Познание: ментальные процессы восприятия, мышления, памяти и обучения. Обзор когнитивных функций, используемых для получения знаний. Когнитивная наука.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Акт или процесс познания.
Act or process of knowing
Познание – это «ментальное действие или процесс приобретения знаний и понимания посредством мышления, опыта и чувств». Оно охватывает все аспекты интеллектуальных функций и процессов, такие как: восприятие, внимание, мышление, воображение, интеллект, формирование знаний, память и оперативная память, суждение и оценка, рассуждение и вычисление, решение проблем и принятие решений, понимание и порождение языка. Когнитивные процессы используют существующие знания для открытия новых знаний. Когнитивные процессы анализируются с различных точек зрения и в разных контекстах, в частности, в областях лингвистики, музыковедения, анестезиологии, нейронауки, психиатрии, психологии, образования, философии, антропологии, биологии, системного анализа, логики и компьютерных наук. Эти и другие подходы к анализу познания (например, воплощенное познание) синтезируются в развивающейся области когнитивной науки – прогрессивно автономной академической дисциплине.
Cognition is the "mental action or process of acquiring knowledge and understanding through thought, experience, and the senses". It encompasses all aspects of intellectual functions and processes such as: perception, attention, thought, imagination, intelligence, the formation of knowledge, memory and working memory, judgment and evaluation, reasoning and computation, problem solving and decision making, comprehension and production of language. Cognitive processes use existing knowledge to discover new knowledge. Cognitive processes are analyzed from different perspectives within different contexts, notably in the fields of linguistics, musicology, anesthesia, neuroscience, psychiatry, psychology, education, philosophy, anthropology, biology, systemics, logic, and computer science. These and other approaches to the analysis of cognition (such as embodied cognition) are synthesized in the developing field of cognitive science, a progressively autonomous academic discipline.
Этимология
Слово «когниция» восходит к XV веку, где оно означало «мышление и осознание». Этот термин происходит от латинского существительного (лат. *cognitio*) («исследование, обучение или знание»), образованного от глагола *cognoscere*, являющегося составным словом из *com* («с») и *gnoscere* («знать»). Вторая часть, *gnōscō*, сама по себе является когнатом греческого глагола γι(γ)νώσκω (*gi(g)nósko*).
The word cognition dates back to the 15th century, where it meant "thinking and awareness". The term comes from the Latin noun ('examination', 'learning', or 'knowledge'), derived from the verb , a compound of ('with') and ('know'). The latter half, gnōscō, itself is a cognate of a Greek verb, gi(g)nósko (γι(γ)νώσκω).
Ранние исследования
Несмотря на то, что само слово "когнитивный" восходит к XV веку, основы для современных представлений о познании были заложены спустя два тысячелетия в эпоху Просвещения такими мыслителями, как Джон Локк и Дугальд Стюарт, которые стремились создать модель разума, в которой идеи приобретались, запоминались и обрабатывались. В начале XIX века когнитивные модели разрабатывались как в философии – особенно авторами, писавшими о философии сознания, – так и в медицине, в частности врачами, пытавшимися понять, как излечить безумие. В Великобритании эти модели изучались в академической среде такими учеными, как Джеймс Салли в Университетском колледже Лондона, и даже использовались политиками при рассмотрении национального Закона об элементарном образовании 1870 года (33 & 34 Vict. c. 75). С развитием психологии как новой области исследований в Европе и её распространением в Америке, учёные, такие как Вильгельм Вундт, Герман Эббингауз, Мэри Уиттон Калкинс и Уильям Джеймс, внесли свой вклад в изучение человеческого познания.
