Frontiers in Psychology

Introduction

Henkinen rotaatio on analogisen mentaalisen transformaation erikoistapaus (Shepard ja Metzler, 1971). Osallistujille esitetään kaksi kuvaa, jotka joko kuvaavat samaa esinettä eri näkökulmista tai esinettä ja sen peilikuvaansa, jälleen eri näkökulmista. Aika, jonka osallistujat tarvitsevat päättääkseen, näkevätkö he saman vai käänteisen kohteen, vastaa kuvattujen kohteiden välistä kulmaeroa. Suuremmat kulmaerot johtavat pidempiin reaktioaikoihin (RT). Tyypillisesti tämä johtaa lineaariseen suhteeseen kulmaepäterävyyden ja RT:n välillä. Hyväksytty selitys tälle ilmiölle on, että tapahtuu analoginen mentaalinen transformaatio: Osallistujat kiertävät esitystään yhdestä esineestä lyhintä reittiä, kunnes se vastaa toista esinettä. Tämä kestää sitä kauemmin, mitä enemmän kiertoa tarvitaan.

Nämä analogiset mentaaliset muunnokset saattavat olla ihmiselle luontainen ominaisuus. Siksi ei ole yllättävää, että imeväisikäisten kyky erotella esineitä ja niiden peilikuvia tulkitaan mentaaliseksi rotaatioksi (esim. Moore ja Johnson, 2008; Quinn ja Liben, 2008; Schwarzer ym., 2013). Yleensä pikkulasten mentaalisen rotaation paradigmat noudattavat samaa rakennetta (ks. Mash ym., 2008): Imeväiset totutetaan geometriseen objektiin, joka pyörii edestakaisin. Sitten he kohtaavat joko saman objektin tai sen peilikuvan, molemmat uudesta näkökulmasta, jälleen pyörivästi. Koska imeväisillä on taipumus epätavallistua, kun heille esitetään peilikuva, mutta ei, kun heille esitetään sama esine, päätellään, että he havaitsevat eron.

Imeväisten varhainen pätevyys on ristiriidassa pikkulasten ja jopa päiväkoti-ikäisten suoriutumisen kanssa mentaalisen rotaation tehtävissä. Yleensä 3-vuotiaat epäonnistuvat täysin tavanomaisissa mentaalisen rotaation tehtävissä ja vain vähemmistö 4-vuotiaista osoittaa merkkejä mentaalisesta rotaatiosta, kun taas 5-vuotiaat ratkaisevat mentaalisen rotaation tehtäviä ryhmätasolla (eli keskimääräinen suoritus on sattuman yläpuolella) luotettavasti (esim. Estes, 1998; ks. yleiskatsaus Frick ym., 2014; mutta ks. mentaalisesta rotaatiosta 4-vuotiailla Marmor, 1977). Tuoreessa tutkimuksessa Frick et al. (2013) pyysivät osallistujia päättämään, mihin kahdesta reiästä palapelin pala sopisi. Reiät olivat toistensa peilikuvia ja palapelin palat esitettiin eri kierroksilla. Vaikka 5-vuotiaat pystyivät ratkaisemaan tämän tehtävän ryhmätasolla sattumaa paremmin, 4-vuotiaat eivät pystyneet siihen.

Tällaiset ristiriidat imeväisikäisten pätevyyden ja lasten havaitseman epäpätevyyden välillä eivät ole harvinaisia. Esimerkiksi kun pikkulapset päättelevät piilotettuja esineitä silloin, kun ne selittäisivät muuten fyysisesti mahdottoman tapahtuman (Baillargeon, 2004), 3-vuotiaat ja jopa vanhemmat lapset epäonnistuvat siinä (Krist ym., 2016). Vastaavia ristiriitaisuuksia ei löydy pelkästään intuitiivisessa fysiikassa, vaan myös sosiaalisessa kognitiossa (ks. Bian ja Baillargeon, 2017). Saattaa tuntua epäuskottavalta, että pikkulapset ja vanhemmat lapset suoriutuvat hyvin huonosti tehtävissä, jotka edellyttävät osaamista, joka on jo imeväisillä. Eräs näkyvä selitys tälle ilmiölle on edustuksellinen uudelleenkirjoitus, joka muokkaa aiempia kompetensseja tai tekee ne saavuttamattomiksi (ks. Carey, 2009). Lisäksi nämä erot johtuvat usein tehtävien erilaisista vaatimuksista (ks. Keen, 2003; esim. Aschersleben ym., 2013). Tämän lähestymistavan mukaan lapset eivät epäonnistu siksi, että heiltä puuttuu (teoreettisesta näkökulmasta katsottuna) kriittinen pätevyys, vaan he ovat ylivoimaisia tehtävien muista näkökohdista johtuvien vaatimusten vuoksi. Voimme vain spekuloida lasten mentaalisen rotaation tehtävien tehtävävaatimuksia. Näyttää siltä, että osallistujat vaativat totuttelun aikana näytetyn kohteen representaatiota, joka kestää ainakin testivaiheen alkuun asti. Lisäksi, jos esineiden analoginen mentaalinen transformaatio tapahtuu, se saattaa saada ulkoista tukea näytetystä rotaatiosta (ks. ajoitukseen reagoivat representaatiot, Schwartz ja Holton, 2000; vrt. Krüger ja Krist, 2017).

