Rotatie mentala

Rotația mentală  este capacitatea de a roti reprezentările mentale ale figurilor bidimensionale și tridimensionale , asociată cu reprezentarea vizuală a unei astfel de rotații în mintea umană [1] . Există o legătură între părțile creierului responsabile de percepție și rotația mentală. În plus, rotația mentală poate fi legată de viteza de procesare cognitivă spațială și de inteligența generală . [2] [3] [4]

Rotația mentală poate fi descrisă ca mișcarea obiectelor de către creier pentru a înțelege natura și originea acestora. Este studiat în principal pentru a înțelege modul în care psihicul recunoaște obiectele din mediu. Rotația mentală este una dintre funcțiile cognitive ale unei persoane, care îi permite să recunoască un obiect schimbat.

Procesul de rotație mentală poate fi împărțit în următoarele etape: [2]

  1. Crearea unei imagini mentale a obiectului din toate părțile (prin reprezentarea obiectului atât în ​​proiecție directă, cât și în timpul virajelor).
  2. Rotirea mentală a unui obiect până când apare asemănarea (prin orientarea stimulului către o altă figură).
  3. Comparaţie.
  4. Luarea unei decizii cu privire la asemănarea sau diferența.
  5. Mesaj de decizie (timpul de reacție poate fi înregistrat prin apăsarea unui buton în timpul experimentului).

Procedura

În testul de rotație mentală , subiecții compară două obiecte tridimensionale (sau litere ), dintre care unele sunt rotite pe o anumită axă, și determină dacă sunt aceeași imagine sau imagini în oglindă ( enantiomorfe ) [1] . De obicei, în timpul testului, perechile de imagini sunt rotite cu un anumit număr de grade (de exemplu, 0°, 60°, 120° sau 180°). Materialul de stimulare final constă din figura originală, proprie, dar rotită și, în sfârșit, imaginea în oglindă. Experimentatorul evaluează subiecții cu privire la cât de precis și rapid pot distinge între perechile rotite și cele în oglindă. [5]

Cercetarea fenomenului

Shepard și Metzler (1971)

Roger Shepherd și Jacqueline Metzler (1971) au fost printre primii care au studiat rotația mentală [6] . Experimentul lor a avut ca scop studierea rotației mentale a obiectelor tridimensionale. Fiecare subiect a fost prezentat cu mai multe perechi de obiecte asimetrice (bidimensionale sau tridimensionale). Experimentul a fost conceput pentru a măsura cât timp i-ar lua fiecărui subiect pentru a determina dacă o pereche de obiecte este identică. Studiul a arătat că timpul de reacție în rezolvarea acestei probleme a fost direct proporțional cu unghiul de rotație al obiectului față de poziția sa inițială. Adică, cu cât obiectul s-a rotit mai mult față de poziția sa inițială, cu atât a durat mai mult timp până când subiectul îl compara cu originalul. [unu]

Vandenberg & Cuse (1978)

În 1978, Steven Vandenberg și Allan Cuse au dezvoltat un test care a evaluat capacitatea de a se roti mental. Sa bazat pe studiul original al lui Shepard și Metzler (1971). Desenele cu cerneală indiană au devenit materialul stimulent. Fiecare stimul era o imagine bidimensională a unui obiect tridimensional creat de un computer. Această imagine a fost prezentată pe un osciloscop . Apoi a fost prezentat în diferite poziții, rotit în jurul unei axe verticale. Studiul a constatat o diferență semnificativă în scorurile de rotație mentală între bărbați și femei, bărbații având performanțe mai bune. Corelațiile cu alți indicatori au arătat o relație puternică cu rezultatele testelor de abilități spațiale ale subiecților, precum și nicio relație cu abilitățile verbale ale acestora. [7] [8]

