Bilişsel harita ve gizil öğrenme

Açılış sahnesi

Defne, üniversitedeki ilk haftasında kampüste hiçbir yere yetişmek zorunda değil. Dersler henüz başlamamış; boş saatlerinde kütüphanenin arkasındaki yokuştan çıkıyor, spor salonunun yanından kestirme bir patikaya giriyor, mühendislik binasının bodrumundan geçen bir koridoru keşfediyor. Bunları hiçbir amaçla yapmıyor, yalnızca dolaşıyor.

İkinci haftanın bir sabahı, dersinin başka bir binaya taşındığını derse beş dakika kala öğreniyor. Kampüs haritasına bakmadan, daha önce hiç yürümediği bir yolu, bodrum koridoruyla patikayı birleştiren bir güzergâhı seçiyor ve derse tam zamanında yetişiyor. Yanındaki arkadaşı, aynı binaya her gün ana yoldan gittiği hâlde, bu yolun varlığından haberdar değil.

Defne ve kampüs kurgu. Ama amaçsız bir dolaşmanın, ihtiyaç doğduğunda kullanılan bir bilgiye dönüşmesi, 1930'larda bir laboratuvarda farelerle sınanan bir soruya dayanıyor.

Bu derste ne olacak

Bu derste, öğrenmenin bir ödül olmadan da gerçekleşip gerçekleşemeyeceğini ve organizmaların çevrelerinin bir tür zihinsel temsilini kurup kurmadığını soran deneyleri ele alacağız. M01-D06'da davranışçılığın içinden açılan ilk çatlaklardan biri olarak kısaca anılan bu bulgu, burada ayrıntısıyla işleniyor.

Önce ödülsüz dolaşan farelerin deneyini ve bu deneyden çıkarılan sonucu göreceğiz. Sonra organizmaların bir yeri mi yoksa bir hareketi mi öğrendiğini soran deneylere geçeceğiz. Son bölümde bu tartışmanın yarım yüzyıl sonra beynin içinde nasıl bir karşılık bulduğuna ve ders kitaplarının bu tarihi nasıl anlattığına bakacağız.

Sıfır noktası

1930'larda öğrenme araştırmalarının çoğu, pekiştirmenin öğrenmenin zorunlu koşulu olduğu varsayımıyla çalışıyordu. Bir davranış, ardından bir ödül geldiği için öğreniliyordu; ödül yoksa öğrenme de yoktu.

Kaliforniya'da Edward Tolman bu varsayıma karşı çıkan bir davranışçıydı. Tolman davranışı ölçmekten vazgeçmiyordu, ama organizmanın davranışını hedeflere yönelik olarak görüyordu ve davranışın arkasında bir tür bilgi ya da beklenti bulunduğunu düşünüyordu.

1930'da Tolman ve Charles Honzik, fareleri karmaşık bir labirentte üç gruba ayırdı. Birinci grup, labirentin sonuna her vardığında yiyecek buluyordu. İkinci grup hiç yiyecek bulmuyordu. Üçüncü grup ise ilk on gün hiç yiyecek bulmuyor, on birinci günden itibaren yiyecek bulmaya başlıyordu.

Mekanizma

On birinci gün

Tolman ve Honzik'in deneyinde ilk on gün boyunca, ödül alan fareler labirentte giderek daha az hata yaptı; ödül almayan iki grup ise çok daha yavaş ilerledi. Bu, pekiştirmenin öğrenmeyi sağladığı görüşüyle uyumlu görünüyordu.

On birinci gün, üçüncü gruba ilk kez yiyecek verildi. Bir sonraki gün bu farelerin hata sayısı birdenbire düştü ve baştan beri ödül alan farelerle aynı düzeye, hatta bazı günlerde onların biraz altına indi. Yalnızca bir ödül deneyimi, on gün süren bir öğrenmeyi görünür kılmıştı.

