Työn uusi maailma (Christina Krause, Helsingin yliopisto)

TYÖN UUSI LUONNE JA SEN
HAASTEET AIVOTUTKIMUKSELLISIA
NÄKÖKULMIA
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
Christina M. Krause, FT, Dosentti
Laillistettu psykologi
Kognitiotieteen professori
Kognitiotieteen osasto
Käyttäytymistieteiden laitos
Käyttäytymistietellinen tiedekunta
Helsingin yliopisto
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
3
>>
4
>>
4
>>
Esittely
Christina M. Krause
Mielenkiinnon kohteet:
• Kognitiotiede – mitä se on?
Muisti ja kieli ja niiden biologinen perusta
EEG-menetelmä ja sen analyysimenetelmien kehittely
NeuroMedia - Neuromarkkinointi
Koirakognitio – “Koiran Mieli”
Jokapaikan läsnä-äly
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Esittely
>>
1
>>
2
>>
• Kognitiotieteellisessä tutkimuksessa
käytetään useita erilaisia
tutkimusmenetelmiä, kuten
aivotutkimusta, psykologisia kokeita,
matemaattista mallintamista ja
teoreettista todistelua.
• Vaikka pääpaino on usein ihmisen kognition
tutkimisella, myös eläinten ja erilasten koneiden
tietoedustusten tutkiminen kuuluu
kognitiotieteen piiriin.
0
2
Esittely
• Kognitiotiede tutkii tietoon liittyviä ilmiöitä
kuten havaitsemista, oppimista, muistamista,
ajattelua, kieltä ja käsitteitä.
>>
>>
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
1
Esittely
Esittely
• Lähtökohdiltaan kognitiotiede on
monitieteinen; sen tutkimusmenetelmät ja
teoriat yhdistelevät mm. psykologiaa,
kielitiedettä, filosofiaa, neurobiologiaa ja
tietojenkäsittelytiedettä.
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
• Kognitiivinen neurotiede – mitä se on?
>>
>>
0
>>
1
Esittely
0
>>
1
>>
2
2
>>
3
>>
4
>>
Esittely
• Kognitiivinen neurotiede ja kognitiivinen
aivotutkimus tarkastelevat aivojen
toiminnan ja käyttäytymisen/mielen
välisiä yhteyksiä.
>>
>>
>>
3
>>
• Kyse on siitä, miten mieli ja älykäs
käyttäytyminen voidaan palauttaa aivojen
hermosolujen toimintaan.
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
Johdatus ihmistutkimuksen
historiaan
• Ihminen on aina kiinnostanut ihmistä
• Seuraavaksi tutkimustuloksia 1830-luvulta
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
2
Johdatus ihmistutkimuksen
historiaan
• Ja vain 150 vuotta myöhemmin esitetään
seuraavanlaisia kuvia
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Aivot
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
2
>>
3
>>
4
>>
• Emme vielä tiedä tarkkaa mekanismia
miten aivot mahdollistavat muistin,
muistot, assosiaatiot, tunteet jne
• Edellämainittu aiheuttaa ongelmia
1
>>
• Tänään tunnemme aivojen anatomian
hyvin
• Aivojen toiminnan nopeutta ei voi säätää (vrt.
tietokoneet, jotka pullistelevat suurilla
nopeuksilla)
>>
4
Aivot
• Aivojen ja kognitiivisten prosessien
kehittyminen oli todella hidas prosessi
0
>>
• NMT -> Älypuhelin?
Aivot
>>
3
• Kuinka monta vuotta lankapuhelimesta
langattomaan viestintään (kännykkään)?
• Yhteiskunta ja työskentelytavat ovat
muuttuneet
>>
>>
• Kesti noin miljoona vuotta primitiivisistä
työkaluista kirveeseen…
• Anatomisesti kehommekaan ei ole
muuntunut
0
2
Aivot
• Anatomisesti aivot eivät ole juurikaan
muuntuneet viimeisten (satojen)
vuosituhansien aikana
>>
>>
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
3
Kognitio
Kognitio
• Kognitio kehittyi hitaasti mutta varmasti
• Kognition evoluutiosta
• Alku miljoonia vuosia sitten
• Aivojen koko 350 - > 1400-1500 cm3 (koko ei
kerro paljoakaan (gorillat)
• Kielen kehitys ainutlaatuinen
• Muisti, käsitteet ja äänteet kehittyivät yhdessä
välttämättöminä
• Nielun ainutlaatuinen kehitys teki puheen
mahdolliseksi
• Mitä tiedämme muinaisesta kognitiosta?
