Kognitivní mapy

Kognitivní mapa (také mentální mapa nebo mentální model) je typ mentální reprezentace, která slouží jednotlivci k získání, zakódování, uložení, připomenutí a dekódování informací o relativních lokacích a atributech jevů v jeho každodenním nebo metaforickém prostorovém prostředí. Koncept zavedl Edward Tolman v roce 1948.

Kognitivní mapy byly studovány v různých oblastech, jako je psychologie, vzdělávání, archeologie, plánování, geografie, kartografie, architektura, krajinná architektura, urbanismus, management a historie. V důsledku toho jsou tyto mentální modely často označovány, různě, jako kognitivní mapy, mentální mapy, skripta, schémata a referenční rámce.

Kognitivní mapy slouží k vytváření a hromadění prostorových znalostí, což umožňuje „oku mysli“ vizualizovat obrazy s cílem snížit kognitivní zátěž, posílit vybavování a učení informací. Tento typ prostorového myšlení může být také použit jako metafora pro mimoprostorové úkoly, kdy lidé provádějící mimoprostorové úkoly zahrnující paměť a zobrazování používají prostorové znalosti jako pomoc při zpracování úkolu.

O neurálních korelátech kognitivní mapy se spekuluje jako o umístění buněčného systému v hipokampu a nedávno objevených mřížkových buňkách v entorhinální kůře mozkové.

Předpokládá se, že kognitivní mapování je do značné míry funkcí hipokampu. Hipokampus je spojen se zbytkem mozku takovým způsobem, že je ideální pro integraci prostorových i netradičních informací. Spojení z postrhinální kůry a mediální entorhinální kůry poskytují hipokampu prostorové informace. Spojení z perirhinální kůry a laterální entorhinální kůry poskytují netradiční informace. Integrace těchto informací do hipokampu činí z hipokampu praktické místo pro kognitivní mapování, které nutně zahrnuje kombinaci informací o poloze objektu a jeho dalších rysech.

O’Keefe a Nadel byli první, kdo nastínil vztah mezi hipokampem a kognitivním mapováním. Mnoho dodatečných studií ukázalo další důkazy, které tento závěr podporují. Konkrétně, místo buňky, pyramidové buňky a mřížkové buňky byly zapleteny jako neuronální základ pro kognitivní mapy v rámci hipokampálního systému. Četné studie O’Keefeho naznačily zapojení míst buněk. Jednotlivé místo buňky v rámci hipokampu odpovídají odděleným místům v prostředí se součtem všech buněk přispívajících k jediné mapě celého prostředí. Síla spojení mezi buňkami představuje vzdálenosti mezi nimi ve skutečném prostředí. Stejné buňky mohou být použity pro konstrukci několika prostředí, ačkoli vztahy jednotlivých buněk k sobě se mohou lišit na základě mapy od mapy. Možné zapojení místních buněk do kognitivního mapování bylo pozorováno u řady savčích druhů, včetně potkanů a makaků. Navíc ve studii potkanů od Mannse a Eichenbauma byly pyramidové buňky z hipokampu také zapojeny do reprezentace umístění objektu a identity objektu, což naznačuje jejich zapojení do tvorby kognitivních map. Nicméně se objevily spory o to, zda takové studie savčích druhů ukazují na přítomnost kognitivní mapy a ne na jinou, jednodušší metodu určování vlastního prostředí.

I když nejsou umístěny v hipokampu, do procesu integrace cest byly zapleteny i mřížkové buňky z mediální entorhinální kůry, které ve skutečnosti hrají roli integrátoru cest, zatímco lokální buňky zobrazují výstup informací získaných integrací cest. Výsledky integrace cest jsou pak později využity hipokampem ke generování kognitivní mapy. Kognitivní mapa pravděpodobně existuje na okruhu zahrnujícím mnohem více než jen hipokampus, i když je tam primárně založena. Kromě mediální entorhinální kůry byly do generování kognitivních map zapleteny také presubikulum a parietální kůra.

Existují určité důkazy pro myšlenku, že kognitivní mapa je v hipokampu reprezentována dvěma samostatnými mapami. První je nosná mapa, která reprezentuje prostředí prostřednictvím podnětů k vlastnímu pohybu a podnětů k přechodu. Použití těchto podnětů založených na vektorech vytváří hrubou, 2D mapu prostředí. Druhou mapou by byla náčrtková mapa, která pracuje s pozičními podněty. Druhá mapa integruje konkrétní objekty, nebo orientační body, a jejich relativní polohy, aby vytvořila 2D mapu prostředí. Kognitivní mapa je tak získána integrací těchto dvou samostatných map.

Generování kognitivní mapy

Myšlenka kognitivní mapy byla poprvé rozvinuta Edwardem C. Tolmanem. Tolman, jeden z prvních kognitivních psychologů, představil tuto myšlenku při experimentu s krysami a bludišti. V Tolmanově experimentu byla krysa umístěna do bludiště ve tvaru kříže a bylo jí umožněno ho prozkoumat. Po tomto počátečním průzkumu byla krysa umístěna na jednom rameni kříže a potrava byla umístěna na dalším rameni bezprostředně vpravo. Krysa byla přizpůsobena tomuto rozložení a naučila se na křižovatce odbočit vpravo, aby se dostala k potravě. Když však byla krysa umístěna na různých ramenech bludiště, šla stále správným směrem, aby získala potravu, díky počáteční kognitivní mapě, kterou vytvořila z bludiště. Spíše než aby se rozhodla na křižovatce odbočit vpravo, ať se děje cokoliv, byla krysa schopna určit správnou cestu k potravě bez ohledu na to, kde v bludišti byla umístěna.

V recenzi od Bennetta se argumentuje, že neexistují jasné důkazy pro kognitivní mapy u jiných než lidských zvířat (tj. kognitivní mapa podle Tolmanovy definice). Tento argument je založen na analýzách studií, kde bylo zjištěno, že jednodušší vysvětlení může mít vliv na experimentální výsledky. Bennett vyzdvihl tři jednodušší alternativy, které nelze vyloučit v testu kognitivních map u zvířat, která nejsou lidmi „Tyto alternativy jsou (1) že zdánlivě neotřelá zkratka není skutečně neotřelá; (2) že je používána integrace cest a (3) že známé orientační body jsou rozpoznávány z nového úhlu, následované pohybem směrem k nim.“ Bennett vyzdvihl tři jednodušší alternativy, které nemohou být vyloučeny v testu kognitivních map u zvířat, která nejsou lidmi „Tyto alternativy jsou (1) že zdánlivě neotřelá zkratka není skutečně neotřelá; (2) že je používána integrace cest a (3) že známé orientační body jsou rozpoznávány z nového úhlu, následované pohybem směrem k nim“.

Kognitivní mapa je prostorové znázornění vnějšího světa, které je uchováno v mysli, dokud není vygenerován skutečný projev (obvykle kresba) tohoto vnímaného poznání, mentální mapa. Kognitivní mapování je implicitní, mentální mapování explicitní součástí stejného procesu. Ve většině případů existuje kognitivní mapa nezávisle na mentální mapě, článek pokrývající pouze kognitivní mapy by zůstal omezen na teoretické úvahy.

V některých případech mentální mapa odkazuje na praxi, kterou provedli urbanističtí teoretici tím, že obyvatelé měst nakreslili mapu, zpaměti, svého města nebo místa, kde žijí. To umožňuje teoretikovi získat představu o tom, které části města nebo obydlí jsou hmotnější nebo představitelnější. To se pak hodí k rozhodující představě o tom, jak dobře bylo urbanistické plánování provedeno.