On olemassa empiiristä näyttöä siitä, että mentaalisen rotaation paradigman tapauksessa tehtävävaatimuksilla saattaa olla ratkaiseva rooli. Tuoreessa tutkimuksessa 3-6-vuotiaita lapsia testattiin yksinkertaistetun mentaalisen rotaatiotehtävän avulla, jossa tehtävän vaatimukset olivat vähentyneet (Krüger ym., 2014). Kävi ilmi, että jopa testatut 3-vuotiaat pystyivät ratkaisemaan tämän tehtävän. Kuten klassisessa mentaalisessa rotaatiotehtävässä, esitettiin kaksi esinettä – toinen pystyasennossa ja toinen kierrettynä. Tehtävässä ei kuitenkaan ollut peilikuvia eikä lasten tarvinnut päättää, olivatko esineet samoja vai erilaisia. Sen sijaan heitä pyydettiin saattamaan kierretty esine pystyasentoon pyörittämällä sitä lyhintä reittiä pitkin. Mitattiin, kuinka paljon aikaa lapsilta kului manuaalisen pyörittämisen aloittamiseen (RT), koska oletettiin, että lyhimmän polun määrittämiseen tarvittiin mentaalinen muunnos ennen manuaalista pyörittämistä. Kävi ilmi, että kaikkien testattujen ikäryhmien lapset pystyivät ratkaisemaan tämän tehtävän luotettavasti (eli löytämään lyhimmän polun) ryhmätasolla. Noin puolet 3-vuotiaista oli yksilötasolla sattuman yläpuolella. Lisäksi, koska RT:t nousivat lineaarisesti esitettyjen objektien välisen kulmaeron myötä, pääteltiin, että osallistujat käyttivät analogisia mentaalisia muunnoksia ratkaistakseen tämän tehtävän.

Tietysti kyseisessä paradigmassa (Krüger ym., 2014) tehtävän vaatimukset olivat pienemmät: Osallistujat säästyivät tarpeelta esittää kaksi objektia samanaikaisesti niiden vertailemiseksi. Heidän ei myöskään tarvinnut tehdä päätöstä siitä, olivatko esineet identtisiä, eikä tätä päätöstä tarvinnut ilmaista. Tässä supistetussa tehtävässä, kun lyhin polku oli määritetty analogisen mentaalisen muunnoksen avulla, mentaalista representaatiota ei tarvinnut enää ylläpitää. Voidaankin väittää, että korkeat tehtävän vaatimukset ovat yksi syy siihen, miksi nuoremmat lapset epäonnistuvat klassisissa mentaalisen rotaation tehtävissä (ks. Frick ym., 2014).

Se on vielä hämmästyttävämpää, että kyky erottaa objekti sen peilikuvasta on suoritus, jonka imeväisikäiset lapset näyttäisivät saavuttavan (esim. Mash ym., 2008). Siksi tämän tutkimuksen tavoitteena oli testata, pystyvätkö myös 3-vuotiaat tähän. Tämä kuroisi entisestään umpeen kuilua imeväisten ja päiväkoti-ikäisten välillä, kun tämä imeväisten mentaalisen rotaation määräävä osa-alue sisällytettäisiin 3-vuotiaiden tehtävään.