Activitate neuronală

În 1999, a fost efectuat un experiment pentru a găsi partea creierului implicată în procesul de rotație mentală. Subiecții au devenit șapte voluntari (4 bărbați și 3 femei) cu vârste cuprinse între 21 și 66 de ani. În timpul experimentului, li s-au arătat 8 simboluri, fiecare dintre acestea fiind prezentat de patru ori (două în poziție normală și două în poziție rotită). Subiecții trebuiau să stabilească dacă simbolul a fost prezentat în poziția inițială sau a fost oglindit. În timpul experimentului, a fost efectuată o scanare PET , care a evidențiat activarea în lobul parietal posterior drept al creierului. [9]

Studiile imagistice prin rezonanță magnetică funcțională ( fMRI ) demonstrează o creștere treptată a activării lobului parietal (în special a șanțului intraparietal) în funcție de complexitatea sarcinii. Adică, cu cât unghiul de rotație este mai mare, cu atât activitatea creierului asociată cu această sarcină crește. Această creștere a activării este însoțită de un timp mai lung de execuție a rotației mentale și de o rată de eroare mai mare. Cercetătorii susțin că creșterea activității creierului, creșterea timpului și creșterea ratei de eroare indică faptul că dificultatea unei sarcini este direct proporțională cu unghiul de viraj. [10] [11]

Culoare

Obiectele fizice pe care oamenii le rotesc mental în viața de zi cu zi au multe proprietăți, cum ar fi texturi, forme și culori. Cercetătorii de la Universitatea din California Santa Barbara și-au propus să examineze măsura în care informațiile vizuale (cum ar fi culoarea) sunt reprezentate în timpul rotației mentale. Acest studiu a folosit mai multe metode - studiul timpului de reacție, analiza protocolului verbal și urmărirea ochilor. În experimentele inițiale cu timpul de reacție, subiecții cu abilități slabe de rotație mentală au fost afectați de culoare, în timp ce cei cu abilități bune de rotație mentală nu au fost. În general, respondenții cu abilități slabe de rotație mentală au fost mai rapizi și mai precisi în identificarea imaginilor care aveau aceeași culoare. Analiza protocolului verbal a arătat că subiecții cu abilități spațiale scăzute au menționat culoarea unui obiect în sarcina de rotație mentală mai des decât cei ale căror abilități spațiale erau mari. Acest experiment a condus la concluzia că persoanele cu o capacitate de rotație mentală mai dezvoltată ar fi mai puțin probabil să reprezinte culoarea în timpul soluționării acestei probleme. În schimb, subiecții cu abilități de rotație mai slabe vor reprezenta mai des culoarea în timp ce rezolvă o problemă folosind strategii fragmentate (Khooshabeh & Hegarty, 2008). [12]

Influența atletismului și a abilității artistice

De asemenea, s-au făcut cercetări asupra modului în care atletismul și capacitatea artistică afectează rotația mentală. Peach și Jensen (2012) [13] au descoperit că sportivii și muzicienii sunt mai receptivi decât nespecialiștii. Împărțirea subiecților (a căror vârstă începea de la 18 ani) în trei grupuri a ajutat la studierea acestui lucru. Grupele au inclus, respectiv, elevi care studiază muzica, sportul și pedagogia. S-a constatat că studenții-sportivi sunt mai buni la rotația mentală decât cei care au studiat muzica sau pedagogia. În plus, sportivii de sex masculin au prezentat o rată de reacție mai rapidă decât sportivele de sex feminin. Cu toate acestea, nu a existat nicio diferență semnificativă în rezultatele muzicienilor de sex feminin și bărbați.

Moreau, Clerk și colab.(2012) [14] și-au propus, de asemenea, să testeze dacă sportivii ar fi mai conștienți din punct de vedere spațial decât non-sportivii. Experimentul a implicat studenți seniori. Au fost testați de două ori: înainte de începerea antrenamentului și după (proporția a fost de 10 luni). În plus, au fost antrenați în două sporturi diferite pentru a vedea dacă acest lucru le-ar ajuta la orientarea în spațiu. Rezultatele au arătat că subiecții au rezolvat problemele de rotație mentală după antrenamentul sportiv mai bine decât înainte.