Despite the word cognitive itself dating back to the 15th century, Two millennia later, the groundwork for modern concepts of cognition was laid during the Enlightenment by thinkers such as John Locke and Dugald Stewart who sought to develop a model of the mind in which ideas were acquired, remembered and manipulated. During the early nineteenth century cognitive models were developed both in philosophy—particularly by authors writing about the philosophy of mind—and within medicine, especially by physicians seeking to understand how to cure madness. In Britain, these models were studied in the academy by scholars such as James Sully at University College London, and they were even used by politicians when considering the national Elementary Education Act 1870 (33 & 34 Vict. c. 75). As psychology emerged as a burgeoning field of study in Europe, whilst also gaining a following in America, scientists such as Wilhelm Wundt, Herman Ebbinghaus, Mary Whiton Calkins, and William James would offer their contributions to the study of human cognition.
Ранние теоретики
Вильгельм Вундт (1832–1920) подчеркнул важность того, что он назвал интроспекцией: исследования внутренних переживаний человека. При использовании интроспекции, испытуемый должен был тщательно описывать свои чувства максимально объективно, чтобы Вундт мог получить научную информацию. Хотя вклад Вундта нельзя назвать незначительным, современные психологи считают его методы слишком субъективными и предпочитают опираться на более объективные экспериментальные процедуры для формулирования выводов о человеческих когнитивных процессах. Герман Эббингаус (1850–1909) проводил когнитивные исследования, в основном посвященные функциям и возможностям человеческой памяти. Эббингаус разработал собственный эксперимент, в котором создал более 2000 слогов из бессмысленных слов (например, 'EAS'). Затем он исследовал свою личную способность к запоминанию этих бессмысленных слов. Он намеренно выбрал бессмысленные слова, а не реальные, чтобы контролировать влияние предшествующего опыта и возможных значений слов, тем самым облегчая их воспроизведение. Эббингаус наблюдал и выдвинул ряд гипотез о переменных, которые могли повлиять на его способность к обучению и запоминанию созданных им бессмысленных слов. Одной из причин, пришел он к выводу, было время между предъявлением списка стимулов и их воспроизведением или вспоминанием. Эббингаус первым зафиксировал и построил "кривую обучения" и "кривую забывания". Его работа оказала значительное влияние на изучение серийного положения и его влияния на память (что будет обсуждаться ниже). Мэри Уиттон Калкинс (1863–1930) была влиятельным американским пионером в области психологии. Ее работа также была сосредоточена на возможностях человеческой памяти. Распространенная теория, называемая эффектом новизны, восходит к исследованиям, проведенным ею. Эффект новизны, который также будет обсуждаться в разделе, посвященном экспериментам, – это тенденция людей более точно вспоминать последние элементы в последовательности стимулов. Теория Калкинс тесно связана с вышеупомянутым исследованием и выводами, полученными в экспериментах с памятью, проведенных Германом Эббингаусом. Уильям Джеймс (1842–1910) – еще одна ключевая фигура в истории когнитивной науки. Джеймс был недоволен акцентом Вундта на интроспекции и использованием Эббингаусом бессмысленных стимулов. Вместо этого он предпочел сосредоточиться на опыте обучения человека в повседневной жизни и его важности для изучения познания. Наиболее значительным вкладом Джеймса в изучение и теорию познания был его учебник "Принципы психологии", в котором предварительно рассматриваются аспекты познания, такие как восприятие, память, мышление и внимание.