Zihindeki harita

Tolman 1948'de yayımladığı bir makalede, farelerin labirentte öğrendiği şeyin bir dizi sağa-sola dönüş değil, labirentin bir tür haritası olduğunu öne sürdü.

Bu düşüncenin ayırt edici öngörüsü şuydu: bir organizma yalnızca bir hareket dizisi öğrenmişse, o dizi kapandığında ne yapacağını bilemez. Bir harita öğrenmişse, kapanan yolun yerine daha önce hiç kullanmadığı bir yolu seçebilir.

Tolman ve arkadaşları 1946'da bu öngörüyü sınamak için bir dizi deney yaptı. Bunlardan birinde fareler, önce dolambaçlı bir yoldan bir hedefe ulaşmayı öğrendi. Sonra bu yol kapatıldı ve fareler, farklı yönlere uzanan birçok yeni yolun bulunduğu bir düzeneğe kondu. Farelerin önemli bir kısmı, hedefin bulunduğu yöne doğru giden yolu seçti.

Yer mi, hareket mi?

Tolman'ın görüşü ile o dönemin baskın davranışçı görüşü arasındaki tartışma, farelerin bir yeri mi yoksa bir hareketi mi öğrendiği sorusunda somutlaştı.

Artı biçimli bir labirentle yapılan deneylerde, bir grup fare her seferinde aynı yöne dönerek yiyeceğe ulaşmak üzere, öteki grup ise farklı başlangıç noktalarından aynı yere gitmek üzere eğitildi. Bazı koşullarda yeri öğrenen fareler daha hızlı ilerledi. Ama sonraki çalışmalar, hangisinin daha kolay öğrenildiğinin ortamdaki ipuçlarına bağlı olduğunu gösterdi: odada belirgin işaretler bulunduğunda yer öğrenmesi, ipuçları az olduğunda tepki öğrenmesi daha kolaydı. Daha da ilginci, uzun süreli eğitimle farelerin başta yeri öğrenip zamanla belirli bir hareketi otomatik olarak tekrarlamaya geçtiği bulundu.

Usta katmanı

Beynin içindeki harita

Tolman'ın bilişsel harita kavramı, onlarca yıl boyunca bir metafor olarak kaldı. 1971'de John O'Keefe ve Jonathan Dostrovsky, farelerin hipokampusundaki tek tek sinir hücrelerinin etkinliğini kaydettiklerinde beklenmedik bir şey buldu.

2005'te May-Britt ve Edvard Moser, hipokampusun yanındaki bir bölgede, hayvan çevrede hareket ederken düzenli bir üçgen ızgara örüntüsüyle etkinleşen hücreler buldu. Bu ızgara hücreleri, beyne bir tür koordinat sistemi sağlıyordu. O'Keefe ve Moser'ler bu buluşlarla 2014 yılının Nobel tıp ödülünü paylaştı.

Eleanor Maguire ve arkadaşları 2006'da Londra'daki taksi şoförlerini, aynı şehirde çalışan ve deneyim ile stres düzeyleri benzer olan otobüs şoförleriyle karşılaştırdı. Fark şuydu: taksi şoförleri her yolculukta şehrin binlerce sokağı arasından kendi güzergâhını seçiyordu; otobüs şoförleri ise her gün aynı sabit hatları izliyordu. Taksi şoförlerinin hipokampusunun arka kısmında daha fazla gri madde bulundu; otobüs şoförlerinde ise sürüş deneyimi ile bu bölge arasında bir ilişki görülmedi. M04-D05'te taksi şoförü adaylarının eğitim öncesi ve sonrası taramalarına değinilmişti; bu karşılaştırma, belirleyici olanın direksiyon başında geçen zaman değil, haritayı kullanma biçimi olduğunu düşündürüyor.