Testi 3-vuotiaille suunniteltiin mahdollisimman lähelle alkuperäistä mentaalisen rotaation testiä (Shepard ja Metzler, 1971). Siinä oli vain kaksi myönnytystä: (1) Kvasi-3D-ärsykkeiden sijasta käytettiin 2D-ärsykkeitä (mikä on yleistä lasten mentaalisen rotaation testaamisessa Marmorista, 1975 lähtien). (2) Kahden ärsykkeen sijasta esitettiin kolme ärsykettä: yksi suuri keskeinen kuva ja kaksi pienempää vertailukuvaa. Osallistujien oli päätettävä, mikä pienemmistä kuvista vastasi keskimmäistä kuvaa. Tällaisia kokoonpanoja on käytetty aiemmin aikuisten (esim. Wohlschläger ja Wohlschläger, 1998) ja lasten (esim. Krüger ja Krist, 2009) testaamiseen.

Tehtävän vaatimukset olivat täsmälleen samat kuin muissa vanhemmilla lapsilla tehdyissä tutkimuksissa. Uutta tässä tutkimuksessa ei ollut tehtävän vaatimusten vähentäminen suoraan yksinkertaistamalla tehtävää, vaan niiden vähentäminen epäsuorasti edistämällä perusprosessien automatisointia harjoittelun avulla (ks. Paas ym., 2004). Mentaalisen rotaation testaamiseksi hyvin pienillä lapsilla suoritettiin etukäteen laajaa harjoittelua – joko harjoittelemalla itse tehtävää tai tutustuttamalla osallistujat ärsykemateriaaliin manuaalisen tutkimisen avulla jne. (esim. Frick et al., 2013). Tässä tutkimuksessa oletettiin, että tehokkaan harjoittelun on mahdollistettava automatisoituminen ja puolestaan tarvittiin aikaa konsolidointiin (esim. Wilhelm et al., 2012). Siksi toteutettiin useita harjoituskertoja eri päivinä (ks. myös, Marmor, 1975, 1977). Lisäksi harjoitusistuntojen aikana lapsille annettiin mahdollisuus pyörittää manuaalisesti keskeistä ärsykettä kosketusnäytön avulla (ks. myös, Krüger et al., 2014) ja heille annettiin eksplisiittinen kuvantamisohje.

Materiaalit ja menetelmät

Osallistujat

Tutkimukseen rekrytoitiin kaikkiaan 60 kolmevuotiasta lasta, joista kuitenkin vain 42 oli läsnä kaikissa kolmessa istunnossa (18 lasta jätettiin pois, koska he eivät näyttäytyneet päiväkodissaan riittävän usein, jotta he olisivat voineet osallistua kaikkiin kolmeen istuntoon). Yksi lapsi oli yli 3-vuotias, kun viimeinen istunto pidettiin, ja hänet jätettiin lopullisen data-analyysin ulkopuolelle. Kaksi lasta oli alle 3-vuotiaita, kun ensimmäinen istunto pidettiin, ja heidät otettiin mukaan. Jäljelle jääneistä 41 lapsesta (ikä ensimmäisellä istunnolla: M = 40 kk, SD = 3, min = 35 ja max = 45) 15 oli poikia ja 26 tyttöjä.

Kaikki lapset testattiin päiväkodin erillisessä huoneessa saman naispuolisen kokeenjohtajan toimesta. Kaikki päiväkodit sijaitsivat Berliinissä, Saksassa. Kaikille vanhemmille kerrottiin tutkimuksen tavoite ja menettelytapa. Heillä oli mahdollisuus kysyä tarkennuksia. Lapset osallistuivat tutkimukseen vanhempiensa kirjallisella suostumuksella, mutta suostumuksen antamisen jälkeenkin lapset saattoivat lopettaa yhteistyön milloin tahansa omasta puolestaan. Osallistumisesta palkittiin makeisilla ja värityskuvilla. Laitoksemme ei tarvinnut tähän tutkimukseen eettisen toimikunnan hyväksyntää. Tämä tutkimus toteutettiin Saksan psykologiyhdistyksen eettisten ohjeiden mukaisesti.