Un alt studiu a analizat efectul rotației mentale asupra stabilității posturale. Subiecții au rezolvat mai întâi sarcini de rotație mentală (stimulii au fost un picior, un braț și o mașină neconectată la corp), apoi s-au echilibrat pe un picior. S-a dovedit că sarcinile care implică piciorul ca stimul au provocat un succes mai mare în echilibrare decât cele în care a fost prezentată mâna sau mașina (chiar și după 60 de minute). [cincisprezece]

În plus, a fost studiată diferența în capacitatea de rotație mentală (atât în ​​profunzime, cât și în plan) între gimnaste, handbaliste și fotbaliști. Rezultatele au arătat că sportivii au avut mai mult succes în rotația mentală, strâns legat de specializarea lor în sport. [16]

Există o legătură între rotația mentală și capacitatea motrică la copii (este vizibilă mai ales la băieții cu vârsta cuprinsă între 7-8 ani). Mai mult, prin evaluarea capacității motorii, este posibil să se prezică cu exactitate capacitatea de rotație mentală a unui copil. [17]

Testul de rotație mentală a fost efectuat pe gimnaste, orientatori, alergători și persoane nesportive. Rezultatele au arătat că non-sportivii au arătat mai puțină capacitate de rotație mentală decât orientatorii sau gimnastele. Cu toate acestea, rezultatele lor nu au diferit semnificativ de cele ale alergătorilor. În același timp, sportivii de orientare (sportivi alocentrici) au depășit gimnastele (sportivi egocentrici). [optsprezece]

Diferențele de gen

Diverse studii au arătat că există o diferență între bărbați și femei în sarcinile de rotație mentală. Pentru a explica acest fenomen, a fost studiată activitatea creierului în timpul unei sarcini. Un studiu a fost realizat în 2012. Subiecții erau oameni cu studii superioare (științe sau umaniste). Bărbații și femeile au fost rugați să rezolve sarcini de rotație mentală în timp ce activitatea lor cerebrală a fost înregistrată folosind fMRI. S-a găsit o diferență în activarea creierului, bărbații manifestând o activitate mai puternică în zona utilizată în sarcină. [19]

Un studiu realizat în 2008 a arătat că această diferență apare deja în stadiile incipiente ale ontogeniei. Experimentul a fost efectuat pe bebeluși de 3-4 luni folosind rotația mentală 2D. Pentru fixarea rezultatelor s-a folosit un aparat de preferință, care a observat timpul privirii copilului fixat pe obiect. În primul rând, cercetătorii au introdus subiecților numărul „1” și variațiile rotației acestuia. Apoi au fost prezentate imaginea „1” rotit și reflectarea lui în oglindă. S-a dovedit că băieții erau mai interesați de imaginea în oglindă, iar fetele au reacționat în mod egal la ambele poze. Cercetătorii au speculat că acest lucru ar putea însemna o diferență de gen în procesarea rotației mentale. [douăzeci]

Un alt experiment, desfășurat în 2015, s-a concentrat pe femei și pe abilitățile lor de rotație mentală și pe sarcina de a recunoaște emoțiile. În timpul experimentului, a fost simulată o situație în care femeile se simțeau mai mult sau mai puțin puternice. Femeile aflate în situații de putere s-au dovedit a fi mai bune la învârtirea mentală (dar mai puțin eficiente în recunoașterea emoțiilor) decât alte femei. [21]

Cercetările privind diferența dintre creierul bărbaților și ale femeilor poate avea multe alte aplicații practice. De exemplu, poate ajuta la înțelegerea tulburărilor din spectrul autismului. Una dintre teoriile despre autism este așa-numitul creier masculin extrem. Această teorie susține că creierul persoanelor cu autism de ambele sexe este similar cu bărbații hipertrofiați. Într-un studiu din 2015 [22] pe persoane non-autiste, s-a constatat că bărbații au mai mult succes la sarcinile de rotație mentală. Atunci s-a aflat că autiştii nu au un asemenea „avantaj masculin” în rotaţia mentală. Cercetătorii cred că acest lucru ne permite să infirmăm „profilul cognitiv masculin”, așa cum sugerează teoria EMM. [22]