Wilhelm Wundt (1832–1920) emphasized the notion of what he called introspection: examining the inner feelings of an individual. With introspection, the subject had to be careful to describe their feelings in the most objective manner possible in order for Wundt to find the information scientific. Though Wundt's contributions are by no means minimal, modern psychologists find his methods to be too subjective and choose to rely on more objective procedures of experimentation to make conclusions about the human cognitive process. Hermann Ebbinghaus (1850–1909) conducted cognitive studies that mainly examined the function and capacity of human memory. Ebbinghaus developed his own experiment in which he constructed over 2,000 syllables made out of nonexistent words (for instance, 'EAS'). He then examined his own personal ability to learn these non words. He purposely chose non words as opposed to real words to control for the influence of pre existing experience on what the words might symbolize, thus enabling easier recollection of them. Ebbinghaus observed and hypothesized a number of variables that may have affected his ability to learn and recall the non words he created. One of the reasons, he concluded, was the amount of time between the presentation of the list of stimuli and the recitation or recall of the same. Ebbinghaus was the first to record and plot a "learning curve" and a "forgetting curve". His work heavily influenced the study of serial position and its effect on memory (discussed further below). Mary Whiton Calkins (1863–1930) was an influential American pioneer in the realm of psychology. Her work also focused on human memory capacity. A common theory, called the recency effect, can be attributed to the studies that she conducted. The recency effect, also discussed in the subsequent experiment section, is the tendency for individuals to be able to accurately recollect the final items presented in a sequence of stimuli. Calkin's theory is closely related to the aforementioned study and conclusion of the memory experiments conducted by Hermann Ebbinghaus. William James (1842–1910) is another pivotal figure in the history of cognitive science. James was quite discontent with Wundt's emphasis on introspection and Ebbinghaus' use of nonsense stimuli. He instead chose to focus on the human learning experience in everyday life and its importance to the study of cognition. James' most significant contribution to the study and theory of cognition was his textbook Principles of Psychology which preliminarily examines aspects of cognition such as perception, memory, reasoning, and attention.
Психология
В психологии термин "познание" обычно используется в рамках информационно-процессуального подхода к психологическим функциям индивида, и то же самое справедливо для когнитивной инженерии. В изучении социального познания, области социальной психологии, этот термин используется для объяснения установок, атрибуции и групповой динамики. Человеческое познание сознательное и бессознательное, конкретное или абстрактное, а также интуитивное (как знание языка) и концептуальное (как модель языка). Оно включает в себя такие процессы, как память, ассоциации, формирование концептов, распознавание образов, язык, внимание, восприятие, действие, решение проблем и ментальные образы. Традиционно эмоции не рассматривались как когнитивный процесс, но в настоящее время проводится множество исследований, посвященных когнитивной психологии эмоций; исследования также сосредоточены на осознании собственных стратегий и методов познания, что называется метапознанием. Концепция познания претерпела несколько пересмотров в процессе развития различных дисциплин в психологии. Изначально психологи понимали познание, управляющее человеческими действиями, как обработку информации. Это направление, известное как когнитивизм, возникло в 1950-х годах после того, как бихевиоризм рассматривал познание как форму поведения. Когнитивизм рассматривал познание как форму вычислений, представляя ум как машину, а сознание – как исполнительную функцию. Развитие когнитивной психологии произошло как синтез различных теорий, и началось исследование динамики взаимодействия ума и окружающей среды, что привело к отходу от прежних дуалистических парадигм, которые отдавали приоритет познанию как систематическому вычислению или исключительно поведению.
In psychology, the term "cognition" is usually used within an information processing view of an individual's psychological functions, and such is the same in cognitive engineering. In the study of social cognition, a branch of social psychology, the term is used to explain attitudes, attribution, and group dynamics. Human cognition is conscious and unconscious, concrete or abstract, as well as intuitive (like knowledge of a language) and conceptual (like a model of a language). It encompasses processes such as memory, association, concept formation, pattern recognition, language, attention, perception, action, problem solving, and mental imagery. Traditionally, emotion was not thought of as a cognitive process, but now much research is being undertaken to examine the cognitive psychology of emotion; research is also focused on one's awareness of one's own strategies and methods of cognition, which is called metacognition. The concept of cognition has gone through several revisions through the development of disciplines within psychology. Psychologists initially understood cognition governing human action as information processing. This was a movement known as cognitivism in the 1950s, emerging after the Behaviorist movement viewed cognition as a form of behavior. Cognitivism approached cognition as a form of computation, viewing the mind as a machine and consciousness as an executive function. The development of Cognitive psychology arose as psychology from different theories, and so began exploring these dynamics concerning mind and environment, starting a movement from these prior dualist paradigms that prioritized cognition as systematic computation or exclusively behavior. Stage Age or Period Description Sensorimotor stage Infancy (0–2 years) Intelligence is present; motor activity but no symbols; knowledge is developing yet limited; knowledge is based on experiences/ interactions; mobility allows the child to learn new things; some language skills are developed at the end of this stage. The goal is to develop object permanence, achieving a basic understanding of causality, time, and space. Preoperational stage Toddler and Early Childhood (2–7 years) Symbols or language skills are present; memory and imagination are developed; non reversible and non logical thinking; shows intuitive problem solving; begins to perceive relationships; grasps the concept of conservation of numbers; predominantly egocentric thinking. Concrete operational stage Elementary and Early Adolescence (7–12 years) Logical and systematic form of intelligence; manipulation of symbols related to concrete objects; thinking is now characterized by reversibility and the ability to take the role of another; grasps concepts of the conservation of mass, length, weight, and volume; predominantly operational thinking; nonreversible and egocentric thinking Formal operational stage Adolescence and Adulthood (12 years and on) Logical use of symbols related to abstract concepts; Acquires flexibility in thinking as well as the capacities for abstract thinking and mental hypothesis testing; can consider possible alternatives in complex reasoning and problem solving.
