на непрерывном уровне, пол является предиктором, который может влиять на успешность навигации - и мужчины, и женщины могут успешно справляться с ней. Однако способность формировать ментальные представления новых сред после навигации зависит от различных моделей отношений, включающих стратегию , убеждения/ самоэффективность и зрительно-пространственные когнитивные способности . Таким образом, и мужчины, и женщины используют зрительно-пространственные индивидуальные факторы, способности и наклонности, которые с различными моделями отношений влияют на производительность навигации и поиска пути. [57]
В случае пожилых людей способности в пространственной области снижаются. Однако это обобщение может быть подвержено ошибкам. Действительно, необходимо учитывать, какой тип пространственной способности мы рассматриваем, будь то мелкомасштабная, крупномасштабная пространственная способность или пространственные самооценки (как установки на нахождение пути), и как эти переменные связаны друг с другом. Более того, некоторые другие факторы, которые снижаются с возрастом, также могут влиять на пространственные способности, такие как функции памяти , исполнительный контроль и другие когнитивные факторы. [68]
Способности небольшого масштаба, такие как ментальное вращение , пространственная визуализация , пространственное восприятие [69] и восприятие перспективы снижаются. [70] [71] Даже ход снижения связан с типом способностей, особенностями задачи и другими индивидуальными различиями (такими как пол и опыт в этих способностях). В целом способности снижаются около 60 лет и могут начать снижаться уже в 50 лет в восприятии перспективы.
Что касается установок на поиск пути , обычно определяемых самим человеком, то данные свидетельствуют о том, что они, как правило, довольно стабильны на протяжении всей жизни, например, чувство направления, [72] с некоторыми изменениями, такими как легкое увеличение пространственной тревожности . [71]
Пространственное обучение и способности к представлению также имеют тенденцию к снижению с возрастом. Различия между молодыми и пожилыми людьми связаны с несколькими факторами, как на индивидуальном, так и на средовом уровне. Фактически, пожилые люди с большей вероятностью будут снижаться в пространственных задачах, основанных на аллоцентрическом знании (отношении себя к объекту) по сравнению с эгоцентрическим знанием (отношении себя к объекту). [73] Когда задача требует распознавания информации, существует меньшая возрастная разница по сравнению с тем, когда требуется активное припоминание . Когда среда знакома, она менее подвержена гендерным различиям по сравнению с молодыми людьми. В исследованиях с участием здоровых взрослых в возрасте 18-78 лет было обнаружено, что трудности возрастали, особенно с 70 лет. [68] Биологическими факторами, участвующими в снижении, являются снижение активности гиппокампа , парагиппокампальной извилины и ретросплениальной коры , что приводит к трудностям в приобретении новых пространственных знаний и их применении. [74]
Несмотря на снижение пространственных способностей (таких как зрительно-пространственная рабочая память и вращение), как пространственные способности, так и ориентационные установки в разной степени способствуют поддержанию пространственного обучения и точности навигации у пожилых людей. [75] Действительно, исследования с выборками пожилых людей показали, что, несмотря на снижение пространственных способностей (в небольшом масштабе), последние по-прежнему играют функциональную роль в обучении окружающей среде. [76] [77] Другие исследования показали положительную роль ориентационных установок, таких как удовольствие от исследования мест, в поддержании точности пространственного обучения. Это полезно, поскольку пространственное обучение имеет решающее значение для безопасности пожилых людей, а следовательно, и для их автономии, показателя качества жизни. [75]
{{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite journal}}
: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite book}}
: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link)