Materiaalit

Testiärsykkeet koostuivat 12:sta käsin piirretystä ja sen jälkeen digitalisoidusta kuvasta, jotka esittivät 2D-luokiteltuja eläviä ja elottomia esineitä (liite A) ja niiden peilikuvia. Kuvat olivat epäsymmetrisiä, jotta osallistujat pystyivät erottamaan kuvat ja vastaavat peilikuvat toisistaan. Kaikkia kuvia ja niiden peilikuvia käännettiin lähtötilanteesta (0°) 45°, 90°, 135°, 165°, 195°, 225°, 270° ja 315°. 165° ja 195° valittiin tavanomaisen 180°:n sijasta, jotta tarjottiin yksiselitteisesti lyhin kiertoreitti.

Kaikki ärsykkeet esitettiin kosketusnäytöllä varustetussa Clevo Co., eTouch TN12T -kannettavassa (12′′, 1280 pikseliä × 800 pikseliä). Esittämiseen ja mittaamiseen käytettiin E-Prime-ohjelmistoa.

Menettely

Osallistujille esitettiin aina keskimmäinen kuva ja sen alapuolella kaksi pienempää vertailukuvaa (kuva 1). Lasten tehtävänä oli koskettaa keskimmäistä kuvaa vastaavaa pientä kuvaa (ohjelmisto kirjasi automaattisesti, mitä kuvaa kosketettiin ja milloin se tapahtui). Kun he koskettivat oikeaa kuvaa, näytölle ilmestyi hymiö ja soitettiin miellyttävä sävel; kun taas väärää kuvaa kosketettiin, näytölle ilmestyi murheenkryyni ja soitettiin epämiellyttävä sävel. Kokeen suorittaja käynnisti jokaisen kokeen painamalla nappia. Kokeen suorittaja varmisti, että lapset asettivat kätensä monitorin edessä olevalle matolle, ja odotti, että lapset katsoivat monitoriin, ennen kuin hän käynnisti jokaisen kokeen. RT mitattiin ärsykkeen alkamisesta alkaen (eli kun kuvassa 1 näkyvä ärsykekokoonpano ilmestyi).

Lapset osallistuivat istuntoihin tavallisesti viikoittain, ja istuntojen välissä oli 7-8 päivän tauko.

Tiedot erosivat toisistaan kolmen istunnon välillä (kaksi harjoittelusessiota ja yksi lopullinen testisessio), kuten alla on kuvattu.

Ensimmäinen sessio

Ensimmäinen sessio oli harjoittelusessio, joka koostui 49 kokeesta. Keskeinen kuva oli varustettu ”kahvalla” ja se oli käännettävissä. Ensimmäinen koe oli aina kala ja keskeinen kuva kääntyi noin 135°. Kokeen suorittaja demonstroi, miten keskeistä kuvaa voitiin kääntää manuaalisesti vetämällä kahvaa kosketusnäytöllä. Sitten hän käänsi keskeisen kalan 0°-asentoon. Hän kertoi osallistujille, että tässä pystyasennossa oli helppo nähdä, mikä vertailukuvista vastasi keskeistä kuvaa. Tämän jälkeen hän tutki molempia vertailukuvia ja kosketti vastaavaa kuvaa. Tämän demonstraation jälkeen seurasi 48 koetta (3 × 8 kiertoa × 2 lateraalisuutta ) satunnaisessa järjestyksessä. Lapsia rohkaistiin ratkaisemaan tehtävä itse.1 Kokeen suorittaja vastasi kuitenkin kaikkiin heidän kysymyksiinsä ja toisti ohjeet tarvittaessa. Kun lapset lakkasivat käyttämästä keskeisen kuvan kiertoa ratkaistakseen tehtävän itsenäisesti, kokeilija ei kommentoinut heidän valintaansa tai pakottanut käyttämään manuaalista kiertoa.

Toinen istunto

Toinen istunto koostui 68 kokeesta. Kuten ensimmäisessä istunnossa, keskimmäinen kuva oli varustettu kahvalla ja se oli käännettävissä. Neljä ensimmäistä koetta oli ennalta määrätty (kana 45°, kana 225°, mehiläinen 165° ja mehiläinen 315°). Sitten seurasi 64 koetta (4 × 8 kiertoa × 2 lateraalisuutta ) satunnaisessa järjestyksessä. Jälleen lapsia pyydettiin ratkaisemaan tehtävä, kuten he olivat oppineet. Neljän ensimmäisen kokeen jälkeen lapsia pyydettiin jatkamaan ilman, että he pyörittäisivät keskimmäistä kuvaa manuaalisesti, vaan vain kuvittelisivat tekevänsä niin (mielikuvitusohje). Kahvan käyttö oli kuitenkin edelleen sallittua. Kuten ensimmäisellä kerralla, kokeilija vastasi kaikkiin kysymyksiin ja toisti ohjeet tarvittaessa. Jos lapset jatkoivat kahvan käyttöä, heitä kannustettiin selviytymään ilman sitä.