| Стадия | Возраст или период | Описание |
|---|---|---|
| Сенсомоторная стадия | Младенчество (0–2 года) | Присутствует интеллект; двигательная активность, но нет символов; знания развиваются, но ограничены; знания основаны на опыте/взаимодействии; мобильность позволяет ребенку узнавать новое; к концу этой стадии развиваются некоторые языковые навыки. Цель – развитие постоянства объекта, достижение базового понимания причинности, времени и пространства. |
| Предоперациональная стадия | Раннее детство и дошкольный возраст (2–7 лет) | Присутствуют символы или языковые навыки; развивается память и воображение; мышление необратимо и нелогично; проявляется интуитивное решение проблем; начинается восприятие взаимосвязей; усваивается концепция сохранения числа; преобладает эгоцентрическое мышление. |
| Стадия конкретных операций | Начальная школа и ранний подростковый возраст (7–12 лет) | Логическая и систематическая форма интеллекта; манипулирование символами, связанными с конкретными объектами; мышление характеризуется обратимостью и способностью принимать роль другого; усваиваются концепции сохранения массы, длины, веса и объема; преобладает оперативное мышление; мышление необратимо и эгоцентрично. |
| Стадия формальных операций | Подростковый возраст и взрослая жизнь (12 лет и старше) | Логическое использование символов, связанных с абстрактными концепциями; приобретается гибкость мышления, а также способность к абстрактному мышлению и проверке гипотез; возможность рассмотрения альтернативных вариантов в сложном рассуждении и решении проблем. |
In psychology, the term "cognition" is usually used within an information processing view of an individual's psychological functions, and such is the same in cognitive engineering. In the study of social cognition, a branch of social psychology, the term is used to explain attitudes, attribution, and group dynamics. Human cognition is conscious and unconscious, concrete or abstract, as well as intuitive (like knowledge of a language) and conceptual (like a model of a language). It encompasses processes such as memory, association, concept formation, pattern recognition, language, attention, perception, action, problem solving, and mental imagery. Traditionally, emotion was not thought of as a cognitive process, but now much research is being undertaken to examine the cognitive psychology of emotion; research is also focused on one's awareness of one's own strategies and methods of cognition, which is called metacognition. The concept of cognition has gone through several revisions through the development of disciplines within psychology. Psychologists initially understood cognition governing human action as information processing. This was a movement known as cognitivism in the 1950s, emerging after the Behaviorist movement viewed cognition as a form of behavior. Cognitivism approached cognition as a form of computation, viewing the mind as a machine and consciousness as an executive function. The development of Cognitive psychology arose as psychology from different theories, and so began exploring these dynamics concerning mind and environment, starting a movement from these prior dualist paradigms that prioritized cognition as systematic computation or exclusively behavior. Stage Age or Period Description Sensorimotor stage Infancy (0–2 years) Intelligence is present; motor activity but no symbols; knowledge is developing yet limited; knowledge is based on experiences/ interactions; mobility allows the child to learn new things; some language skills are developed at the end of this stage. The goal is to develop object permanence, achieving a basic understanding of causality, time, and space. Preoperational stage Toddler and Early Childhood (2–7 years) Symbols or language skills are present; memory and imagination are developed; non reversible and non logical thinking; shows intuitive problem solving; begins to perceive relationships; grasps the concept of conservation of numbers; predominantly egocentric thinking. Concrete operational stage Elementary and Early Adolescence (7–12 years) Logical and systematic form of intelligence; manipulation of symbols related to concrete objects; thinking is now characterized by reversibility and the ability to take the role of another; grasps concepts of the conservation of mass, length, weight, and volume; predominantly operational thinking; nonreversible and egocentric thinking Formal operational stage Adolescence and Adulthood (12 years and on) Logical use of symbols related to abstract concepts; Acquires flexibility in thinking as well as the capacities for abstract thinking and mental hypothesis testing; can consider possible alternatives in complex reasoning and problem solving.
