Навигатор в голове: как формируется способность ориентироваться на местности

Как и многие исследователи, изучающие, как люди находят дорогу в разных местах, Дэвид Уттал плохо ориентируется на местности. «Когда мне было 13 лет, я пошел в поход с бойскаутами, заблудился и проплутал два с лишним дня», — вспоминает ученый из Северо-Западного университета. С тех пор его «внутренний навигатор» не стал лучше.

В мире много и таких людей, как Уттал, и тех, кто, напротив, всегда точно знает, где находится и как добраться в нужную точку. Ученые иногда измеряют способность ориентироваться: они просят человека указать на место, находящееся вне поля зрения, или, что еще сложнее, представить, что он находится в другом месте, и указать направление на третье.

«Конечно, люди не идеальны, но некоторые могут отклониться от курса лишь на один градус, — поясняет Нора Ньюкомб, когнитивный психолог из Темпльского университета. — Однако многие, когда их просят указать направление, похоже, действуют наугад.

Легко понять, что люди различаются в способности ориентироваться на местности, но вот объяснить причины гораздо сложнее. Однако в мире таких исследований назревает новая интересная идея. Используя технологии виртуальной реальности и GPS-отслеживания, ученые получили возможность наблюдать за сотнями, а иногда и миллионами людей, пытающихся найти дорогу в сложных пространствах. Хотя многое еще предстоит узнать, результаты исследований позволяют предположить, что навыки ориентирования формируются под влиянием опыта.

Развитие внутреннего компаса

Важность окружения человека подчеркивает исследование роли генетики в способности к ориентированию. В 2020 году Маргерита Маланчини, психолог из Лондонского университета королевы Марии, и ее коллеги сравнили показатели более 2600 идентичных и неидентичных близнецов при навигации по виртуальной среде, чтобы проверить, передаются ли эти способности в семьях. Оказалось, что да, но лишь в незначительной степени. Вместо этого наибольший вклад в результаты людей внесло то, что генетики называют «неродной средой», то есть уникальный опыт, который каждый человек накапливает в течение жизни. Хорошими навигаторами, похоже, становятся, а не рождаются.

Поразительный масштабный эксперимент под руководством Хьюго Спирса, когнитивного нейробиолога из Университетского колледжа Лондона, позволил исследователям понять, как опыт и другие культурные факторы могут влиять на навыки поиска пути. Спирс и его коллеги в сотрудничестве с телекоммуникационной компанией T-Mobile разработали игру для мобильных телефонов и планшетов Sea Hero Quest, в которой игроки перемещаются на лодке по виртуальной среде, чтобы найти ряд контрольных точек. Игровое приложение запрашивало у участников основные демографические данные, и почти 4 миллиона человек по всему миру выполнили эту просьбу.

С помощью приложения исследователи смогли измерить способность к поиску пути по общему расстоянию, пройденному каждым игроком, чтобы достичь всех контрольных точек. После прохождения некоторых уровней игроки также должны были выстрелить сигнальной ракетой в сторону исходной точки — это тест на «слепую зону», аналогичный задаче на определение местоположения вне зоны видимости. Затем Спирс и его коллеги могли сравнить результаты игроков с демографическими данными.

По результатам исследования, навыки ориентирования были связаны с несколькими культурными факторами. Жители скандинавских стран, как правило, немного лучше ориентируются на местности, возможно, потому, что в этих странах популярен спорт, сочетающий бег по пересеченной местности и ориентирование. Сельские жители в среднем справлялись с задачей лучше, чем горожане. А жители городов с более хаотичной уличной сетью, например, в старых частях европейских городов, показали лучшие результаты, чем жители городов, где улицы образуют четкую форму, как, например в Чикаго. Возможно, потому, что им приходилось рисовать сложные мысленные карты.

Результаты, подобные этим, говорят о том, что жизненный опыт человека может быть одним из самых главных факторов, определяющих его способность к навигации. Действительно, опыт может даже лежать в основе одного из наиболее устойчивых выводов (и стереотипов) в ориентировании: мужчины, как правило, лучше ориентируются на местности, чем женщины. Оказывается, этот гендерный разрыв — вопрос культуры и опыта, а не врожденных способностей.