Kolmas istunto

Kolmas istunto koostui 64 kokeesta (4 × 8 pyöritystä × 2 lateraalisuutta ), jotka esitettiin satunnaisessa järjestyksessä. Mitään esineitä ei ollut esitetty aiemmissa istunnoissa. Kädensijaa ei ollut, eikä keskeistä kuvaa voitu kääntää. Ennen kokeiden aloittamista lapsille kerrottiin, että heidän oli ratkaistava tehtävä ilman manuaalista kiertoa. Kokeen suorittaja ei vastannut lisäkysymyksiin.

Tulokset

Tässä tutkimuksessa keskityttiin siihen, pystyivätkö lapset ratkaisemaan tämän mentaalisen rotaatiotehtävän. Tätä testattiin kolmannessa istunnossa. Siksi kaikki tulokset-osiossa ilmoitetut tiedot viittaavat kolmanteen istuntoon.

Tarkkuus

Ryhmätasolla lasten suoritus oli sattumaa parempi (M = 38,22 osumaa, SD = 5,45, min = 26, max = 49 ja osumisprosentti = 59,7 %), t(40) = 7,31, p < 0,001 ja dz = 1,16 (vrt. Lakens, 2013), mikä osoitti, etteivät osallistujat olleet pelkkää arvausta tekeviä henkilöitä (kuva 2). Lisäksi laskettiin niiden yksilöiden määrä, jotka olivat binomijakauman mukaan (p < 0,05) yksilötasolla sattuman yläpuolella. Tämän kriteerin saavutti 16 yksilöä. Nämä tulokset osoittavat, että 3-vuotiaat pystyvät ratkaisemaan klassisia mentaalisen rotaation tehtäviä.

Poikien (M = 38,0 osumaa, SD = 5,24 ja osumisprosentti = 59,4 %) ja tyttöjen (M = 38,35 osumaa, SD = 5,66 ja osumisprosentti = 59,9 %) suoritusten välillä ei ollut havaittavissa eroa, p > 0,20. Ei ollut viitteitä siitä, että suorituskyky erosi kulmaeron, F < 1 (taulukko 1) tai neljän erilaisen testiärsykkeen vuoksi, p > 0.20.

Reaktioajat

Analyysissä otettiin huomioon vain niiden kokeiden RT:t, joissa oli oikeat ratkaisut, RT:t, jotka olivat pienempiä kuin 1 SD:n tai suurempia kuin 2 SD:n ryhmäkeskiarvo, jätettiin pois (Täydentävä lisäys B), ja RT:t, joilla oli sama kulmaepäterävyys lyhimmällä kiertoradalla, yhdistettiin (esim, 90° ja 270°; ks. Shepard ja Metzler, 1971), jolloin saatiin neljä eri kiertokulmaa. Keskimääräinen RT oli M = 4196 ms, SD = 1543 (Täydentävä liite C).

Laskettiin 4 (kulmat: 45°, 90°, 135° ja 165°) × 2 (sukupuoli) ANOVA. Tekijällä kulma ei ollut vaikutusta, F < 1, tai havaittavia suuntauksia – lineaarisia tai muita, kaikki Fs < 1. Jopa kuvailevasti ei ollut viitteitä siitä, että RT:t pitenisivät suuremman kulmaeron myötä. Muita vaikutuksia tai interaktioita ei ollut, kaikki Fs < 1. Tämä analyysi toistettiin niille 16 lapselle, jotka olivat yksilöllisesti sattuman yläpuolella, ja saatiin samat tulokset.

