Stanislas Dehaene számfeldolgozási modellje
Általános összegzés
Dehaene számfeldolgozással kapcsolatos vizsgálatai témájukban, így vizsgálati módszerükben is igen változatosak. Számfeldolgozási modelljében az arab és verbális számok feldolgozását végző fo
lyamat mellett helyet kap a preverbális számolás, például becslés feldolgozása is. Ez utóbbi teszi szükségessé azt, hogy a kísérleti pszichológia vizsgálati módszerein túl (pl. számok verifikációja) esettanulmányokhoz, MRI vizsgálatokhoz, ezen felül a csecsemők és az állatok számolási képességeinek összehasonlító vizsgálatához folyamodjon.Vizsgálatai - szemben McCloskey-vel - nemcsak a számfeldolgozási modelljébe építhető jelenségekre vonatkozik, hisz foglalkozik különböző, a számfeldolgozás során megjelenő hatással is. Tanulmányaiban az empírikus vizsgálatok mellett sok az elméleti összehasonlító elem és hipotézis.
Dehaene a szemantikus közvetítő kód mellett feltételez egy aszemantikus (szám-szemantikai reprezetáció nélküli) átkódolást. Ez a kétféle belső út lehetőséget ad arra, hogy két számot kétféle úton vessünk össze: az aszemantikus úton csak formai összevetés történik; a szemantikus úton van lehetőség a tartalmi összevetésre. (Szemben McCloskey modelljével, ahol a kétféle számforma összevetésekor a
belső szemantikai reprezetáció lép működésbe). Azaz Dehaene szerint van lehetőség a csak gyors, formai összevetésre, összehasonlításra, McClosey szerint akármi is az instrukci, a számokat feldolgozzuk szemantikailag is.® formai és tartalmi összevetés között nincs időbeli eltérés.I. -Dehaene szerint a preverbális
számolási képesség (csecsemők és állatok számolása, illetve a felnőttek becslési és mennyiségi meghatározási folyamatai) ellentmondanak a számolás nyelvi képességgel való összekapcsolásának (Chomsky; Byshop;), hisz a nyelvi – tehát szimbolikus - folyamatokon kívül van nonverbális jelenség is.Kisbabák számfeldolgozása
Piaget (1952) szerint a a számolási képesség nem jelenik meg 4-7 éves kor előtt.
Azóta, nem verbális tesztekkel kimutatták, hogy a gyerekek másfél és négyéves koruk között már elsajátitják a számállandóságot (Mehler és Bever, 1967; MCGarrigle és Donaldson, 1974;).
Ezen túlmenően az utóbbi 20 évben azt is demonstrálták, hogy a verbalitással még nem biró csecsemők is képesek az elemi szá
mitási folyamatok elvégzésére.Mennyiségek megkülönböztetése habituációs vizsgálattal
6-7 hónapos csecsemőknél a vizuális mennyiségek (számértékek) megkülönböztetését a következőképpen vizsgálták: a kisgyermekkel szemben egy csúsztatható állvány, rajta fix számú tárgy, addig mutatták a tárgyakat, mig meg nem szokta a gyerek őket, és el nem fordult a tárgyaktól. Ekkor megváltoztatják a tárgyak számát a csúszkán, s közben figyelik a gyereket, hogy feltűnt-e neki a változás. Ha a megváltozott helyzetet szign
ifikánsan hosszabb ideig nézi, akkor ez diszhabituációt jelent, melyből arra következtetnek, hogy a gyerek meg tudta különböztetni a két mennyiséget. A tárgyak színének, formájának megváltoztatása ellenére a kisgyerek meg tudta különböztetni a számmennyiségeket, alátámasztva a velünkszületett mennyiségi megkülönböztetési képességet.A számmennyiséget sok egyéb formában is képes volt megkülönböztetni: látott események összevetése - kettőt vagy hármat ugrott a bábú; össze tudnak vetni két vagy három dobütést; sőt modalitások között is tudnak mennyiségi kapcsolatot kialakítani (dobütés száma és látott tárgyak mennyisége).
