Columbian yliopisto New Yorkin kaupungissa

mikä on transitiivinen päättely ja miten sen uskottiin toimivan aivoissa?

Greg Jensen: Transitiivista päättelyä on tutkittu psykologiassa yli vuosisadan ajan. Se oli yksi sveitsiläisen psykologin Jean Piaget ’ n käyttämistä keskeisistä mittareista, joka tunnetusti tutki lapsuuden kehityksen ja älykkyyden synnyn välistä yhteyttä.

VF: Transitiivinen päättely on päättelyn muoto, jota käytämme vertaillessamme kahta objektia, joita emme ole koskaan aiemmin suoraan verranneet toisiinsa. Otetaan esimerkiksi NCAA: n March Madness. Joka vuosi, ihmiset ympäri maata rakentaa suluissa päättämällä, mikä college koripallo joukkue etenee kullakin kierroksella, vaikka he eivät ole koskaan nähneet kaksi joukkuetta kohtaavat. Tehdäkseen nämä päätökset aivot seulovat muistipankkejaan. Se tekee valistuneen ”arvauksen” siitä, kumpi joukkue nousee kärkeen: jos joukkue a yleensä voittaa joukkueen B, ja joukkue B yleensä voittaa joukkueen C, on loogista olettaa, että joukkue A voittaa joukkueen C. Tämä on transitiivista päättelyä.

HT: Piaget piti transitiivista päättelyä älykkyyden mittarina, ja 1970-luvulle asti pidettiin itsestäänselvyytenä, että tällainen korkean tason ajattelu syntyy vasta myöhäisessä kehityksessä, kun aletaan ajatella konkreettisten abstraktioiden näkökulmasta. Ajatuksena oli, että vain ihmisaikuinen ihminen, jolla on täysin kehittyneet aivot, pystyi tällaiseen päättelyyn.

onko tuo ajattelu kehittynyt viime aikoina?

HT: 1990-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa havaittiin selkeitä, kiistattomia todisteita transitiivisesta päättelystä useilla eri lajeilla. Esimerkiksi muut kuin nisäkäseläimet kuten kyyhkyt ja kanat ovat käyttäneet transitiivista päättelyä suorittaessaan tehtäviä. Nämä havainnot aloittivat alan muutoksen. Me kaikki aloimme ymmärtää, että transitiivinen päättely ei ollut yksikäsitteistä ihmistä ja että se oli muunneltavampaa eri lajien välillä kuin aiemmin luultiin.

GJ: Yksi vihje transitiivisen päätelmän ymmärtämiseen oli, että se tuntui erityisen tärkeältä eläimille, jotka elivät suurissa ja monimutkaisissa sosiaalisissa ryhmissä, verrattuna niihin, jotka elävät pienissä ryhmissä tai jotka ovat yksinäisiä saalistajia.

mikä on monimutkaisten sosiaalisten ryhmien ja transitiivisen päättelyn välinen yhteys?

GJ: monimutkaiset sosiaaliset ryhmät — esimerkiksi pingviinien, apinoiden tai valaiden keskuudessa luonnossa havaitut — on jäsennetty sosiaalisiksi hierarkioiksi. Eläimen olisi lähes mahdotonta muistaa koko ryhmän sosiaalista hierarkiaa päivästä toiseen, oppia oma paikkansa siinä hierarkiassa.

HT: kiertääkseen, että täytyy muistaa, eläin päättelee sosiaalisen paremmuusjärjestyksensä tarkkailemalla naapureidensa vuorovaikutusta ja sitten ekstrapoloimalla. Sen aivot tekevät kaiken tämän käyttämättä kieltä.

VF: tuoreimman tutkimuksemme jännittävin havainto osoittaa, että aivot ratkaisevat nämä ongelmat tilallisesti, minkä voi tehdä myös ilman kieltä.

mitä tarkoittaa ongelman ratkaiseminen alueellisesti?

GJ: deduktiivisen päättelyn monimutkaisten tehtävien suorittamiseksi havaitsimme, että käytetään aivojen kognitiivista karttaa, sitä aivojen osaa, jonka kerran ajateltiin osallistuvan avaruussuhteisiin.

HT: kognitiivinen kartta on alun perin psykologien keksimä sisäinen kartta ihmisen ympäristöstä — syövytetty aivoihin — auttaakseen löytämään oman tiensä. Mutta nykyään oletetaan, että kognitiivisilla kartoilla on muutakin käyttöä kuin navigointi, kuten abstraktien suhteiden kuvaaminen.

VF: Viimeisin tutkimuksemme osoitti, että kognitiiviset kartat voivat päätellä sosiaalisia suhteita aivan kuten ne päättelevät tilallisia. Tämä tehostaa oppimista. Aivan kuten sinun ei tarvitse opetella ulkoa kaikkia mahdollisia reittejä kartalta löytääksesi tiesi uuteen kohteeseen, eläimen ei tarvitse opetella ulkoa kaikkien asemia omassa sosiaalisessa ryhmässään. Se voi soveltaa pieni määrä logiikkaa, jonka avulla se navigoi kyseisen päätöksen.

mitkä ovat tämän löydön suuret takeawayt?

VF: tämä teos korostaa transitiivisen päättelyn olennaista luonnetta. Koska se säilyy satojen miljoonien vuosien evoluution aikana, se on todennäköisesti perustava prosessi.

HT: havaintomme ovat ristiriidassa sen käsityksen kanssa, että transitiivinen päättely edellyttää kehittyneitä aivoja; jopa ilman kieltä tai suuria aivoja voidaan tehdä monimutkaisia päätelmiä.

GJ: vaikka taustalla oleva hermostoarkkitehtuuri vaihtelee eri lajien välillä, on olemassa yhteisiä kuvioita, joiden taustalla evoluutio on ratkaissut päätöksentekoa.

miten toivot käyttäväsi tätä tietoa eteenpäin?

HT: Alamme nyt tutkia tätä päättelymuotoa autismin kaltaisissa häiriöissä. On alustavaa näyttöä siitä, että lapsilla, joilla on diagnosoitu autismi, saattaa olla puutteita tämän tyyppisessä oppimisessa.

VF: ennustuksemme on, että autististen lasten olisi vaikeampi tehdä ennustuksia oppimansa perusteella. Kun syvennymme tutkimuksiimme, on uskomatonta, mitä saamme selville aivojen kyvyistä.

###

Herbert Terrace on psykologian professori Columbiassa.

Vincent Ferrera, Ft, on johtava tutkija Columbian Zuckerman-instituutissa ja neurotieteen professori Columbian Vagelos College of Physicians and Surgeonsissa.

tohtoriksi väitellyt Greg Jensen suoritti tutkijakoulutuksensa sekä Terrace-että Ferrera Labsin jäsenenä. Nykyään hän toimii vierailevana psykologian apulaisprofessorina Reed Collegessa.

tässä Q&A: ssa viitatut paperit ovat:

Jensen G, Alkan Y, Ferrera VP, Terrace HS. 2019. Tiede Edistyy 5(7).

Jensen G, Terrace HS, Ferrera VP. 2019. Frontiers in Neuroscience 13 (878).

tätä tutkimusta tukivat National Institute of Mental Health (NIH-MH081153 ja NIH-MH111703) ja Kavli Institute for Brain Sciences Columbiassa.

kirjoittajat eivät ilmoita taloudellisista tai muista eturistiriidoista.