• Emme tiedä miten ja milloin muisti,
tarkkaavaisuus, moraali, huumori
kehittyivät
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Kognitio
>>
2
>>
3
>>
4
>>
4
>>
Kognitio
• Oppiminen ja muisti kehittyivät
• Ihmisaivot eivät ole apinanaivot
”lisukkeilla”
• Ravinnon löytäminen, paikan muistaminen,
muille kertominen
• Aivokuoren pinta-ala on ratkaiseva – ei
aivojen koko
• Kyky ”löytää takaisin” (vrt mehiläinen – kieli)
• Kyky saavuttaa tavoite usealla erillisellä
toiminnolla
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Kognitio
1
>>
2
>>
3
>>
• Tarkkaa mekanismia ei tiedetä
– Muisti, assosiaatiot, pitkäaikaismuisti
– Shakinpeluu (kaikki vs. loogiset siirrot)
– Aleksis Kiven puhelinnumero
– Tunteet
– Vähän turhia askeleita (Damasio: ”gut feeling”)
>>
>>
• Oppiminen ja muistaminen ovat biologisia tapahtumia –
jotain tapahtuu soluissa ja synapseissa
• Inhimillinen kognitio on joskus (melkein aina)
”parempi” kuin koneellinen
0
2
Kognitio
• Evoluutio ei ollut turha:
>>
>>
3
>>
• Solutasolla oppiminen ja oivaltaminen saattavat olla
peruuttamatomia, kumoutumattomia (irreversible)
tapahtumia?
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
4
Kognitio
Kognitio
• Kognitio on biologinen prosessi - yhteyksiä
aivoissa muodostuu/muokkaantuu/häviää
koko ajan (ei vaadi anatomisia muutoksia)
• Aivojen toiminta solutasolla on
periaatteessa yksinkertaista….
• Väärän/väärin oppiminen olisi täten
väärin
–Todiste tälle – poisoppiminen on todella
hankalaa
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Kognitio
•
NANOTEKNOLOGIAA!!
•
•
Faktaa aivoista ja kehoista:
Aivot ja koko keho toimivat bioelektrokemiallisesti
0
>>
1
>>
2
2
>>
3
>>
4
>>
>>
4
>>
4
>>
Kognitio
• Yhdessä hermosolussa ei ole tietoa
– Neuronit toimivat sähköisesti
– Voidaan mitata pään pinnalta (EEG/MEG)
– Heijastaa välillisesti aivojen toimintaa
>>
>>
• Kun tuhannet/miljoonat toimivat
yhteistyössä syntyy tietoisuus, kieli,
muisti, muistot, tunteet jne
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Kognitio
>>
2
>>
3
Todellisuus
• Todellisuus ei ole mitä luulemme sen
olevan
• McGurk
• Reaktioajat – liikenne
• Biologinen liike erityisasemassa
• Välittäjäaineet keskeisessä roolissa solujen
kommunikaatiossa
– Kuvia ja demoja
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
5
Todellisuus
Todellisuus
• Todellisuus ei ole mitä luulemme sen
olevan
• Aistimme ovar rajalliset
• Näemme vain osan valosta ja kuulemme
vain osan äänistä
• Ihmisaivot ovat kudoksen, kokemuksen ja
evoluution kompromissi
• Toiminnot eivät ole täydellisiä
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Todellisuus
>>
2
>>
3
>>
4
>>
4
>>
Todellisuus
• Elektromagneettinen säteily
– Valo
• Ihminen kuulee ainoastaan noin 20 Hz –
20 000 Hz äänet
• Aineen värähtely
– Ääni
• Urut ja koirat ja hiiret
• Nopeudet 340 m/s vs. 40 000 km/s
– Salama
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Todellisuus
>>
2
>>
3
>>
Todellisuus
• Informaation kulku aistinelimistä aivohin
vie aikaa (vakio)
• Aistinelimissä informaatio
ulkomaailmasta muunnetaan solutason
informaatioksi – koodiksi – joka välitetään
aivoihin
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
• Reaktioajat parhaimmissakin olosuhteissa
noin 200 ms
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
6
Todellisuus
Todellisuus
• Monimutkaisissa tehtävissä enemmän
• Aistimme tietyt asiat ympäristöstämme
erikoityisellä tavalla
– Liikenne?