Pyörimissuunta

Ensimmäisellä istunnolla lapset käyttivät kahvaa keskimmäisen ärsykkeen pyörittämiseen käsin. Pyörimissuunta kirjattiin jokaisesta kokeesta. Lisäanalyysi suoritettiin sen testaamiseksi, oliko lapsilla jokin mieluisin pyörimissuunta, joka saattaisi tukahduttaa odotetun lineaarisen trendin. Siksi myötäpäivään kierto laskettiin +1:ksi, vastapäivään kierto -1:ksi ja ei kiertoa nollaksi. Ensimmäisen istunnon osalta tämä johti suuntapisteytykseen -48:sta +48:aan. Suuri negatiivinen pistemäärä osoitti taipumusta kiertoon vastapäivään ja suuri pistemäärä osoitti taipumusta kiertoon myötäpäivään. Mitään merkittävää taipumusta jompaankumpaan pyörimissuuntaan ei kuitenkaan ollut havaittavissa, M = 2.68, SD = 13.81, min = -29, max = 42 ja p > 0.20.

Suhteellisen suuri keskihajonta ja erottuvat maksimi ja minimi oikeuttavat kuitenkin ajatuksen siitä, että voi olla yksilöitä, joilla on suuntapreferenssi. Nämä yksilöt olisivat saattaneet viedä tämän mieltymyksen toiseen istuntoon ja kolmanteen istuntoon. Siksi kolme osallistujaa, joilla oli korkein ja kolme osallistujaa, joilla oli alhaisin suuntapistemäärä, poistettiin ja 4 (kulmat: 45°, 90°, 135° ja 165°) × 2 (sukupuoli) ANOVA laskettiin ilman heitä. Kuten aiemminkin, tämä ei tuottanut merkitseviä tuloksia, kaikki F:t < 1, mikä osoittaa, että mahdollinen lineaarinen trendi ei johtunut yksittäisistä yksilöistä, joilla oli mieluisin pyörimissuunta.

Keskustelu

Yhtäältä ryhmänä 3-vuotiaat osoittivat kykynsä ratkaista mentaalinen pyöritystehtävä selvästi satunnaista tasoa korkeammalla tasolla. Oli myös joukko 3-vuotiaita, jotka suoriutuivat yksilötasolla sattumaa paremmin. Toisaalta ei ollut viitteitä mentaaliselle rotaatiolle tyypillisestä lineaarisesta trendistä.

Vertailtuna pikkulapsitutkimuksiin näiden tulosten ei pitäisi olla yllättäviä. Kun hyväksymme, että imeväisikäiset pystyvät erottelemaan esineitä ja niiden peilikuvia, on kohtuullista odottaa, että myös 3-vuotiaat pystyvät siihen. Imeväisikäisten suoritusta on kuitenkin vaikea kvantifioida nykyisillä totutteluparadigmoilla, ja sitä on vaikea verrata suoraan 3-vuotiaiden suoritukseen klassisessa mentaalisessa rotaatiotehtävässä. Nykyisillä totutteluparadigmoilla suorituskykyä voidaan arvioida vain ryhmätasolla vertailemalla katseluaikoja (ks. Mash ym., 2008). Yksittäisiä sattumanvaraisen suorituksen ylittäviä suorittajia ei voida luotettavasti tunnistaa eikä oikein ratkaistujen kokeiden lukumäärää kvantifioida. Testaamiamme lapsia vanhemmista lapsista on kuitenkin olemassa osumamääriä. Esimerkiksi Frick et al. (2013) havaitsivat palapelin mentaalisen rotaation paradigmassaan, että 4-vuotiaat suoriutuivat alle sattuman osumisprosentilla 53,8 % ja 5-vuotiaat suoriutuivat luotettavasti sattuman tason yläpuolella osumisprosentilla 67,5 %, jolloin tässä testatut 3-vuotiaat sijoittuivat näiden ikäryhmien väliin osuvalla osumisprosentilla 59,7 %:lla.

