В этом году Институт Дондерса отмечает 200-летие со дня рождения Франциско Дондерса, основателя когнитивных исследований мозга. По случаю этой годовщины языковой психолог Арди Рулофс повторил революционный эксперимент, с помощью которого Дондерс 150 лет назад показал, что мышление требует времени. Он использовал оригинальные списки стимулов из архивов музея Утрехтского университета.
«Наконец-то у меня появилась веская причина погрузиться в историю Франциска Дондерса в рабочее время», — говорит Арди Рулофс, профессор языка и внимания в Университете Радбауд, сотрудничающий с Институтом Дондерса. Этот научно-исследовательский институт мозга, познания и поведения в Неймегене назван в честь врача и физиолога, родившегося в Тилбурге в 1818 году. Хотя Дондерс получил всемирную известность благодаря исследованиям глаз и глазных заболеваний, он также стоял у истоков области, которая в то время еще не была исследована:наука о когнитивном мозге.
«В то время считалось, что нервная проводимость быстрее световой. Так что не измеримо. То же самое относится и к скорости мышления», — говорит Рулофс. «Но друг Дондерса Герман фон Гельмгольц показал в 1850 году, что это неправда». Немецкий физик отрубил лягушачьей лапке и включил ее в электрическую цепь. Он стимулировал нервные пути на разном расстоянии от мышцы и наблюдал, как быстро мышца сокращается. Основываясь на своих измерениях, он оценил скорость нерва в тридцать метров в секунду.
Также в 19 е века было неэтично отрезать ногу в экспериментальных целях, поэтому фон Гельмгольцу пришлось немного адаптировать свой метод, чтобы исследовать, как это работает на людях. Он давал своим испытуемым электрический стимул в различных местах ноги и просил их как можно быстрее нажать кнопку. Поскольку стопа находится дальше бедра, здесь вы также можете оценить скорость нерва. Рулофс:«Однако фон Гельмгольц обнаружил множество различий между своими подопытными. По его словам, причиной тому стал трудный мозг. Дондерсу показалось интересным, что сигнал проходит через мозг. Он повторил эксперимент, в частности, со своей дочерью Мари и понял, что мозг обеспечивает непрямое измерение». Затем он придумал еще один эксперимент, в результате которого его имя оказалось на внешнем фасаде научно-исследовательского института Неймегена в 2002 году.
Размышление требует времени
В этом эксперименте испытуемый выполняет три почти одинаковых задания. В задании А кто-то продолжает говорить «ки», и испытуемый должен повторить это как можно быстрее. В задании Б испытуемый также повторяет сказанное, но теперь это может быть «ка», «ке», «ки», «ко» или «ку». Поэтому мозг испытуемого должен отличать звуки друг от друга и быстро выбирать соответствующую программу артикуляции. В задании С испытуемый слышит те же звуки, что и в Б, но должен повторять их только тогда, когда слышит «ки». Таким образом, его мозг уже может выбрать программу артикуляции, но испытуемому приходится внимательно прислушиваться, чтобы отличить звуки друг от друга.
Рекомендовано редакторами
МедицинаЧто делает микропластик в моем солнцезащитном креме?!
АстрономияСолнце, море и наука
БиологияЭкспедиция на тающую землю
Дондерс регистрировал различное время реакции и вычитал их друг из друга, чтобы определить, сколько времени потребовался дополнительный «шаг мышления». Вычитая время ответа задачи А из времени реакции задачи С, он определил, что различение звуков занимает около 36 миллисекунд. Выбор правильной программы артикуляции занимает примерно 47 миллисекунд, о чем свидетельствует разница во времени реакции между задачами Б и С. Рулофс:«Он показал, например, что психические процессы требуют времени. Поразительное открытие, которое он тут же опубликовал на разных языках».