• http://www.biomotionlab.ca/Demos/BML
walker.html
– Esim. 100 km tunnissa merkitsee noin 27.7
m/s
– Mikähän olisi realistinen reaktioaika
liikenteessä….
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
Todellisuus
•
•
•
•
• Aivomme yhdistelevät epämääräiset
pisteet yhtenäiseksi havainnoksi
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
1
3
>>
4
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
4
>>
• Tarkkaavaisuus ja sen kohdentaminen
ovat välttämättömiä
• “the process whereby a person
concentrates on some features of the
environment to the (relative) exclusion of
others”
>>
>>
Tarkkaavaisuus
• Määritelmä:
0
2
Välttämätön
Määrittelee havaintomme
Cocktail-party-ilmiö
Visuaaliset illuusiot
Tarkkaavaisuus
>>
>>
Tarkkaavaisuus
• Liikkeellä ja ihmiskehon havaitsemisella
on oma tärkeä merkitys lajimme
säilymisessä
>>
1
>>
2
>>
3
>>
• Tarkkaavaisuus määrittelee sen mitä ja
miten havaitsemme ympäristömme
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
7
Tarkkaavaisuus
Tarkkaavaisuus
• Valikoiva tarkkaavaisuus
• Valikoiva tarkkaavaisuus
• Cocktail-party ilmiö
• Taustalla (aivoissa) on AINA jatkuvaa
automaattista monitorointia mielekkäiden
ärsykkeiden poimimiseksi (ja
poissulkemiseksi)
– Pystymme tarkentamaan
tarkkaavaisuutemme keskusteluun
taustahälinästä huolimatta
– Oma nimi
– Puoliso
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Tarkkaavaisuus
2
>>
3
• Aivotutkimus: jokainen pienikin ääni
prosessoidaan
• On petollinen
• Normaaleille aivoille taustahäly ei kovin
vakavaa – ei ehkä ylikuormita
kapasiteettiamme
• Ihminen muuntaa havaintojaan
maailmankuvaansa sopivaksi
>>
1
>>
2
4
>>
>>
4
>>
>>
4
>>
• Kahden eri kokijan tarinat eivät ole
koskaan identtiset
– Oppimisvaikeudet
– Oppimisen maksimointi
– Työolojen optimointi
0
>>
Muisti
• MUTTA
>>
>>
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Muisti
>>
2
>>
3
Muisti
• Muisti on rekonstruktiivinen, eli korjaa
itseään myöhempien kokemusten avulla
• Uusi löydös ovat ns. Peilineuronit
• Ongelmia esimerkiksi
todistajanlausunnoissa
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
8
Lopuksi
Muisti
• Aivot eivät ole muuttuneet viime
vuosien aikana
• Peilineuronit antavat ihmiselle kyvyn
tulkita muiden yksilöiden aikomuksia,
ilmaista itseään kielellisesti ja tuntea
myötätuntoa.
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
• Yhteiskunta on
>>
>>
0
>>
1
Lopuksi
>>
2
>>
3
>>
4
>>
4
>>
4
>>
Lopuksi
• Aivojen kapasiteetti on valtava mutta ei
ole rajaton
• ”Information overload”
• Vanha teknologia (=aivot) eivät kehity
uuden kanssa samassa vauhdissa
• Hipovatko yhteiskunnan vaatimukset
aivojemme maksimaalisia suoritteita?
• Osataanko ottaa huomioon kehomme
rajallisuus?
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
Lopuksi
>>
2
>>
3
>>
KIITOS!
• Teknologian kehitys itseisarvo?
• Julkaisuja on kotisivuillani (salasana):
• christina.krause@helsinki.fi
• www.helsinki.fi/~ckrause
• Ihminen ja käytettävyys toisarvoinen?
• Voidaanko kehitystä hidastaa?
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
4
>>
>>
0
>>
1
>>
2
>>
3
>>
9