Czy do myślenia potrzebne jest ciało

W połowie XX w. stworzono pierwsze komputery. Były to maszyny dokonujące mechanicznych obliczeń na abstrakcyjnych symbolach, realizując krok po kroku zaprogramowane w nich polecenia. Wkrótce wśród psychologów, językoznawców, informatyków i filozofów rozwinął się pogląd, że podobnie musi działać nasz umysł.

Ciało ma znaczenie

W latach 80. perspektywa zaczęła się jednak zmieniać. Spora część przedstawicieli kognitywistyki zwróciła się ku filozoficznym koncepcjom umysłu z pierwszej połowy XX w. autorstwa Edmunda Husserla i Maurice’a Merleau-Ponty’ego. Słowem kluczowym tych koncepcji było „ciało” rozumiane jako organ myślenia i narzędzie nadawania światu znaczenia. W szczególności badacze ci zaczęli podważać tezę, zgodnie z którą percepcja, działanie i myślenie były trzema oddzielnymi funkcjami mózgu. W tej nowej wizji miały być one głęboko powiązane – dzięki ciału.

W 1980 r. ukazała się wpływowa książka „Metafory w naszym życiu”, napisana przez lingwistę George’a Lakoffa i filozofia Marka Johnsona. Autorzy przekonywali w niej, że myślenie nie polega na przetwarzaniu abstrakcyjnych symboli (czyli na obliczeniach), a wszystkie pojęcia powstają w interakcji naszych ciał ze środowiskiem. Co ciekawe, dotyczy to nie tylko pojęć konkretnych, takich jak „młotek”, „kot” czy „jabłko”, ale również abstrakcyjnych. I tak, „teoria naukowa” ugruntowana jest w czynności obrony („ona obroniła swoją teorię”), „miłość” w dopasowaniu („oni pasują do siebie”), a „czas” w zbliżaniu („nadchodzą święta”).

W kolejnych pracach pisanych wspólnie ze specjalistami z różnych dyscyplin Lakoff wskazywał na percepcyjne i ruchowe źródła kolejnych pojęć abstrakcyjnych. Dobrym przykładem jest opublikowana przez niego w 2000 r. wspólnie
z psychologiem i matematykiem Rafaelem Núñezem książka „Where mathematics comes from”. Autorzy przekonywali, że królowa abstrakcji – matematyka – nie jest wytworem obliczeniowego umysłu, ale systemem pojęciowym, który wyłania się z codziennych czynności, takich jak tworzenie kolekcji (zbiór, arytmetyka) czy rozmieszczanie rzeczy względem własnego ciała (oś liczbowa).

Lakoff i Núñez twierdzili, że w przetwarzaniu pojęć matematycznych kluczową rolę odgrywa aktywność obszarów sensorycznych i motorycznych naszych mózgów: gdy myślimy o pojęciu zbioru albo obliczamy coś w pamięci, mózg wykorzystuje również te obwody, których używa w prozaicznych czynnościach – takich jak postrzeganie przedmiotów czy poruszanie się.

W ujęciu komputacjonizmu zbiory, liczby i wykonywane na nich operacje nie mają z ciałem nic wspólnego – to abstrakcyjne symbole umysłowe i obliczenia na nich. Jak podkreślało jednak wielu filozofów, nie było jasne, jak mózg miałby zapisywać te symbole, przetwarzać je i co gorsza, jak miałby je odnosić do przedmiotów w otaczającym nas świecie. Przykładowo, jak abstrakcyjny, umysłowy symbol „7” mógłby odnosić się do siedmiu obserwowanych albo zbieranych do koszyka jabłek albo siedmiu zasłyszanych kolejno dźwięków klaksonu? W świetle tej krytyki komputerowy umysł przypominał maszynę całkowicie odizolowaną od świata, a przez to niezdolną do interakcji z nim.

Atrakcyjność podejścia Lakoffa i współpracowników polegała na ominięciu tego problemu – technicznie określanego jako „problem ugruntowania symboli” – a w konsekwencji wskazaniu ciągłości między umysłem, ciałem i światem. Zwolennicy ucieleśnienia podkreślali także, że taki pogląd ma również sens z punktu widzenia ewolucji, która ukształtowała architekturę naszych umysłów. Ewolucja nie tworzy bowiem nowych cech znikąd, tylko przekształca te obecne u przodków, nadając im nowe funkcje. Nie byłoby więc wcale dziwne, gdyby zdolność do abstrakcyjnego myślenia zakorzeniona była w bardziej podstawowych funkcjach umysłu – percepcji i poruszaniu się.

Nieprzerwana symulacja

Wobec koncepcji ucieleśnionego umysłu w ujęciu Lakoffa formułowano rzecz jasna zarzuty. Jednym z nich było to, że choć teoria ucieleśnienia miała rozwiązać problem abstrakcji, sama w sobie była dość abstrakcyjna. Brakowało np. opisu działającego krok po kroku mechanizmu przetwarzania pojęć.