Физические упражнения
Аэробные и анаэробные упражнения изучались в связи с улучшением когнитивных функций. В некоторых исследованиях наблюдается кратковременное повышение концентрации внимания, а также вербальной и зрительной памяти. Однако эти эффекты носят временный характер и со временем ослабевают после прекращения физической активности. У пациентов с болезнью Паркинсона также отмечалось улучшение когнитивных способностей во время езды на велосипеде, особенно при одновременном выполнении других когнитивных задач.
Aerobic and anaerobic exercise have been studied concerning cognitive improvement. There appear to be short term increases in attention span, verbal and visual memory in some studies. However, the effects are transient and diminish over time, after cessation of the physical activity. People with Parkinson's disease has also seen improved cognition while cycling, while pairing it with other cognitive tasks.
Диетические добавки
Исследования, оценивавшие фитоэстрогены, добавки с черникой и антиоксиданты, показали небольшое улучшение когнитивных функций после приема добавок, но не выявили значимых эффектов по сравнению с плацебо. Другое исследование, посвященное влиянию растительных и диетических добавок на когнитивные функции в период менопаузы, показало, что добавки сои и гинкго билоба могут способствовать улучшению когнитивных способностей у женщин.
Studies evaluating phytoestrogen, blueberry supplementation and antioxidants showed minor increases in cognitive function after supplementation but no significant effects compared to placebo. Another study on the effects of herbal and dietary supplements on cognition in menopause show that soy and Ginkgo biloba supplementation could improve women's cognition.
Приятная социальная стимуляция
По-видимому, вовлечение людей с когнитивными нарушениями (то есть деменцией) в ежедневные занятия, направленные на стимуляцию мышления и памяти в социальной среде, способствует улучшению когнитивных функций. Несмотря на ограниченный объем имеющихся данных и необходимость подтверждения результатов более масштабными исследованиями, эффект социальной когнитивной стимуляции представляется более выраженным, чем эффект некоторых медикаментозных методов лечения.
Exposing individuals with cognitive impairment (i. e. dementia) to daily activities designed to stimulate thinking and memory in a social setting, seems to improve cognition. Although study materials are small, and larger studies need to confirm the results, the effect of social cognitive stimulation seems to be larger than the effects of some drug treatments.
Другие методы
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) продемонстрировала улучшение когнитивных способностей у людей без деменции через 1 месяц после сеанса лечения по сравнению с состоянием до лечения. Однако эффект не был статистически значимо больше, чем при использовании плацебо. Компьютеризированная когнитивная тренировка, основанная на компьютерных упражнениях для различных когнитивных функций, изучалась в клинической практике, но устойчивых эффектов выявлено не было.
Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to improve cognition in individuals without dementia 1 month after treatment session compared to before treatment. The effect was not significantly larger compared to placebo. Computerized cognitive training, utilizing a computer based training regime for different cognitive functions has been examined in a clinical setting but no lasting effects has been shown.