Azzal, hogy két modalitás között kapcsolatot tud kialakaítani a gyerek, feltételezhető, hogy már az első évben rendelkezik egy
amodális számfogalommal.Azonban annak eldöntésére, hogy ez a jeléenség csupán egy párositás az ingerek között, vagy valódi amodális képesség, még további vizsgálatokat igényel.
Számolási műveletek vizsgálata a ’várakozási csalódás’ paradigmával
Wynn (1992) vizsgálata 5 hónapos csecsemőkkel a következőképpen zajlott: a gyerekkel szemben volt egy paraván, ami mögé egy tárgyat rejtettek, ezt látta a gyerek, majd –szintén előtte - egy további játékot rejtettek mögé. Ezután elvették a paravánt és mérték a gyerek reakcióját. Ha az elvárttal (két tárgy) ellentétben három ill. egy tárgyat látott, akkor megnőtt a nézési idő, melyről arra következtetnek, hogy képes minimális összeadásra.
Ez a jelenség reprodukálható a tárgyak helyétől és milyenségétől függetlenül.
Állatok számfeldolgozása
A humán csecsemőkhöz hasonlóan számos állatfaj is (pl. patkány, galamb, delfin, papagáj, majom, csimpánz) képes többféle kísérleti helyzetben a számmennyiségek megkülönböztetésére, értve itt a vizuális tárgyak egymás melletti, vagy egymás utáni bemutatását, ezen túlmenően hangingerek egymásutániságát is.
Meck és Church (1984) patkányokat tanítottak meg arra, hogy billentyűnyomással reagáljanak arra, ha meg tudtak különböztetni a rövid, két elemből álló hangsort a hosszú, nyolc hangból állótól.
Ugyanők arra is kondicionálták az állatokat, hogy meg tudják különböztetni a hangot a vizuális ingertől.
A szimbolikus nyelvtanulás is hasonló folyamatot jelez. Majmoknak és csimpánzoknak sikerült megtanítani az 1-9-ig tartó Arab számok felismerését. Papagájokkal pedig sikeresen taníttatták meg sok angol szó és néhány szám felismerését és produkálását.
Alapvető számolási műveletekre is képesek: összeadás, kivonás, összehasonlítás.
Például csimpánzok ki tudják választani, hogy melyik a legnagyobb – előzetesen táplálékdarabkákból eltérő nagyságú halmokat képeztek –, itt összeadásra van szükség.
A Karen Wynn-féle ’várakozási csalódás’ technikája alkalmazható az állatokra is.
- számok mentális reprezetációs formái:
arab repr.
verbális repr.
analóg nagysági repr.
(csecsemőknél és állatoknál csak ez érhető el)Ez magában rejti a számolási képességek egyedfejlődését is: kezdetben csak analóg nagysági, később verbális és arab, bár megmarad az analóg is, ha a feladat ezt a fajta összevetést igényli.
- formaspecifikus bemenet:
minden külső inger inputspecifikus belső feldolgozáson megy keresztül- formaspecifikus produkció:
output produkció szintén igénynek megfelelő specifikus modulokon keresztül zajlikII. becslés/preverbális számformák létének bizonyítékai:
-becslés,
a felnőttek esetében megjelenő analóg nagysági reprezetációt aktivizáló folyamat. Dehaene többféle becslést különböztet meg csecsemőnél is:mennyiségmeghatározás elhelyezkedési forma alapján
(subitize): a geometriai elhelyezkedés informál a formát alkotó elemek számárólbecslés
számlálás
csak felnőttnél:
becslési folyamat felnőtteknél: arab és verbális számok körülbelüli összevetése egy
képzeletbeli számegyenesenÖsszegezve, egy új egységet feltételez a számfeldolgozás elemei közt, ez az analóg nagysági reprezetáció (ami preverbális, tehát ellene szól a számfolyamatok verbális gyökereinek), ezt alátámasztó vizsgálati körök:
csecsemő és állat vizsgálatok, ahol tapasztalható minimális képesség a mennyiségek megkülönböztetésére
felnőttként a számolási helyzetekben ugyancsak sok nonverbális/nem pontos számolást igénylő helyzet áll elő, melyet csak egy analóg nagysági reprezetáció feltételezésével magyarázhatunk (becslés, mennyiségi meghatározás elhelyezkedési forma alapján )
A felnőttek esetében ezeket a folyamatokat és a feldolgozás során felmerülő jelenségeket egy un. képzeletbeli számegyenessel lehet magyarázni. Ennek jellegzetességei adnak magyarázatot több, számolás közben megfigyelhető hatásnak::
-távolsági hatás (Moyer és Landauer, 1967)(állatnál is: Dehaene 1998)
-szubjektív értékváltozás hatása pl. Bruner
stb.
