You are currently viewing Útvonalak az emlékezetben

Útvonalak az emlékezetben

Hány útvonalat kell felidéznünk napról napra, hogy mindenhova eljussunk, ahol várnak ránk? A tájékozódás annyira alapvető képesség, hogy az ember ritkán gondolkodik el rajta, hogyan is találja meg minden úticélját. Egy klasszikus elmélet szerint az ember és az állatok ún. kognitív térképeket hoznak létre a környezetről, ezeket felhasználva tájékozódnak. Egy új tanulmány azonban kétségbe vonja ezt a megállapítást, úgy tűnik legalábbis, hogy a rágcsálók vészhelyzetekben másképp navigálnak.

A tájékozódás vizsgálata alapvetően mindig is összefonódott az emlékezet vizsgálatával. A két képesség szorosan összefügg, hiszen a navigáció gyakran már ismert területeken történik. A tájékozódás egyik klasszikus tanulmányát még a XX. század első felében végezte el az amerikai Edward C. Tolman. Ebben az időben a behaviorizmus egyeduralkodó volt az amerikai pszichológiában. Minden fontos egyetemi pozíciót a behaviorizmus megrögzött hívei töltöttek be. Az amerikai kísérleti pszichológiában csak ennek az irányzatnak a követői tudtak érvényesülni. Tolman is behaviorista volt, azonban kísérletei hozzájárultak az irányzat háttérbe szorulásához.

A behaviorizmus alapvető álláspontja az volt, hogy tudományos igényességgel pusztán a viselkedést lehet vizsgálni, így a nem megfigyelhető mentális folyamatok nem képezik a pszichológia tárgyát. A behavioristák úgy tekintettek az elmére, mint egy fekete dobozra, aminek a tartalma jelentéktelen a viselkedés megértése szempontjából. Ebben a korszellemben tevékenykedett Tolman is, aki azt vizsgálta, hogyan navigálnak a kísérleti patkányok különféle útvesztőkben. Az egyik kísérletben azt figyelte meg, hogy befolyásolja-e, hogy milyen gyorsan tanulják meg az állatok egy új táplálékforrás helyét, ha korábban már többször bejárták az adott labirintust.

Tolman és a kognitív térkép

A behavioristák szerint az állatok csak abban az esetben tanulnak, ha valamiféle érdekük fűződik hozzá. Például amikor táplálékot találnak a labirintus valamely részében. Tolman kísérletében a patkányok egy része úgy járta be a labirintust, hogy abban soha nem talált semmilyen eleséget, egy másik csoport pedig soha nem járt az adott labirintusban. Ezután Tolman néhány alkalommal egy adag táplálékot helyezett a labirintus egyik pontjára és megfigyelte, hogy hány alkalom szükséges ahhoz, hogy a kísérleti állat megjegyezze a táplálék helyét a labirintusban. Arra jutott, hogy azok az állatok, akik korábban már jártak a labirintusban, hamarabb tanultak meg eljutni a táplálék helyére. A behaviorista elképzelés szerint az állatok két csoportja között nem kellett volna eltérésnek lennie. Az eredmény viszont azt sugallta, hogy az állatok a nem jutalmazott próbák során is tanultak. Tolman szerint ez azt jelentette, hogy egy kognitív térképet hoztak létre a labirintusról, melynek köszönhetően később már könnyű dolguk volt, amikor megjelent a jutalom.

Tolman további vizsgálatai során azt találta, hogy amikor az állatok számára ismert labirintusban lezárta a táplálékhoz vezető legrövidebb utat, akkor az állatok többnyire azonnal az új legrövidebb utat választották a táplálék megszerzéséhez. Ez az eredmény szintén azt bizonyította számára, hogy az állatok leképezik a környezetüket és ezt a leképezést használva navigálnak, nem pedig a jutalmat eredményező cselekvések láncolatát jegyzik meg.

Mégse kognitív térképpel tájékozódnak a rágcsálók?

Egy új vizsgálat azonban részben kétségbe vonja Tolman következtetését. Egy angol kutatócsoport az egerek menekülését vizsgálva arra a következtetésre jutott, hogy nem minden esetben alapul az állatok útkeresése kognitív térképen.

A kutatók azért döntöttek a menekülés vizsgálata mellett, mert vészhelyzetben a rágcsálók igyekeznek a lehető legrövidebb úton biztonságba jutni. A menekülés így betekintést enged az állat környezetéről alkotott elképzeléseibe, méghozzá a kutatók szerint megbízhatóbban, mint a Tolman által használt kísérleti elrendezés. Az első kísérletben az állatok egy nagy nyílt felületen találták magukat, aminek az egyik szélén egy fedett rész szolgált menedékként. Az ilyen fedett területek a rágcsálók számára a biztonságot jelentik, tehát vészhelyzet esetén ezek felé menekülnek. A felület egy másik része veszélyzóna volt. Ha erre a területre tévedt az állat, akkor egy hangos hangot játszottak le a kutatók, aminek hatására az állat azonnal menekülésbe kezdett, nagyjából egyenes vonalon szaladt a menedékbe.

