Luento 5 – Tarkkaavaisuus ja muisti

Tarkkaavaisuus

Jääskeläinen kävi läpi tarkkavaisuuden ilmiöitä monen esimerkin kautta. Tärkeää oli ymmärtää, että me pystymme vaikuttamaan paljolti siihen mitä havaitsemme kääntämällä huomiomme tiettihin asioihin. Toisaalta voimakkaat aistiärsykkeet havainnoidaan joka tapauksessa vaikka olisimme keskittyneet muistelemaan jotain vanhaa asiaa. Aikaisemmat kokemuksemme luonnollisesti muokkaavat suuresti sitä, mitä pystymme havainnoimaan. Tässä mainittiin esimerkkinä luennoitsijan tytär, joka ei tunnistanut vanhaa lankapuhelinta puhelimeksi koska tytär ei niitä ollut aikaisemmin nähnyt. Me vähän vanhemmat ihmiset kuitenkin olemme assosioineet puhelimeen sekä lankapuhelimen että nykyiset kännykät. Toisena esimerkkinä oli niin sanottu cocktail-juhla -ilmiö, millä tarkoitetaan kykyä keskittyä puheensorinassa tiettyyn keskusteluun mutta toisaalta kuitenkin alitajuisesti huomata taustamelusta oma nimensä. Meillä on siis huomattava kyky poimia tiettyjä asioita tietoisuuteen ja samalla prosessoida alitajuisesti “taustakohinaa”. Kävimme luennolla läpi lisäksi muutamia esimerkkipotilaan tapauksia sekä lyhyesti tarkkaavaisuuten vaikuttavia sairauksia kuten ADHD, Alzheimer ja Parkinsonin tauti.

Tutustuimme nopeasti terminä myös Gestalt-psykologiaan, joka on itse asiassa tuttu kevään Information Visualization -kurssilta. Gestaltin lait auttavat ymmärtämään miten me havainnoimme eri muotoja. Näitä lakeja ovat muun muassa (vapaasti suomennettuna) läheisyys, jatkuvuus, samankaltaisuus ja suhteellinen koko. Gestaltin lakeja on yleensä käytetty selventämään alla näkyvän kuvan (Wikipediasta) ja vastaavien kuvien havannointia. Pyrimme yhdistämään näissä kuvissa ääriviivoja vaikka muotojen välillä olisi tyhjääkin.

Gestaltin psykologiaa

Information Visualization -kurssilla käytiin läpi paljon muutakin visuaaliseen havainnointiin liittyvää asiaa. Erityisesti mietittiin sitä, mitä asioita pystymme havaitsemaan luontaisesti ilman että visuaalista informaatiota tarvitsee tarkkaavaisesti prosessoida läpi. Olemme esimerkiksi erittäin hyviä huomaamaan erivärisen tai erimuotoisen objektin muiden joukosta. Yksi esimerkki kokemuksiemme vaikutuksesta tämäntyyppiseen havainnointiin on myös samaisella kurssilla mainittu kissa-esimerkki: Jos kissanpentu pidetään ensimmäisinä kuukausina pelkästään maailmassa jossa on vertikaalisia viivoja, kissa ei kykene sen jälkeen havaitsemaan ollenkaan horisontaalisia viivoja. Lapsuusiän altistus tietyille asioille on siis elintärkeää. Mainitaan viimeisenä esimerkkinä lyhyesti miten ylipäätään havaitsemme esineitä. Tähän on yleensä käytetty kahta eri lähestymistapaa: kuvapohjaista tunnistamista sekä rakennepohjaista tunnistamista (Geon theory). Kuvapohjaisessa tunnistamisessa tallennamme tietyntyyppisiä avainnäkymiä esineestä aivoihimme, jotka auttavat tunnistamisessa. Esimerkiksi lankapuhelimen tunnistamista varten meillä on luultavasti muutama avainnäkymä eri suunnista erilaisista lankapuhelimista. Erikoisesta kuvakulmasta nähtynä emme  kuitenkaan välttämättä tunnistakaan esinettä. Esimerkiksi naamatunnistus toimii huonosti mikäli kasvot ovat ylösalaisin.