Например, в скандинавских странах, где гендерное равенство наиболее выражено, гендерные различия в навигации практически отсутствуют. И наоборот, мужчины значительно превосходят женщин в тех местах, где женщины сталкиваются с культурными ограничениями на самостоятельное изучение окружающей среды, например в странах Ближнего Востока.

Этот культурный аспект и важность опыта также подтверждают исследования, проведенные среди циманэ, в традиционной общине коренного населения Боливии. Антрополог Хелен Элизабет Дэвис из Университета штата Аризона и ее коллеги дали GPS-трекеры 305 взрослым циманэ, чтобы измерить их ежедневные перемещения в течение трех дней, и не обнаружили разницы в расстоянии, которое преодолевали мужчины и женщины. Они также были одинаково искусны в указании мест, находящихся вне зоны видимости, сообщается в журнале Topics in Cognitive Science. Даже дети прекрасно справлялись с задачей ориентирования, что, по мнению Дэвиса, является результатом воспитания в культуре, поощряющей детей к широкому кругозору и исследованию леса.

Однако большинство традиций не похожи на культуру племени циманэ, и женщины и девушки, как правило, более осторожны в исследованиях местности по соображениям личной безопасности. У них не только меньше опыта в навигации, но и больше опасений по поводу безопасности или того, что они могут потеряться. Это тоже оказывает существенное влияние на навык. «Тревога мешает хорошей ориентации: если вы беспокоитесь о личной безопасности, то плохо ориентируетесь», — подчеркивает Ньюкомб.

Однако и личность тоже играет определенную роль в развитых способностях ориентироваться на местности. «Чтобы хорошо ориентироваться, нужно быть готовым к исследованиям, — объясняет Уттал. — Некоторым людям нравятся бесцельные прогулки, а другим — нет».

И в самом деле, люди, которые любят активный отдых, например, пешие или велосипедные прогулки, обычно лучше ориентируются на местности, по словам Мэри Хегарти, когнитивного психолога из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Хорошо ориентируются на местности и любители видеоигр, где нужно исследовать виртуальные пространства.

По мнению Уттала, накопленные данные свидетельствуют о том, что склонность и ранний опыт подталкивают некоторых людей к занятиям, связанным с ориентированием на местности, в то время как другие по складу характера не склонны к исследованиям, или у них меньше возможностей для долгих прогулок. Также если у человека был неудачный опыт, он может меньше стремиться к исследованиям местности. По мнению Уттала, все идет по нарастающей: «Я думаю, что сочетание личности и способностей толкает вас в определенных направлениях. Это спираль развития».

Мысленная картография

Этот эффект, вероятно, влияет на приобретение специфических навыков, которые отличают людей с хорошими способностями от остальных. К этим навыкам относятся: способность оценивать пройденное расстояние, читать и запоминать карты, изучать маршруты, основанные на последовательности ориентиров, и понимать, где находятся точки по отношению друг к другу.

Однако большая часть исследований посвящена двум конкретным навыкам. Первый — это прокладывание маршрута с помощью ориентиров, например, повернуть налево на заправке, затем пройти три квартала и повернуть направо сразу за красным домом. А второй часто называют «обзорным знанием», это умение составлять и использовать мысленную карту местности.

По словам Дэна Монтелло, географа и психолога из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, следовать маршруту — более легкая задача, и большинство людей неплохо с ней справляются. В классическом эксперименте, проведенном почти два десятилетия назад, студент Монтелло Тору Исикава раз в неделю в течение 10 недель водил 24 добровольца по двум извилистым маршрутам в престижном жилом районе Санта-Барбары, который они никогда раньше не посещали.

Позже почти каждый человек мог точно назвать порядок расположения ориентиров на каждом маршруте и примерно оценить расстояние между ними. Однако способность определять кратчайшие пути между двумя маршрутами, указывать ориентиры, не видимые с того места, где они стояли, или составлять карту маршрутов сильно различалась. По мнению исследователей, те, кто не мог определить кратчайшие пути или найти ориентиры, скорее всего не способны создавать точные мысленные карты.

Исследование, проведенное Ньюкомб и ее коллегой Стивеном Вайсбергом, подчеркивает важность таких карт в способностях ориентироваться на местности. Они попросили 294 добровольца использовать мышь и экран компьютера для навигации по двум маршрутам через виртуальный город. После того как добровольцы выучили маршруты и указали на них ориентиры, исследователи попросили их встать у одного ориентира и указать на другие на обоих маршрутах.