Tämä asettaa nykyiset tuloksemme ristiriitaan viimeaikaisten tutkimustulostensa kanssa (ks. Frick et al., 2014), mutta se näyttäisi sopivan paremmin yhteen, kun aiempia tutkimuksia tarkastellaan tarkemmin. Kun Marmor (1975, 1977) oli lasten mentaalisen rotaation tutkimuksen uranuurtaja, hän koulutti osallistujia neljän päivän ajan ja havaitsi, että 4-vuotiaat pystyivät todellakin ratkaisemaan mentaalisen rotaation tehtäviä. Tämä havainto viittaa siihen, että nuorempien lasten epäonnistuminen mentaalisen rotaation tehtävissä saattaa johtua tehtävän vaativuudesta ja että tilanne voidaan korjata pidennetyllä harjoittelulla (ks. Keen, 2003).2 Tai päinvastoin, näyttää mahdolliselta, että viimeaikaiset tutkimukset, joissa on tutkittu lasten kanssa mentaalista rotaatiota, ovat olleet liian hätäisiä (esimerkiksi muissa mentaalista rotaatiota koskevissa tutkimuksissamme, joissa on tutkittu lasten kanssa, on varattu 20-30 minuuttia osallistujaa kohti). Näin ollen lasten kykyjä aliarvioidaan.

Erityisen huomionarvoista on kuitenkin se, että lineaarista suhdetta kulmaepäterävyyden ja RT:n välillä ei havaittu tässä tutkimuksessamme. Näin oli jopa silloin, kun tarkasteltiin vain hyvin suoriutuvia osallistujia tai kun otettiin huomioon, että jotkut osallistujat saattoivat kiertää enimmäkseen samaan suuntaan sen sijaan, että olisivat valinneet lyhimmän reitin. On epätodennäköistä, että tämä johtuisi käytetystä mentaalisen rotaation paradigmasta (keskeinen kuva ja vertailukuvat), sillä tätä paradigmaa on käytetty aikuisten ja vanhempien lasten kanssa aiemmin, ja se on aina tuottanut lineaarisen suuntauksen (esim. Wohlschläger ja Wohlschläger, 1998; Krüger ja Krist, 2009). Saattaa olla mahdollista, että kykyjensä äärirajoilla suorittaminen (ks. Frick ym., 2014) on hämärtänyt 3-vuotiaiden mentaalisten rotaatioprosessien hienommat yksityiskohdat. Vanhemmilla lapsilla tehdyt aiemmat tutkimukset ovat jälleen heterogeenisiä. Vaikka Frick et al. (2013) eivät havainneet lineaarista yhteyttä RT:n ja kulmapoikkeaman välillä 4-vuotiailla, Marmor (1977) havaitsi. Mitä tulee pikkulapsiin, nykyiset totutteluparadigmat eivät mahdollista RT: n mielekästä mittaamista, koska ei ole olemassa nimenomaista ajankohtaa, jolloin pikkulapset ”vastaavat” (ks. Mash et ai., 2008).

Tällainen lineaarinen suuntaus olisi tietysti erittäin informatiivinen, koska se olisi vahvistanut, miten osallistujamme ratkaisivat tehtävän, nimittäin analogisten henkisten muunnosten avulla (Shepard ja Metzler, 1971). Tällaisen yhteyden ilmeinen puuttuminen RT:n ja kulmaeron väliltä puolestaan asettaa kyseenalaiseksi sen oletuksen, että se, mitä havaitsimme tässä 3-vuotiailla, on sama kuin mentaalinen rotaatio vanhemmilla lapsilla ja aikuisilla. Näin ollen selkeä osoitus siitä, miten 3-vuotiaat ratkaisivat tehtävän, puuttuu. Tämä ongelma koskee myös pikkulapsia. Kuten johdannossa kuvattiin, toisesta tutkimuksesta on kuitenkin näyttöä siitä, että 3-vuotiaat käyttävät analogisia mentaalisia muunnoksia ratkaistessaan erilaista, yksinkertaistettua mentaalista rotaatiotehtävää (Krüger ym., 2014). Ja on viitteitä siitä, että aikuiset käsittelevät pikkulasten mentaalisia rotaatiotehtäviä melko samalla tavalla kuin pikkulapset. Heil ym. (2018) havaitsivat aikuisnäytteessä korkean korrelaation mukautetussa pikkulasten tehtävässä (Moore ja Johnson, 2008) ja mentaalisen rotaation testissä (Peters ym., 1995) suoriutumisen välillä. Siksi vaikuttaa ajateltavissa olevan, että osallistujat käyttivät analogisia mentaalisia muunnoksia myös tässä tehtävässä ja imeväistehtävissä.

Johtopäätös

Etenkin lineaarisen yhteyden puuttuminen kulmaepäterävyyden ja RT:iden välisestä lineaarisesta yhteydestä tekee nykyisten löydösten tulkinnasta epäselvää. Periaatteessa on mahdollista tehdä kaksi hyvin erilaista johtopäätöstä.

