Visualisering Tobias.Johansson@hkr.se Föreställ dig en blå elefant för ditt inre. Svara nu på följande frågor: Åt vilket håll tittar elefanten? Är elefanten mörk-, mellan-, eller ljusblå? Mental visualisering Föregående var ett exempel på mental visualisering. Att mentalt föreställa sig visuella objekt i frånvaro av sensorisk stimulans från objekten. Mentala föreställningar kan även ske för andra modaliteter, t ex lukt och hörsel. Mental visualisering är mer studerat än andra modaliteter, därför fokuserar vi på det. 1
Visualisering och upptäckter Det finns många redogörelser för användandet av mental visualisering i samband med vetenskapliga upptäckter. Kekule bensenmolekylens struktur. Einstein relativitetsteorin. Mental visualisering i psykologins historia Wilhelm Wundt (första psykologiska laboratoriet). 3 elements of consciousness sensations, feelings, images. Debatt om möjligheten att tänka utan bilder. Francis Galton Studerade mental visualiseringsförmåga. Frågeformulär om vividness of mental imagery. Behaviorism Ej intressant med mental visualisering. Obevisbart, mytologiskt (Watson). Kognitiva revolutionen Kognitiva revolutionen på 50-talet skapade nytt intresse för mental visualisering. T ex Alan Paivio (1963). Dual-coding verbal vs. bildlig representation. Fann att deltagare hade bättre minne för konkreta än för abstrakta ord. Förklaring: Konkreta ord kan kodas dubbelt, d v s även bildligt. Abstrakta ord är svårare att visualisera. 2
Shepard & Metzler (1971) Avgör om objekten i varje par är samma objekt sett från olika vinklar eller olika objekt. Resultat för likadana objekt: Linjär relation mellan rotation och responstid. Slutsats: Deltagarna använder mental rotation. Mental visualisering och perception: samma mekanismer? Enligt en del forskare så involverar mental visualisering samma grundläggande mekanismer som perception. T ex så verkar det som att båda involverar spatiala representationer. Kosslyn (1973) Image-scanning. Memorisera bild (t ex båt). Visualisera bilden mentalt. Fokusera på en viss punkt (t ex ankare). Försök sedan hitta en viss del i bilden (t ex motor). Resultat: Tar längre tid att hitta delar i bilden som är längre ifrån utgångspunkten. 3
Kosslyn et al. (1978) Lea (1975) kritiserade föregående experiment. Slutsatsen att mental visualisering är spatial är kanske inte giltig. Längre avstånd i bilderna innebär också fler interfererande objekt emellan. Kosslyn et al. (1978) använde istället kartor där uppgiften var att förflytta sig mellan punkterna. Inga interfererande objekt. Så, mental visualisering verkar vara baserat på spatiala representationer. Pylyshyn (1973) Mental visualisering är inte baserat på spatiala representationer. Den spatiala upplevelsen som hänger samman med visualisering är ett epifenomen. Ett epifenomen har inga kausala effekter, och kan därför inte vara del av mekanismen bakom visualisering. Det verkar som att vi har en bild i huvudet, men vi har inte det. Pylyshyn menar att visualisering kan förklaras av en enklare, mer generell, typ av representationer: Propositionella representationer. Propositionella vs. Spatiala representationer Pylyshyn Kosslyn 4
Propositionella representationer Pylyshyn Visualisering representeras propositionellt, via symboler, eller symbolliknande koder. Spatiala, analoga representationer Kosslyn Visualisering representeras via spatiala koder. Visualisering är som beskrivning av en bild. Relationer representeras direkt. Samma slags representation för olika sinnen. Visualisering är som att se en bild. Relationer representeras indirekt. Olika slags representationer för olika sinnen. De flesta forskare säger det är klart att vi inte har riktiga bilder i hjärnan. Men en bildteori av Kosslyns slag förutsätter det enligt Pylyshyn (2003). För vad är en bildlig, spatial, avbildande representation? Man kan alltså läsa av de spatiala relationerna ur en spatial representation. Som på en karta, där relationerna finns bevarade på samma sätt som i verkligheten. I en propositionell representation är det inte spatialt representerat. Tacit knowledge (Pylyshyn) När deltagare blir ombedda att visualisera något så tänker de sig hur det skulle vara om de såg det. När folk gör det så har de implicit, tyst kunskap (tacit knowledge) om hur saker och ting går till. Därför får man resultat som Kosslyn et al (1978). Det tar längre tid att visualisera längre avstånd, för i verkliga livet tar det oftast längre tid att färdas längre avstånd. 5
Box 1, Pylyshyn (2003) Streckad linje i grafen nedan representerar klassiska resultat. Längre tid att scanna längre avstånd. Pylyshyn rapporterar ett annat experiment. När deltagarna tänker på kartan så tänker de också att det finns en ljusströmbrytare som sätter på ljus på en plats. 1) fokusera på en plats, tänk att ljuset är tänt där. 2) tänk att du trycker på strömbrytaren, och ljuset går på vid en annan plats. 3) Kan du se ljuset? De klassiska resultaten försvinner. En bildteori kan inte förklara detta. Pylyshyn kan förklara det genom tacit knowledge. Argument mot tacit knowledge Finke & Pinker (1982) Rapportera om det fanns en prick i pilens riktning. Längre responstid för längre avstånd. Dock tveksamt om det verkligen ger stöd för spatiala representationer. Deltagarna kan ha scannat på skärmen. Deltagarna implicita kunskap om avstånd kan ha påverkat. Att förstå Pylyshyn Pylyshyn blir ofta missförstådd (bland forskare). Här är ett försök att undvika det. Obestritt faktum: Du ser en mental bild. Ingen tvekan om det. Men, är den underliggande representationen spatial? Att du tycker att du ser en bild, betyder inte att du kan avgöra om den underliggande mekanismen är spatial. Vi tar ofta fel om underliggande mekanismer. Vi tror t ex att vårt synfält är mycket större än det är (jmfr. Dennetts exempel om läsning). För att representera spatiala relationer så behöver inte representationens format nödvändigtvis vara spatialt. Lika lite som en representation av vanilj måste lukta vanilj. 6
