Mentální představy (Teorie zpracování informací)

Mentální představivost je stěžejní pro studium dlouhodobé paměti (LTM) (Matlin, 2009). Tato lekce pojednává o tom, jak jsou informace reprezentovány v obrazech a o individuálních rozdílech ve schopnosti používat představivost.

Mentální představy se týkají mentálních reprezentací vizuálních/prostorových znalostí, včetně fyzických vlastností reprezentovaných objektů nebo událostí. Vizuální podněty, kterým je věnována pozornost, jsou krátce uchovávány ve věrném (pravdivém) tvaru v senzorickém registru a poté jsou přeneseny do WM. Zdá se, že reprezentace WM uchovává některé fyzické atributy podnětu, který reprezentuje (Gagné, Yekovich, & Yekovich, 1993). Představy jsou analogové reprezentace, které jsou podobné, ale ne identické svým referentům (Shepard, 1978).

Představy jsou ceněny již od dob starověkých Řeků. Platón se domníval, že myšlenky a vnímání se vtisknou do mysli jako do bloku vosku a jsou si pamatovány tak dlouho, dokud obrazy trvají (Paivio, 1970). Simonides, řecký básník, věřil, že obrazy jsou asociativní mediátory. Vymyslel metodu loci jako pomůcku pro paměť. V této metodě jsou informace, které si mají být zapamatovány, spárovány s místy ve známém prostředí.

Mentální představy také ovlivnily objevy. Shepard (1978) popsal Einsteinův myšlenkový experiment, který znamenal začátek relativistické reformulace elektromagnetické teorie. Einstein si představoval, že cestuje s paprskem světla (186 000 mil za sekundu), a to, co viděl, neodpovídalo ani světlu, ani ničemu, co popisovaly Maxwellovy rovnice v klasické elektromagnetické teorii. Einstein uvedl, že obvykle přemýšlel v obrazech a své myšlenky reprodukoval slovy a matematickými rovnicemi až poté, co si situaci vizuálně zkonceptualizoval. Německý chemik Kekulé měl údajně sen, ve kterém si vizualizoval strukturu benzenu, a Watson a Crick zjevně použili mentální rotaci k prolomení genetického kódu.

Na rozdíl od obrazů jsou propozice diskrétní reprezentace významu, které se strukturou nepodobají svým referentům. Výraz “New York City” se skutečnému městu nepodobá o nic víc než prakticky jakákoli tři slova náhodně vybraná ze slovníku. Obraz New Yorku obsahující mrakodrapy, obchody, lidi a dopravu je strukturou podobnější svému referentu. Stejný kontrast je zřejmý u událostí. Porovnejte větu “Černý pes přeběhl trávník” s obrazem této scény.

Mentální představy jsou kontroverzní téma (Matlin, 2009). Ústřední otázkou je, jak blízko se mentální obrazy podobají skutečným obrázkům: Obsahují stejné detaily jako obrázky, nebo jsou to jen neostré obrázky zobrazující pouze hlavní rysy? Vizuální vzor podnětu je vnímán, když jsou jeho prvky propojeny s reprezentací LTM. To znamená, že obrazy mohou být stejně jasné jako reprezentace LTM (Pylyshyn, 1973). Do té míry, že mentální obrazy jsou produkty lidského vnímání, jsou obrazy pravděpodobně neúplné reprezentace podnětů.

Podpora myšlenky, že lidé používají představy k reprezentaci prostorových znalostí, pochází ze studií, kde byli účastníkům ukázány páry dvojrozměrných obrázků, z nichž každý zobrazoval trojrozměrný objekt (Cooper & Shepard, 1973; Shepard & Cooper, 1983). Úkolem bylo určit, zda dva obrázky v každém páru zobrazují stejný objekt. Strategie řešení zahrnovala mentální rotaci jednoho objektu v každém páru, dokud se neshodoval s druhým objektem, nebo dokud se jedinec nerozhodl, že žádné množství rotace nepřinese identický objekt. Reakční časy byly přímou funkcí počtu potřebných mentálních rotací. Ačkoli tyto a další data naznačují, že lidé používají obrazy k reprezentaci znalostí, přímo se nezabývají otázkou, jak blízko obrazy odpovídají skutečným objektům.