Jos havainnoinnin tutkiminen kiinnostaa, kannattaa tutustua tai käydä Information Visualization -kurssi joka järjestetään kolmannessa periodissa: http://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/t-61.5010/luennot

Muisti (ja plastisuus)

  • Luennon jälkimmäinen osio keskittyi nimestään huolimatta vain muistiin. Plastisuus oli jouduttu sektioimaan luentomateriaalista ajanpuutteen vuoksi. Näin siinä käy kun vähennetään luentojen määriä. Onneksi jatkokurssilla taidetaan käsitellä plastisuutta enemmänkin.
  • Muistiluento ilman Pavlovin koiria olisi kuin hyvä viini ilman seuraa, kuin mustamakkara ilman puolukkahilloa, kuin iterointi ilman matlabia, kuin auringon säteet ilman otsonikerrosta. Siksipä hauvakeissi käytiin jälleen kerran nopeasti läpi. Koejärjestelynä tämä kuuluisa koe on kyllä yksinkertaisuudessaan kaunis. Pointsit siitä. Ylipäänsä vanhan liiton behavioralististen kokeiden laatijat, jotka joutuivat pärjäämään ilman nykyisiä hienoja ja kalliita kuvantamismenetelmiä ovat olleet aivotutkimuksen todellisia McGyvereita. Pointsit heillekin.
  • Muisti jaetaan usein lyhytkestoiseen ja pitkäkestoiseen muistiin. Lyhytkestoinen muisti voidaan jakaa sensoriseen muistiin ja työmuistiin. Sensorista muistia on esimerkiksi kaikumuisti. Sensorisen muistin kesto on hyvin lyhyt, alle 0.1 s., ja se ei edellytä havainnoijan tietoista toimintaa tai tarkkaavaisuutta [1]. Työmuisti puolestaan edellyttää tarkkaavaisuutta, sen kapasiteetti on rajallinen (7$pm$2 yksikköä [latex-kääntäjä Aalto-blogiin, kiitos])  ja kesto jo useita sekunteja . Pitkäkestoinen muisti jaetaan deklaratiiviseen (tapahtumat@episodinen, tieto@semanttinen), nondeklaratiiviseen (assosiatiivinen oppiminen, klassinen ehdollistuminen, habituaatio/sensitisaatio) ja proseduraaliseen (taidot ja tavat; miten tehdään?) muistiin.
  • Erityisen mielenkiintoinen yksityiskohta oli mielestämme työmuistin muistiyksiköiden rajallisuuden ja asiantuntemuksen välinen yhteys. Luennolla annetussa esimerkikssä käytiin läpi, että informaatio ‘TKK, IBM’ on toisille satunnaisia kirjaimia, jotka varaavat kuusi yksikköä, mutta käytännössä kaikille (terveille/sivistyneille) teknillistieteellisille ihmisille tuossa on vain kahden muistiyksikön verran kiinnostavaa asiaa. Toisin sanoen, asiantuntemus tehostaa havaitun tiedon prosessointia pakkaamalla enemmän asiaa yhteen muistiyksikköön. Tällaista kehitystä voidaan havaita esimerkiksi musiikin oppimisessa. Aluksi nuottien lukeminen on hir-ve-än hi-dast, eiku hi-das-ta. Treenaamisen jälkeen nuottien lukemisesta tulee sujuvampaa, kun monen nuotin paketit, esim 8 nuotin juoksutukset havaitaan yhtenä pakettina 8 erillisien nuotin sijaan. Tiedonryhmittelyky paranee siis asiantuntemuksen kasvaessa, mutta vastaavaa menetelmää voi hyödyntää kaikessa oppimisessa ja havainnoimisessa. Esimerkiksi puhelinnumero on helpompi opetella ryhmittelemällä numerot. Vertaa 0403489823 vs. 040 348 9823. Myöstekstiäjokaonjaettusanaväleinjataivälimerkeinonhuomattavastihelpompaatulkitakuinyhteenkirjoitettuatekstiä.
  • Pitkäkestoiseen muistiin liittyen kävimme läpi erään kuuluisan potilaskeissin, tapauksen H.M. Potilas H.M. menetti kykynsä muodostaa uusia deklaratiivisia muistijälkiä bilateraalin hippokampuksenpoiston jälkeen. Ohessa kaavittiin pois myös hippokampuksia ympäröivää aivokuorta ja mantelitumake. On mielenkiintoista, että H.M. kykeni kertaamalla muistamaan hetken aikaa esim numerosarjoja (=työmuisti OK) ja treenaamalla oppimaan piirtämään peilin kautta (=proseduraalinen muisti OK). Kuitenkin itse oppimistapahtumat unohtuvat, koska tapahtumamuisti on vinksallaan.