Direcții pentru cercetări ulterioare

Poate că există o legătură între mișcarea competentă a corpului și viteza cu care oamenii pot face o rotație mentală. Experimentatorii au descoperit că copiii care au fost instruiți să rezolve problemele de rotație mentală și-au îmbunătățit abilitățile strategice. [23] Cercetările viitoare pot căuta diferențe în rotația mentală prin căutarea altor sarcini asociate cu aceasta. Indivizii folosesc strategii diferite pentru a îndeplini sarcinile, astfel încât atenția psihologilor poate fi îndreptată către cei care folosesc abilități cognitive specifice, deoarece acest lucru poate ajuta la compararea competențelor și a capacității de răspuns. [24] Alți oameni de știință vor continua să studieze diferențele în stăpânirea rotației mentale pe baza obiectelor care se rotesc. [25] Identificarea subiecților cu un obiect poate interfera sau ajuta procesul de rotație mentală în funcție de sex și vârstă, ceea ce va susține afirmația că bărbații răspund mai repede. [19] [26] [27] Psihologii vor continua, de asemenea, să compare rotația mentală și fizică, examinând diferențele în timpii de reacție, precum și semnificația impactului asupra mediului. [28]

Literatură

Note

  1. ↑ 1 2 3 Roger N. Shepard, Jacqueline Metzler. Rotația mentală a obiectelor tridimensionale  (engleză)  // Știință. — 19.02.1971. — Vol. 171 , iss. 3972 . - P. 701-703 . — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203 . - doi : 10.1126/science.171.3972.701 . Arhivat din original pe 23 februarie 2020.
  2. ↑ 1 2 A. Michael Johnson. Viteza de rotație mentală ca funcție a strategiilor de rezolvare a problemelor  //  Abilități perceptive și motorii. — 1990-12. - T. 71 , nr. 3 . - S. 803-806 . — ISSN 1558-688X 0031-5125, 1558-688X . doi : 10.2466 / pms.1990.71.3.803 .
  3. ↑ Bill Jones, Teresa Anuza. Efectele sexului, mânuirii, stimulului și câmpului vizual asupra „rotației mentale”  // Cortex. - 1982-12-01. - T. 18 , nr. 4 . - S. 501-514 . — ISSN 0010-9452 . - doi : 10.1016/S0010-9452(82)80049-X . Arhivat din original pe 3 februarie 2019.
  4. ↑ Christopher Hertzog, Bart Rypma. Diferențele de vârstă în componentele performanței sarcinilor de rotație mentală  (engleză)  // Bulletin of the Psychonomic Society. - 1991-02-01. — Vol. 29 , iss. 2 . - P. 209-212 . — ISSN 0090-5054 . - doi : 10.3758/BF03335237 .
  5. ↑ André F. Caissie, François Vigneau, Douglas A. Bors. Ce măsoară testul de rotație mentală? O analiză a dificultății itemului și a caracteristicilor  itemului // The Open Psychology Journal. — 2009-12-11. - T. 2 , nr. 1 . - doi : 10.2174/1874350100902010094 . Arhivat 12 mai 2021.
  6. ↑ S. Shepard, D. Metzler. Rotația mentală: efectele dimensionalității obiectelor și tipul sarcinii  // Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance . — 1988-02. - T. 14 , nr. 1 . - S. 3-11 . — ISSN 0096-1523 .
  7. ↑ Steven G. Vandenberg, Allan R. Kuse. Rotații mentale, un test de grup de vizualizare spațială tridimensională  //  Abilități perceptive și motorii. — 1978-12. - T. 47 , nr. 2 . - S. 599-604 . — ISSN 1558-688X 0031-5125, 1558-688X . - doi : 10.2466/pms.1978.47.2.599 .