Yhtäältä voidaan – Lev Vygotskyn mukaisesti – väittää, että riittävällä valmennuksella ja kärsivällisyydellä on mahdollista paljastaa lapsista kykyjä, jotka eivät näy pintapuolisella vilkaisulla. Tässä havaitsemamme ilmiö on todellakin analogisiin mentaalisiin transformaatioihin perustuvaa mentaalista rotaatiota 3-vuotiailla lapsilla. Sama saattaa päteä myös vauvojen kykyyn erottaa esine ja sen peilikuva toisistaan yksinkertaistetuissa mentaalisen rotaation tehtävissä. Kyky käyttää analogisia mentaalisia muunnoksia on siis luontainen jo varhaisesta iästä lähtien, eikä näennäisesti pyörivien pikkulasten ja selvästi pyörivien 5-vuotiaiden välillä ole eroa. Tällaiseen tulkintaan liittyy riski lasten kognition yliarvioimisesta.

Toisaalta voidaan noudattaa tiukempaa tulkintaa – joka on verrattavissa Jean Piaget’n lähestymistapaan. Niinpä 3-vuotiaat pystyvät ratkaisemaan klassisia mentaalisia rotaatiotehtäviä vasta sen jälkeen, kun heille oli paljastettu, miten se tehdään, ja silloinkin ei ollut suoraa näyttöä siitä, että analogiset mentaaliset muunnokset olisivat mukana. On siis edelleen epäselvää, miten he tarkalleen ottaen onnistuivat olemaan huomattavasti useammin oikeassa kuin väärässä. Tottumistutkimukset eivät anna mitään todisteita käsitteellisestä ymmärryksestä mentaalisesta rotaatiosta, saati analogisista mentaalisista transformaatioista. Lisäksi on kyseenalaista, että yhden kohteen katsomista pidempään kuin toisen kohteen katsomista tai tehtävän suorittamista sattumaa paremmin, mutta ei läheskään täydellisesti, olisi pidettävä pätevyytenä. Tällaiseen tulkintaan liittyy tietysti riski lasten kognition aliarvioimisesta.

Tekijän panos

Tekijä vahvistaa olevansa tämän työn ainoa tekijä ja hyväksyneensä sen julkaistavaksi.

Rahoitus

Tätä tutkimusta on tuettu Deutsche Forschungsgemeinschaftin (DFG) apurahalla KR 4504/2-1.

Erittely eturistiriidoista

Tekijä ilmoittaa, että tutkimus suoritettiin ilman kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voitaisiin tulkita mahdolliseksi eturistiriidaksi.

Kiitokset

Haluan kiittää Christina Seligeriä avusta ärsykkeiden luomisessa ja tietojen keräämisessä.

Täydentävä aineisto

Tämän artikkelin lisäaineisto löytyy verkosta osoitteesta: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2018.01796/full#supplementary-material

Alaviitteet

1. ^Joissain mentaalisen rotaation tutkimuksissa osallistujia pyydetään vastaamaan mahdollisimman nopeasti ja oikein. Näin ei ollut tässä tapauksessa. Signaalin havaitsemisen teorian mukaan tämä näyttäisi olevan paradoksaalinen vaatimus. Aikuiset osallistujat tulkitsevat tämän vaatimuksen yleensä siten, että he löytävät tasapainon molempien optimointien välillä, mutta vaikuttaa epäilyttävältä, että pienet lapset ymmärtävät tarvittavat vertailut. Tämä saattaa kuitenkin vaikuttaa tuloksiin – erityisesti RT-aikoihin. Yksinkertaistetussa mentaalisen rotaation tehtävässä, jossa oli sama ikäryhmä ja jossa ei ollut tällaista ohjetta, RT-ajat olivat kuitenkin tyypillisiä mentaaliselle rotaatiolle (Krüger ym., 2014, Exp. 1).
2. ^On kuitenkin huomattava, että lasten suorituskyky ei välttämättä johtunut tehtävän vaatimuksista. Voi yhtä hyvin olla, että harjoittelu auttoi lapsia ymmärtämään, mitä tehtävä vaati heiltä (ks. Marmor, 1975). Myös molempien lähestymistapojen yhdistelmä on mahdollinen.

Liite A