III. A számfeldolgozás három kód modellje (a triple code modell of numerical cognition)
Dehaene 2 premisszára építi elméletét:
®
A számok mentálisan a következő 3 kódformában reprezentálódhatnak:hallási verbális kód vagy hallási verbális szókeret melynek szerkezete analóg a szószekvenciával pl. /hat/ /száz/
vizuális arab kód vagy vizuális arab szám forma pl. 22
analóg nagysági kód, mely a Weber-Fechner törvény alapján a képzeletbeli számegyenes megfelelő részének aktiválásával képződik
McCloskey modelljéhez hasonlatosan minden reprezetáció szoros kapcsolatban van a jelölésspecifikus input és outputtal. Például a vizuális arab szám elemeit az arab szám olvasó folyama
t kategorizálja (a jel felismerése), aztán a választ a belső arab kódból az arab számot író folyamat alakítja át. Hasonlóan közvetlen kapcsolódással működnek a következő kapcsolódások: hallott input-beszélt output; írott input-írott output.Azonban a nagys
ági kód ezekhez képest sokkal spekulatívabb, mely közvetlenül kap bemenetet a következő folyamatoktól: becslési és mennyiség meghatározás elhelyezkedés alapján (subitizing).Szubjektív benyomás (ha lenyúlod, megeszlek): olyan, mintha a 3 reprezentációs re
ndszer 3 egyedfejlődési folyamat eredménye lenne, melyek felnőttkorban összekapcsolódnak: ekkor már lehetőség van minden reprezetációs forma közötti átjárásra. A fejlődés útja: preverbális rendszer (legősibb) ® verbális rendszer ® arab szám rendszer.® A h
árom nagy reprezetáció közti összeköttetést a nagy betűk jelölik (vagyis itt nem egy központi összekötő kódrendszer van, mint McCloskey-nál, hanem annyi, ahány összeköttetés lehet a 3 reprezetáció között, ez is jelezheti a 3 rendszer eltérő eredetét):A arab® verbális
bonyolult, többlépcsős folyamatot foglal magába, tartalmazva a szintaktikai folyamatot és a lexikai jelek visszahívását
B verbális® arab
C arab® analóg
C’ verbális® analóg
a bemeneti szám hozzávetőleges értéke szerint aktivizálódik a számegyene
sD analóg® arab
D’analóg® verbális
itt pont fordított a folyamat, hisz az a fontos, hogy meg tudjuk határozni, hogy egy-egy számegyenes szegmenshez milyen pontos érték tartozik
Minden számolási folyamat hozzá van kötve egy speciális input és output kódhoz
, vagyis a számoknak elszeparáltan kell a meghatározott feldolgozási egységhez kerülni. Ezt több kódforma biztosítja. Ez ellentmond McCloskey egységes belső kód elképzelésének. Sokkal közelebb áll Campbell és Clark (1988, 1992) elképzeléséhez, azzal a megszorítással, hogy jelen esetben csak 3 mentális kódforma lehetséges, másrészt a folyamatoknak kijelöl specifikus kódokat:-ha a feladat számösszevetés, akkor az összevetés előtt analóg kódba konvertálódnak a számok
-többjegyű számokkal végzendő műveletek ar
ab kódformát involválnak-az összeadási és a szorzási feladat a verbális formát aktivizálja
-a számok párosságával kapcsolatos információk az arab formával asszociálódnak össze
A számolási képesség Dehaene szerint nem kapcsolódik a verbalitáshoz, hisz áll
atok, csecsemők, de felnőttként is pl. becsléskor számolásunk nem kapcsolódik a verbalitáshoz.Ezzel látja bizonyítva a számolási képesség evolúciós eredetét