  8. ↑ Michael Peters. Diferențele de sex și factorul timp în rezolvarea problemelor de rotație mentală Vandenberg și Kuse  // Creier și Cogniție. — 01-03-2005. - T. 57 , nr. 2 . - S. 176-184 . — ISSN 0278-2626 . - doi : 10.1016/j.bandc.2004.08.052 . Arhivat din original pe 10 mai 2017.
  9. ↑ Irina M. Harris, Gary F. Egan, Cynon Sonkkila, Henri J. Tochon-Danguy, George Paxinos. Activarea selectivă a lobului parietal drept în timpul rotației mentale Un  studiu PET parametric //  Creier. - Oxford University Press , 2000-01-01. — Vol. 123 , iss. 1 . - P. 65-73 . — ISSN 0006-8950 . - doi : 10.1093/brain/123.1.65 . Arhivat din original pe 26 aprilie 2019.
  10. ↑ S. C Prather, K Sathian. Rotația mentală a stimulilor tactili  // Cognitive Brain Research. - 01-06-2002. - T. 14 , nr. 1 . - S. 91-98 . — ISSN 0926-6410 . - doi : 10.1016/S0926-6410(02)00063-0 .
  11. ↑ Andrea Gogos, Maria Gavrilescu, Sonia Davison, Karissa Searle, Jenny Adams. Activare mai mare a lobulului parietal superior decât inferior cu creșterea unghiului de rotație în timpul rotației mentale: Un studiu fMRI  // Neuropsychologia. — 01-01-2010. - T. 48 , nr. 2 . - S. 529-535 . — ISSN 0028-3932 . - doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2009.10.013 . Arhivat din original pe 3 februarie 2019.
  12. ↑ Khooshabeh P., Hegarty M. Efecte diferențiale ale culorii asupra rotației mentale ca funcție a abilității spațiale //Cogniție spațială 2008: Prezentări poster. - 2008. - S. 21.
  13. ↑ Pietsch S., Jansen P. Different mental rotation performance in students of music, sport and education // Learning and Individual Differences. - 2012. - T. 22. - Nr. 1. - S. 159-163.
  14. ↑ Moreau D. și colab. Îmbunătățirea capacității spațiale prin practica sportivă // Journal of Individual Differences. — 2012.
  15. ↑ Kawasaki T., Higuchi T. Îmbunătățirea stabilității posturale în timpul stării în picioare liniștite, obținută după rotația mentală a stimulilor piciorului // Journal of motor behavior. - 2016. - T. 48. - Nr. 4. - S. 357-364.
  16. ↑ Hamdi Habacha, Laure Lejeune-Poutrain, Nicolas Margas, Corinne Molinaro. Efectele axei de rotație și ale membrului solicitat primordial al sportivilor de nivel înalt într-o sarcină de rotație mentală  // Human Movement Science. — 01-10-2014. - T. 37 . - S. 58-68 . — ISSN 0167-9457 . - doi : 10.1016/j.humov.2014.06.002 .
  17. ↑ Petra Jansen, Jan Kellner. Rolul mișcărilor de rotație a mâinii și abilitățile motorii generale în performanța de rotație mentală a copiilor  (engleză)  // Frontiers in Psychology. - 2015. - Vol. 6 . — ISSN 1664-1078 . - doi : 10.3389/fpsyg.2015.00984 . Arhivat din original pe 25 februarie 2020.
  18. ↑ Mirko Schmidt, Fabienne Egger, Mario Kieliger, Benjamin Rubeli, Julia Schüler. Gimnastele și orientatorii arată o performanță mai bună de rotație mentală decât neatleții  // Journal of Individual Differences. — 01-01-2016. - T. 37 , nr. 1 . - S. 1-7 . — ISSN 1614-0001 . - doi : 10.1027/1614-0001/a000180 . Arhivat din original pe 6 noiembrie 2021.