Зарегистрируйте время размышлений
Эксперименты Дондерса по времени реакции были очень новаторскими. Конечно, у него еще не было быстрых компьютеров, так как же он мог проводить столь точные измерения? «Для этого он использовал фоноавтограф. запатентованное устройство француза Леона Скотта де Мартинвиля», — говорит Рулофс. «На самом деле это своего рода полуграммофон, с помощью которого можно только записывать, но не играть. Когда вы говорите в рупор, мембрана вибрирует. Эта мембрана использует небольшую иглу, чтобы создать волну на закопченной бумаге, которая вращается на цилиндре. Позже Эдисон подумал, что если заменить испачканную бумагу воском, то можно также восстановить звук».
Дондерс немного расширил рот рога, чтобы он мог правильно улавливать звуки двух людей, находящихся рядом друг с другом. Он также приложил к прибору камертон:ровная звуковая волна чистого тона служила показателем времени. И вуаля, родился ноэмахограф («писатель со скоростью мысли»).
Замечательное открытие
Тот же ноэмахограф сейчас находится в Музее Утрехтского университета и по случаю этой годовщины был выставлен в Анатомическом музее Радбадумка. Как обнаружил Рулофс во время своих поисков, в музее Утрехтского университета есть и более ценные экспонаты из прошлого Дондерса. «В музее также есть все оригинальные рукописные списки стимулов Дондерса», — говорит он. Списки содержат слоги, которые были прочитаны для различных задач, включая результаты. «Например, я видел, что в понедельник, 21 августа 1865 года, в 7 часов вечера Дондерс завершил девять списков вместе с двумя своими учениками, Хамером и Старком. В эксперименте они продолжали меняться ролями, но Дондерс публиковал только время своей реакции. В то время это было принято».
Историческая параллель
Рулофс решил проанализировать время реакции студентов и сделал замечательное открытие. Хотя время реакции на задание Б у Дондерса было явно больше, чем на задание С, у его учеников оно отличалось незначительно или вообще не отличалось. Рулофс:«Дондерс уже упоминал в своей статье, что люди испытывали трудности с заданием С, что они допускали ошибки, потому что реагировали слишком быстро». Но современник Дондерса Вильгельм Вундт видел другую проблему. Этот основоположник экспериментальной психологии отмечал, что хотя вам больше не придется выбирать там программу артикуляции, вам все равно придется выбирать, произносить ее или нет. Это задача типа «идти/не идти», в которой выбор (помимо различения) также требует времени.
Поскольку эта проблема так и не была решена, Рулофс сам начал над ней работать прошлой весной. Со своей дочерью Стерре – «чтобы создать красивую историческую параллель». Он напечатал списки Дондерса, попросил дочь прочитать их вслух и измерил время собственной реакции. «Средние значения по девяти спискам показывают ту же картину, что и с Дондерсом, хотя в целом я был немного медленнее, чем он», — говорит он. «При этом разница между задачей Б и С у меня меньше, чем у него. Еще у меня было больше проблем с заданием «идти/не идти».
Дополнительный этап размышления
Затем он проверил предмет разногласий, используя вычислительную модель языкового производства, которую он разработал за последние 25 лет вместе с коллегами из соседнего Института Макса Планка. Эта модель включает в себя все необходимые для проведения эксперимента этапы:слушание, различение, выбор, формулирование. Рулофс:«Из этого я получил классический образец Дондерса. Но если я выработаю решение «идти/не идти» и позволю этому занять время, я получу в точности модель учеников Дондерса. Это дополнительная поддержка идеи Вундта о том, что этот дополнительный шаг в обдумывании требует времени». Так что, похоже, сам Дондерс чрезвычайно хорошо справлялся со своей работой.
Питеру Хагоорту, директору Института Дондерса, с самого начала было ясно, что исследовательский институт должен быть назван в честь основателя когнитивных исследований мозга. На сайте института он пишет:«Имя Дондерса было хорошо известно благодаря его методу вычитания, на котором основаны современные методы визуализации. Мне хотелось, чтобы имя ассоциировалось с нейронаукой. во всем мире». Благодаря повторному исследованию, проведенному исследователем Дондерса Рулофсом, круг теперь стал круглым.