Do té míry, že studenti používají představy k reprezentaci prostorových a vizuálních znalostí, jsou představy relevantní pro vzdělávací obsah zahrnující konkrétní objekty. Při výuce jednotky o různých typech skalních útvarů (hory, náhorní plošiny, hřebeny) by instruktor mohl ukázat obrázky různých útvarů a požádat studenty, aby si je představili. V geometrii by mohly být představy použity při práci s mentálními rotacemi. Obrazové ilustrace zlepšují učení studentů z textů (Carney & Levin, 2002; viz Aplikace “Používání představ ve třídě” pro další příklady).

Důkazy ukazují, že lidé také používají představy k přemýšlení o abstraktních dimenzích. Kerst a Howard (1977) požádali studenty, aby porovnali páry aut, zemí a zvířat na konkrétní dimenzi velikosti a na vhodné abstraktní dimenzi (např. náklady, vojenská síla, divokost). Abstraktní a konkrétní dimenze přinesly podobné výsledky: Jak se položky stávaly podobnějšími, reakční časy se zvyšovaly. Například při porovnávání velikosti je porovnání rysa červeného a slona snazší než porovnání nosorožce a hrocha. Není jasné, jak si účastníci představovali abstraktní dimenze, nebo zda vůbec používali představy. Možná reprezentovali abstraktní dimenze pomocí propozic, například porovnáním Spojených států a Jamajky na vojenské síle pomocí propozice “(Spojené) Státy (mají) větší vojenskou sílu (než) Jamajka.” Znalostní mapy, které jsou obrazové reprezentace propojených myšlenek, pomáhají studentům učit se (O’Donnell, Dansereau, & Hall, 2002).

Mnoho výzkumníků se shoduje, že se představy používají v PM, ale nesouhlasí s tím, zda se uchovávají v DTM (Kosslyn & Pomerantz, 1977; Pylyshyn, 1973). Teorie duálního kódování se tímto problémem přímo zabývá (Clark & Paivio, 1991; Paivio, 1971, 1978, 1986). DTM má dva způsoby reprezentace znalostí: verbální systém zahrnující znalosti vyjádřené v jazyce a imaginativní systém ukládající vizuální a prostorové informace. Tyto systémy jsou vzájemně propojené – verbální kód lze převést na imaginativní kód a naopak – ale existují důležité rozdíly. Verbální systém je vhodný pro abstraktní informace, zatímco imaginativní systém se používá k reprezentaci konkrétních objektů nebo událostí.

Shepardovy experimenty podporují užitečnost představ a nabízejí nepřímou podporu pro teorii duálního kódování. Další podpůrné důkazy pocházejí z výzkumu, který ukazuje, že při vybavování seznamů konkrétních a abstraktních slov si lidé lépe vybavují konkrétní slova než abstraktní (Terry, 2009). Vysvětlením tohoto zjištění pomocí teorie duálního kódování je, že konkrétní slova mohou být kódována verbálně i vizuálně, zatímco abstraktní slova jsou obvykle kódována pouze verbálně. Při vybavování lidé čerpají z obou paměťových systémů pro konkrétní slova, ale pouze z verbálního systému pro abstraktní slova. Další výzkum imaginativních mnemotechnických mediátorů podporuje teorii duálního kódování.

Naproti tomu unitární teorie postuluje, že všechny informace jsou reprezentovány v DTM ve verbálních kódech (propozicích). Představy v PM jsou rekonstruovány z verbálních kódů DTM. Nepřímá podpora pro tuto myšlenku pochází od Mandlera a Johnsona (1976) a Mandlera a Ritcheyho (1977). Stejně jako u verbálního materiálu, lidé používají schémata při získávání vizuálních informací. Lépe si pamatují scény, když jsou prvky v typickém uspořádání; paměť je horší, když jsou prvky neuspořádané. Smysluplná organizace a rozpracování informací do schémat zlepšuje paměť pro scény stejně jako u verbálního materiálu. Toto zjištění naznačuje fungování společného procesu bez ohledu na formu prezentovaných informací.