  19. ↑ 1 2 Margaret Semrud-Clikeman, Jodene Goldenring Fine, Jesse Bledsoe, David C. Zhu. Diferențele de gen în activarea creierului pe o sarcină de rotație mentală  // International Journal of Neuroscience. — 26-01-2012. - T. 122 , nr. 10 . - S. 590-597 . — ISSN 0020-7454 . - doi : 10.3109/00207454.2012.693999 .
  20. ↑ Paul C. Quinn, Lynn S. Liben. O diferență de sex în rotația mentală la sugarii mici  (engleză)  // Știință psihologică. — 2008-11. - T. 19 , nr. 11 . - S. 1067-1070 . — ISSN 1467-9280 0956-7976, 1467-9280 . - doi : 10.1111/j.1467-9280.2008.02201.x .
  21. ↑ Tali Nissan, Oren Shapira, Nira Liberman. Efectele puterii asupra rotației mentale și recunoașterii emoțiilor la femei  //  Personality and Social Psychology Bulletin. — 31.07.2015. - T. 41 , nr. 10 . - S. 1425-1437 . — ISSN 1552-7433 0146-1672, 1552-7433 . - doi : 10.1177/0146167215598748 .
  22. ↑ 1 2 Alexandra C. Zapf, Liv A. Glindemann, Kai Vogeley, Christine M. Falter. Diferențele de sex în rotația mentală și modul în care acestea se adaugă la înțelegerea autismului  // PLOS One  . - Biblioteca Publică de Științe , 2015-04-17. — Vol. 10 , iss. 4 . — P.e0124628 . — ISSN 1932-6203 . - doi : 10.1371/journal.pone.0124628 . Arhivat din original pe 31 martie 2022.
  23. ↑ Chiara Meneghetti, Ramona Cardillo, Irene C. Mammarella, Sara Caviola, Erika Borella. Rolul practicii și strategiei în antrenamentul rotației mentale: efecte de transfer și întreținere  (engleză)  // Cercetare psihologică. — 01-03-2017. — Vol. 81 , iss. 2 . - P. 415-431 . — ISSN 1430-2772 . - doi : 10.1007/s00426-016-0749-2 .
  24. ↑ Alexander Provost, Blake Johnson, Frini Karayanidis, Scott D. Brown, Andrew Heathcote. Două căi către expertiză în rotația mentală  //  Știința cognitivă. - 2013. - Vol. 37 , iss. 7 . - P. 1321-1342 . — ISSN 1551-6709 . - doi : 10.1111/cogs.12042 .
  25. ↑ Petra Jansen, Claudia Quaiser-Pohl, Sarah Neuburger, Vera Ruthsatz. Factori care influențează rotația mentală cu obiecte stereotipe de gen bazate pe acțiune—Rolul abilităților motorii fine  //  Psihologia actuală. — 01-06-2015. — Vol. 34 , iss. 2 . - P. 466-476 . — ISSN 1936-4733 . - doi : 10.1007/s12144-014-9269-7 .
  26. ↑ John T.E. Richardson. Capitolul 19 Diferențele de gen în imagini, cogniție și memorie  // Progrese în psihologie / Robert H. Logie, Michel Denis. - Olanda de Nord, 1991-01-01. - T. 80 . - S. 271-303 . - doi : 10.1016/s0166-4115(08)60519-1 . Arhivat din original pe 3 februarie 2019.
  27. ↑ Sarah A. Burnett. Diferențele legate de sex în capacitatea spațială: sunt ele triviale?  (engleză)  // Psiholog american. - 1986. - Vol. 41 , iss. 9 . - P. 1012-1014 . - ISSN 0003-066X 1935-990X, 0003-066X . - doi : 10.1037/0003-066x.41.9.1012 .
  28. ↑ Aaron L. Gardony, Holly A. Taylor, Tad T. Brunyé. Ce dezvăluie rotația fizică despre rotația mentală?  (engleză)  // Știință psihologică. — 05-12-2013. - T. 25 , nr. 2 . - S. 605-612 . — ISSN 1467-9280 0956-7976, 1467-9280 . - doi : 10.1177/0956797613503174 .