A kutatók ezután egy falat illesztettek a veszélyzóna és a menedék közé. Ebben az esetben az állatok nagyjából fele az első alkalommal egyenesen a falnak szaladt, majd onnan módosította az útvonalát, hogy eljusson a menedékbe. Nagyjából három próba után már az összes állat rögtön a fal megkerülését célozta meg. Érdekes módon ez a viselkedés akkor is megmaradt, amikor a falat eltűntették: az egerek továbbra is kikerülték a falat, ami már nem volt ott. Az állatok fele akkor is így tesz, ha hagyják számára, hogy perceken keresztül békésen fedezze fel a felületet úgy, hogy a fal el van távolítva.

A kísérleti állatok a veszélyzónában rémítő hangot hallanak, ezért visszamenekülnek a menedékbe. Amennyiben egy fal kerül a veszélyzóna és a menedék közé, az egerek még néhány próba során nekifutnak a falnak, azonban hamarosan megtanulják egyből elkerülni. Később azonban a fal eltávolítása után is kerülnek a menekülés során (Forrás: Hardcastle, 2021 – Nature Neuroscience).

Ha kognitív térképet hoznának létre az állatok a környezetükről, akkor nem világos, hogy a fal nélküli felfedezést követően miért kerülik ki mégis a falat, amiről elvileg már tudniuk kellene, hogy nincs a helyén. Mi lehet a magyarázat?

Az első lehetőség, hogy az állatok mégis kognitív térképet hoznak létre a környezetről, pusztán csak nem fedezték fel eléggé a fal hiányát a kísérletekben. Ennek a feltevésnek azonban ellentmond, hogy a kutatók nem találtak összefüggést a felfedezés mérőszámai és a teljesítmény között. Tehát nem volt valószínűbb, hogy az az egér, amelyik kevesebbet közlekedett a felületen több próbán kerüli el a hiányzó falat.

Egy másik lehetőség, hogy az állatok tulajdonképpen testmozgások láncát jegyzik meg, ahogy azt annak idején a behavioristák is gondolták. Például, megjegyzik, hogy 170 fokban kell elfordulniuk a veszélyzónától, majd tenni néhány lépést és újabbat fordulni, hogy a menedékbe jussanak. A kutatók azonban azt találták, hogy a felderítés során nagyon változatos, hogy mekkora szögeket fordulnak és hány mozdulatot tesznek a cél eléréséhez az állatok, tehát ez a magyarázat sem tartható.

Alcélok határozzák meg az útvonalat

A kutatók végül azt a feltevést fogalmazták meg, hogy az állatok az útvonal bejárása során a látótérben lévő célpontokat azonosítanak, ezek felé futnak és így alakítják a menekülési útvonalat. A feltételezés középpontjában tehát az áll, hogy a menekülések során az állatok alcélokat állapítanak meg. Ezt támasztja alá az is, hogy a fal hosszának későbbi megváltoztatása mellett az állatok továbbra is megtartották az eredeti célpontot, vagyis néha nagyobb ívben kerülték a falat, mint szükséges lett volna, néha pedig nekirohantak. Végül a fedett térrész eltávolítása esetén az állatok nem gyakorolták a menekülést (ilyenkor megdermedtek a hang hatására) és ekkor nem kerülgették az eltávolított falat, akkor sem, ha korábban csak a fallal ellátva járták be a felületet.

A vizsgálat során három elképzelést vetettek össze a kutatók az útkeresés kognitív mechanizmusaira vonatkozólag és az eredmények alapján úgy tűnt, hogy az egerek navigációs rendszere alcélokat határoz meg a menekülés során (Forrás: Hardcastle, 2021 – Nature Neuroscience).

Az azonban kérdés, hogy mennyire terjeszthető ki ez a megállapítás a normális navigációra. A menekülés ugyanis egyedülálló abból a szempontból, hogy azonnali, gyors reakciót igényel. Egy ilyen helyzetben elképzelhető, hogy egyszerűbb és gyorsabb információfeldolgozási folyamatokon alapuló mechanizmusok irányítják az útkeresést, de ettől még nem feltétlenül kell azt gondolnunk, hogy más helyzetekben is így történik a dolog. A kutatók azonban úgy is megismételték a feladatot, hogy egy kis táplálékkal csalogatták a menedékbe az állatokat és ebben az esetben is úgy találták, hogy áll az alcélokon alapuló magyarázat.

A tanulmány tehát kétségbe vonja a tájékozódás egy klasszikus elképzelését, a kognitív térképek meglétét, legalábbis rágcsálók esetében. A munka egy másik fontos üzenete, hogy a viselkedés pontos és részletes felmérése révén még manapság is lehetséges újat mondani a mentális működések szabályszerűségeiről.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2021/38. számában, az Agyi aktualitások rovatban jelent meg.

Források:

A step-by-step guide home | Nature Neuroscience

https://www.nature.com/articles/s41593-021-00884-8

Vélemény, hozzászólás?