Mental rotation igen Pylyshyn menar även att studier på mental rotation inte ger stöd för spatiala representationer. De resultaten kan inte direkt förklaras med hjälp av tacit knowledge. Men det finns andra problem. T ex så ändras resultaten om man har mer komplexa figurer. Det borde inte spela någon roll om bilderna bara roteras holistiskt på ett rigidt sätt. Vi återkommer till Pylyshyn senare. Låt oss för tillfället se på vidare studier som sägs ge belägg för spatiala, bildliknande representationer. Mental visualisering och perception När vi ser saker på nära håll så fyller dom upp mer av synfältet och vi ser mer detaljer. Är det likadant för mental visualisering? Kosslyn (1978) Deltagarna föreställde sig bilder. Föreställ dig en elefant och en kanin jämte varandra. Föreställ dig en elefant och en fluga jämte varandra. Det tog längre tid att svara på frågor om kaninens utseende när den stod jämte en elefant. Kaninen blir mindre då. [Jmfr. Mental-walking tasks] 7
Interaktion mellan mental visualisering och perception Perky (1910) Deltagarna föreställer sig en mental bild på skärmen. Samtidigt projiceras en bild svagt på skärmen. Deltagarna beskrev den som sin egen bild. Ingen märkte att det var en riktig bild på skärmen. D v s, en riktig bild misstogs vara ens mentala bild. Då har de något gemensamt. Farah (1985) Föreställ dig H eller T på skärmen. H eller T visas sedan kort tid på skärmen. Antingen efter eller före en tom fyrkant. Uppgift: säg om bokstaven visades i första eller andra fyrkanten. Resultat: Högre procent korrekt när ens mentala bild är samma som target. En slags priming som indikerar att mental visualisering kan underlätta perception. 8
Neurokognition och mental visualisering En del (t ex Farah, 1988) menar att visualiseringsdebatten kan närma sig ett slut genom neurokognitiva studier. Gemensamma mekanismer för perception och visualisering borde gå att kartlägga genom sådana studier. Som vi kommer att se så håller Pylyshyn (2003) inte med: den propositionella teorin håller fortfarande. ERP och visualisering Farah et al. (1988) Visualisering verkar aktivera framför allt perceptionsstrukturer i hjärnan (t ex V1 i occipitalloben). fmri och visualisering LiBihan et al. (1993) Ökad aktivitet i V1 (primary visual receiving area) både vid perception och visualisering. 9
Single cell recording Kreiman et al. (2000) Imagery neurons Neuropsykologiska fallstudier Skador på perceptuella områden i hjärnan kan påverka visualisering. M.G.S. mental-walking task En del som förlorar färgseende p g a hjärnskada förlorar också förmågan att mentalt visualisera färger. Unilateral neglect kan också yttra sig vid mental visualisering. Bisiach och Luzatti (1978) Patient med unilaterial neglect. Patienten föreställer sig att han är vid A eller vid B. Om vid A, så kan han bara nämna objekt a. Om vid B, så kan han bara nämna objekt b. 10
Dissocieringar Perception och visualisering är dock inte helt associerade. Det förekommer även dissocieringar. Dubbel dissociering mellan visualisering och perception. R.M. kunde känna igen objekt men inte göra uppgifter som kräver visualisering. C.K. kunde inte känna igen objekt korrekt, men kunde t ex rita objekt bra från minnet. C.K. Svårt att känna igen dessa objekt för C.K. Kunde dock rita dessa objekt ur minnet (bevarad visualiseringsförmåga). Tolka dissocieringar Enligt dissocieringslogik så implicerar dubbel dissociering två olika system. Då verkar det som att perception och visualisering trots allt inte tillhör samma system Dock, som vi har varit inne på, dissocieringslogik är inte så vattentät. Behrmann et al. (1994) föreslår en förklaring: 11
Behrmann et al. (1994) Perception: mestadels bottom-up Visualisering: mestadels top-down Enligt modellen så överlappar perception och visualisering delvis, men inte helt och hållet. (LGN = Laterate Geniculate Nucleus, en struktur i Thalamus som tar emot visuell information.) Slutsatser Det finns en del likheter mellan perception och mental visualisering. Men också fundamentala skillnader. De flesta anser att visualisering involverar representationer som är bildliga, spatiala i sitt format. Kanske är det dock som Pylyshyn säger: None of this requires that we assume a spatial display in the head; the one in the world will do! Jmfr. Max Velmans Standardmodell av perception Velmans reflexiva modell Likheter mellan perception och visualisering är bara ett argument för en bildteori av visualisering om perception verkligen involverar bilder i huvudet. Velmans reflexiva modell är ett exempel på en modell som inte involverar det. 12