Psycholog poznawczy Arthur Glenberg postanowił temu zaradzić i z końcem poprzedniego stulecia opracował tzw. teorię schematów działań. Zgodnie z nią rozumiemy dane pojęcie dzięki sensoryczno-motorycznej symulacji działania, z którym pojęcie to jest powiązane. Proces ten zachodzi w trzech krokach.

W pierwszym określone słowo przyporządkowywane jest do rozproszonego wzorca neuronalnego, który jest aktywny podczas cielesnej interakcji z danym przedmiotem. Nawet gdy tylko słyszymy zdanie „Kinga dała Mateuszowi jabłko”, mózg reaktywuje wzorzec neuronalny analogiczny do tego, który aktywny jest podczas naszej interakcji z „prawdziwym” jabłkiem. W drugim kroku mózg rekonstruuje tzw. afordancje, czyli sposoby możliwych interakcji człowieka z danym przedmiotem. W ten sposób reprezentowane jest „pole możliwości”, w którym jabłko nadaje się do jedzenia albo rzucenia nim w kogoś, ale nie do przybijania gwoździ. Wreszcie, „pole możliwości” zawężane jest dzięki analizie gramatycznej struktury zdania, ponieważ różne konstrukcje gramatyczne (np. to, czy podmiotem zdania jestem ja, czy ktoś inny) wpływają na przebieg symulacji.

Glenberg przekonany był nie tylko, że opisany przez niego mechanizm przetwarzania pojęć jest adekwatny, ale również, że ucieleśnione poznanie stanowi perspektywę integrującą psychologię z innymi dyscyplinami zaliczanymi do kognitywistyki. Ucieleśnienie odgrywa więc w społeczności badaczy umysłu rolę analogiczną do tej, jaką od lat 50. do 80. odgrywał komputacjonizm.

Ty do mnie, ja do ciebie

Sztandarowym dowodem empirycznym świadczącym na korzyść teorii Glenberga jest odkryty przez niego wraz z ­Michaelem Kaschakiem w 2002 r. „efekt spójności między działaniem i treścią zdania” (Action-Sentence Compatibility Effect). Osoby biorące udział w eksperymencie czytały zdania dotyczące działań skierowanych w stronę ciała („otwórz szufladę”) lub od ciała („włóż ręce pod kran”). Miały decydować, czy przeczytane zdanie jest sensowne, mając do dyspozycji trzy przyciski ułożone tak, że jeden znajdował się najbliżej ciała, a inny najdalej. Każda próba rozpoczynała się od naciśnięcia środkowego przycisku, który sprawiał, że na ekranie komputera pojawiało się zdanie – było ono wyświetlane do momentu zwolnienia przycisku. Następnie sensowność zdania należało potwierdzać bliższym lub dalszym przyciskiem.

Odkryty przez Glenberga i Kaschaka efekt spójności polega na tym, że ludziom łatwiej jest potwierdzać sensowność zdania, co przejawia się w krótszych czasach reakcji, gdy kierunek działania wyrażonego w ocenianym zdaniu jest zgodny z kierunkiem ruchu (np. „otwórz szufladę” – ruch ręką w stronę własnego ciała).

Badacze zaobserwowali efekt spójności nie tylko w przypadku zdań rozkazujących, ale również zdań opisujących ruch przedmiotów („Mateusz dał ci jabłko”, „dałaś jabłko Mateuszowi”), a nawet takich zdań, w których nie ma wyraźnego ruchu, ale pojawia się różnica w perspektywie („Kinga opowiedziała ci historię”, „opowiedziałeś Kindze historię”). Świadczyć ma to o tym, że nasz układ ruchowy zaangażowany jest aktywnie w przetwarzanie różnych typów zdań, a „rozgrzanie” go analizą treści zdania wiąże się z szybszym wykonaniem odpowiedniego ruchu – stąd efekt spójności. Przez długi czas był on postrzegany nawet przez sceptyków jako silny dowód na rzecz ucieleśnienia przetwarzania pojęć. Wytłumaczenie go w ramach komputacjonistycznej wizji umysłu wydawało się niemożliwe.

Innego argumentu za ucieleśnieniem dostarczyły badania tzw. neuronów lustrzanych, czyli takiej populacji komórek w mózgu, które aktywują się zarówno wtedy, gdy sami wykonujemy jakąś czynność (np. rozdzieramy kartkę papieru), jak i wtedy, gdy jedynie widzimy lub słyszymy, jak ktoś inny robi tę samą rzecz. Niektórzy badacze uznali, że neurony lustrzane stanowią bezpośrednie podłoże zakładanego przez Glenberga mechanizmu sensoryczno-motorycznej symulacji. Z czasem opisano wiele problemów z takim poglądem, dlatego entuzjazm zwolenników ucieleśnienia wobec neuronów lustrzanych znacznie opadł. Ale najsilniejszy cios ucieleśnieniu zadali psycholodzy.