Ders kitaplarındaki hikâye

Tolman'ın deneyleri, birçok giriş ders kitabında davranışçılığın yenilgisinin kanıtı olarak anlatılıyor. Robert Jensen 2006'da, 1948 ile 2004 arasında yayımlanmış kırk sekiz giriş psikolojisi kitabını inceledi ve bu anlatımda sık tekrarlanan hatalar buldu: gizil öğrenme deneylerinin pekiştirmenin öğrenme için gereksiz olduğunu kesin olarak kanıtladığı, davranışçı kuramların bu sonuçları açıklayamadığı ve bilişsel haritanın tek olası açıklama olduğu iddiaları.

Jensen'e göre davranışçılar bu bulgulara cevaplar geliştirmişti ve tartışma ders kitaplarının anlattığı kadar tek taraflı sonuçlanmamıştı. Tolman'ın deneylerinin önemi gerçekti; ama hikâye, kazananın baştan belli olduğu bir anlatıya dönüştürülmüştü.

Kanıtın sınırı

Organizmaların bir ödül olmadan da çevreleri hakkında bilgi edinebildiği ve bu bilgiyi ihtiyaç doğduğunda hızla kullanabildiği, birçok çalışmayla desteklenen bir bulgu. Beynin, çevredeki konumu ve uzamsal düzeni kodlayan hücre sistemlerine sahip olduğu da güçlü biçimde gösterildi.

Tolman'ın kestirme deneyleri ve yer-tepki tartışması ise tutarsız sonuçlar verdi; hangi öğrenme biçiminin baskın çıktığı ortamın ipuçlarına ve eğitimin süresine bağlı. Gizil öğrenmenin pekiştirmenin gereksizliğini kesin olarak kanıtladığı yönündeki yaygın anlatı, deneylerin kendisinden çok bu deneylerin sonraki yorumlarına dayanıyor.

Hayvan çalışmalarından insan yön bulmasına geçiş de dikkat gerektiriyor. İnsanlar haritalar, tabelalar, dil ve teknoloji kullanıyor; bir şehirde yol bulma, yer hücrelerinin ve ızgara hücrelerinin yanında bu kültürel araçlara da dayanıyor.

Kendin dene

Aklında kalsın

Tolman ve Honzik'in deneyinde, ödülsüz dolaşan fareler ödül sunulduğu anda baştan beri ödüllendirilen farelerle aynı düzeye geldi; bu bulgu gizil öğrenme olarak adlandırıldı.

Tolman, farelerin bir dizi hareket değil, labirentin bir tür bilişsel haritasını öğrendiğini öne sürdü; kestirme deneyleri bu öngörüyü sınadı ama tutarsız sonuçlar verdi.

Yer öğrenmesi ile tepki öğrenmesi, ortamın ipuçlarına ve eğitimin süresine göre baskın çıkabiliyor; ikisi birbirini dışlamıyor.

Yer hücreleri ve ızgara hücreleri, beynin uzamsal düzeni kodlayan sistemlerine bir karşılık sağladı ve 2014'te Nobel ödülüyle tanındı.

Ders kitaplarında Tolman'ın deneyleri, davranışçılığın kesin yenilgisi olarak sık sık basitleştirilerek anlatılıyor.

Sonraki derse köprü

Bu modül boyunca öğrenmenin nasıl gerçekleştiğine dair laboratuvarda biriken bulguları gördük: alışma, koşullanma, pekiştirme, gözlem ve gizil öğrenme. Bu bulguların öğrencilerin kendi çalışma biçimine nasıl yansıdığı ise ayrı ve önemli bir soru.

Okullarda ve kurslarda yaygın bir inanç var: her öğrencinin görsel, işitsel ya da dokunsal bir öğrenme biçimi var ve öğretim bu biçime uyduğunda öğrenme artıyor. Bu inanç sınandığında ne bulundu, ve bunun yerine gerçekten işe yaradığı gösterilen çalışma yöntemleri neler? Modülün son dersi bu soruları ele alıyor: öğrenme stilleri efsanesi ve kanıtlı çalışma teknikleri.