Bez ohledu na tuto debatu, používání konkrétních materiálů a obrázků zlepšuje paměť (Terry, 2009). Takové výukové nástroje, jako jsou manipulativní pomůcky, audiovizuální pomůcky a počítačová grafika, usnadňují učení. Ačkoli jsou konkrétní pomůcky nepochybně důležitější pro malé děti, protože jim chybí kognitivní schopnost myslet v abstraktních pojmech, studenti všech věkových kategorií těží z informací prezentovaných v několika režimech.

Míra, do jaké lidé skutečně používají představivost k zapamatování informací, se liší v závislosti na kognitivním vývoji. Kosslyn (1980) navrhl, že děti s větší pravděpodobností používají představivost k zapamatování a vybavování informací než dospělí, kteří se více spoléhají na propozicionální reprezentaci. Kosslyn předložil dětem a dospělým tvrzení jako například: “Kočka má drápy” a “Krysa má srst.” Úkolem bylo určit přesnost těchto tvrzení. Kosslyn usuzoval, že dospělí by mohli reagovat rychleji, protože mají přístup k propozicionálním informacím z dlouhodobé paměti (LTM), zatímco děti by si musely vybavit obraz zvířete a prozkoumat ho. Aby se kontrolovalo lepší zpracování informací u dospělých obecně, někteří dospělí byli požádáni, aby prozkoumali obraz zvířete, zatímco jiní mohli volně používat jakoukoli strategii.

Dospělí reagovali pomaleji, když dostali instrukce pro představivost, než když si mohli volně vybrat strategii, ale u dětí nebyl nalezen žádný rozdíl. Tyto výsledky naznačují, že děti používají představivost, i když to dělat nemusejí, ale neřeší, zda děti nemohou používat propozicionální informace (kvůli kognitivním omezením), nebo zda mohou, ale rozhodnou se tak neučinit, protože jim připadá představivost účinnější.

Použití představivosti také závisí na účinnosti provádění dílčích procesů. Zjevně se jedná o dva typy. Jeden soubor procesů pomáhá aktivovat uložené vzpomínky na části obrazů. Další soubor slouží k uspořádání částí do správné konfigurace. Tyto procesy mohou být lokalizovány v různých částech mozku. Individuální rozdíly v představivosti mohou vzniknout proto, že se lidé liší v tom, jak účinně toto duální zpracování probíhá (Kosslyn, 1988).

Použití představivosti lidmi jakéhokoli věku závisí na tom, co si mají představit. Konkrétní objekty si lze snadněji představit než abstrakce. Dalším faktorem, který ovlivňuje použití představivosti, je schopnost člověka ji používat. Eidetická představivost neboli fotografická paměť (Leask, Haber, & Haber, 1969) se ve skutečnosti nepodobá fotografii; ta je vnímána jako celek, zatímco eidetická představivost se objevuje po částech. Lidé uvádějí, že se obraz objevuje a mizí v segmentech, nikoli najednou.

Eidetická představivost se vyskytuje častěji u dětí než u dospělých (Gray & Gummerman, 1975), avšak i mezi dětmi je neobvyklá (asi 5 %). Eidetická představivost se může s vývojem ztratit, možná proto, že propozicionální reprezentace nahrazuje imaginativní myšlení. Je také možné, že si dospělí uchovávají schopnost tvořit jasné obrazy, ale běžně to nedělají, protože jejich propozicionální systémy mohou reprezentovat více informací. Stejně jako lze zlepšit paměť, lze rozvíjet i schopnost tvořit obrazy, ale většina dospělých se výslovně nesnaží svou představivost zlepšit.