Как сообщили исследователи в 2018 году в журнале Current Directions in Psychological Science, люди разделились на три группы. Первые были способны составить хорошую мысленную карту: они могли точно указать на ориентиры как на одном, так и на разных маршрутах. Вторые хорошо знали маршрут, но с трудом создавали комплексную карту: они хорошо ориентировались внутри одного, но плохо — между маршрутами. Третья группа плохо справлялась со всеми заданиями на ориентирование.

По словам Монтелло, эта способность составить карту в значительной степени объясняет, почему человек лучше ориентируется на местности. «Если единственный навык, которым вы обладаете, — это способность мыслить в терминах маршрутов, вы не можете творчески подходить к преодолению препятствий», — считает ученый. По его словам, способность к картографированию дает возможность творчески подходить к навигации: «Это потрясающая разница!»

По словам когнитивного нейробиолога Вайсберга из Университета Флориды, неудивительно, что такие люди способны переключаться между несколькими типами маршрутов и выбирать наиболее подходящую навигационную стратегию в зависимости от ситуации, в которой они оказались. Это может означать использование ориентиров, когда они очевидны, и мысленных карт, когда требуются более сложные расчеты.

«Я пришел к мысли, что люди со способностями ориентироваться также используют множество альтернативных стратегий, — считает Вайсберг. — Они проявляют гибкость, что позволяет им использовать различные виды навигации. Так что когда они оказываются в новой ситуации, им легче найти путь». Например, когда Вайсберг передвигается по Гейнсвиллу, где он живет сейчас, он ориентируется на север, потому что это хорошо работает в городе с упорядоченным расположением улиц. А когда он возвращается домой, на извилистые улицы Филадельфии, то больше полагается на другие подсказки.

Исследователи пока не могут определить, в чем именно проблема тех, кто плохо ориентируется на местности: влияют ли на это отдельные навыки, такие как неспособность запоминать ориентиры или оценить пройденное расстояние. В любом случае, как можно улучшить способность ориентироваться на местности? Этот вопрос пока остается открытым. «У каждого из нас есть свои теории, — говорит Элизабет Крастил, когнитивный нейробиолог из Калифорнийского университета, — но ни одна пока не получила научного подтверждения».

Преимущества и недостатки GPS

Кажется, что простая тренировка должна сработать, в лабораторных экспериментах это действительно так. «Мы можем улучшить навигационные способности людей в виртуальной среде», — говорит Арне Экстром, когнитивный нейробиолог из Университета Аризоны. Потребовалось около двух недель, чтобы продемонстрировать довольно значительные результаты, но пока неясно, действительно ли люди улучшили общий навык или просто стали хорошо ориентироваться в конкретной виртуальной среде, используемой в экспериментах.

В пользу идеи о том, что тренировки развивают способности, говорят и результаты исследований того, что происходит, когда люди перестают пользоваться природными навигационными навыками. Например, в исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports в 2020 году, неврологи Луиза Дахмани и Вероник Бобот из Университета Макгилла в Монреале набрали 50 молодых людей и расспросили их о том, как часто они пользуются GPS-навигатором, когда водят машину. Затем они протестировали добровольцев в виртуальном мире, где им нужно было ориентироваться без GPS. Самые активные пользователи GPS-навигаторов показали плохие результаты.

Последующее наблюдение за 13 добровольцами через три года показало, что у тех, кто больше всего пользовался GPS за прошедший период, способность ориентироваться без технических устройств снизилась.

Таким бедолагам, как Уттал, ученые советуют обращать более пристальное внимание на направления по компасу или яркие ориентиры, чтобы интегрировать свои движения в ментальную карту. Для Вайсберга единственный способ комплексно изучать пространство — это обращать внимание на основные направления или ориентиры, например на океан. «Чем больше внимания я им уделяю, тем лучше я могу связать все с картой в моей голове» — считает ученый. Он рекомендует спрашивать себя, в какой стороне север, 10 раз в день, при необходимости обращаясь к карте. Это, по его мнению, может помочь выйти за рамки простого знания маршрута.

Есть и другой вариант для тех, кому лишь бы не заблудиться: просто убедитесь, что GPS-навигатор под рукой.

Источник