Nieudane replikacje

W ostatnich latach w świecie psychologii akademickiej ważnym hasłem stała się „replikowalność badań”. Jest ona powiązana z naturalnym oczekiwaniem, że rezultaty eksperymentów nie powinny być „jednorazowe”, ale możliwe do powtórzenia przez niezależnych badaczy. Wielu podręcznikowych wyników nie udało się zreplikować, a co za tym idzie, idee naukowe, na korzyść których przemawiały te wyniki, stanęły pod znakiem zapytania. Kryzys replikacyjny nie ominął również ucieleśnionego poznania.

W opublikowanej w 2015 r. serii eksperymentów Megan Papesh chciała sprawdzić m.in., czy efekt spójności odkryty przez Glenberga i Kaschaka zachodzi, gdy osoby badane mają oceniać sensowność zdań za pomocą gestów myszką. Jeśli ten efekt byłby przejawem ogólniejszej i godnej uwagi tendencji psychologicznej, powinien być odporny na tak niewinną zmianę procedury badawczej. Jednak wynik badania Papesh okazał się negatywny. Co więcej, gdy autorka zastosowała format udzielania odpowiedzi modelowany na oryginalnej pracy Glenberga i Kaschaka (a więc za pomocą przycisków ustawionych w różnej odległości od ciała), a nawet użyła dokładnie tych samych zdań co oni, w większości wypadków nie udało się powtórzyć efektu spójności.

To nie wszystko: dokonując przy pomocy innych narzędzi statystycznych ponownej analizy wyników kilkunastu wcześniejszych badań na temat efektu spójności, Papesh zauważyła, że dowody na istnienie efektu są słabe.

Ostatecznym ciosem dla efektu spójności zdają się być jednak wyniki opublikowanego w bieżącym roku badania przeprowadzonego pod kierunkiem Richarda Moreya. Aż 45 autorów z 18 laboratoriów z całego świata, w tym Glenberg i Kaschak, podjęło skoordynowaną próbę powtórzenia badania, w którym pierwotnie zaobserwowano efekt. Próba ta zakończyła się niepowodzeniem.

W innym z klasycznych dla nurtu ucieleśnionego poznania badaniu Zubaida Shebani i Friedemann Pulvermüller zaobserwowali w 2013 r. następującą prawidłowość: wykonywanie zadania rytmicznego za pomocą rąk zaburzało przetwarzanie pojęć związanych z motoryką rąk (np. „klaskać”, „chwytać”), ale nie pojęć związanych z motoryką nóg („kopnięcie”, „podskok”); z kolei wykonywanie analogicznego zadania rytmicznego za pomocą nóg utrudniało przetwarzanie pojęć związanych z nogami, ale nie rękami. Dla dociekliwych: zadanie to polegało na wystukiwaniu paradiddle, czyli typowej wprawki werblowej. Wynik ten świadczyć ma o tym, że odrębne obszary kory ruchowej zaangażowane są w selektywny sposób w rozumienie znaczenia pojęć na drodze symulacji. Wynik Shebani i Pul­vermüllera próbowali niedawno powtórzyć Guillermo Montero-Melisan i jego zespół. W tym roku opublikowali oni negatywny rezultat próby replikacji.

Liczenie na palcach

Jak widzieliśmy wcześniej, w oparciu o tezy ucieleśnionego poznania usiłowano wyjaśnić, jak umysł radzi ­sobie z abstrakcyjnymi pojęciami matematycznymi. Efekt SNARC (to skrót
od Spatial-Numerical Association of ­Response Codes) odkryty w latach 90. przez Stanislasa Dehaene’a i współpracowników polega na tym, że podejmując szybkie decyzje na temat własności prezentowanych liczb (np. ich parzystości) osoby z krajów europejskich szybciej reagują lewą ręką na liczby względnie małe, a prawą na liczby względnie duże.

Prawidłowość tę interpretuje się jako przejaw tzw. umysłowej osi liczbowej, a więc tego, że kolejne liczby zajmują miejsce w umysłowej przestrzeni, analogicznej do przestrzeni fizycznej. Kluczowym czynnikiem kształtującym efekt SNARC jest kierunek czytania, o czym świadczy to, że u osób z kultur, w których czyta się od prawej do lewej, występuje odwrócony efekt, czyli szybsze czasy reakcji lewą ręką na większe liczby, a prawą na mniejsze. Liczne badania wykazały jednak, że na to, jak silny jest efekt SNARC, wpływają również inne czynniki.

W 2008 r. Martin Fischer opublikował wyniki badań wiążące obserwowany u osób dorosłych efekt SNARC z ich nawykami liczenia na palcach. Zaobserwował on silniejszy efekt SNARC u tych osób, które poproszone o policzenie na palcach od 1 do 10 zaczynały od lewej ręki, w porównaniu do tych, które liczyły od prawej. Choć badanie to nie uprawnia do wyciągania wniosków na temat przyczynowości, wynik ten spójny jest z hipotezą ucieleśnionego poznania, zgodnie z którą nabywane w dzieciństwie nawyki liczenia na palcach stanowią podstawę dla „organizacji” poznawczego systemu liczb u osób dorosłych. Innymi słowy, to czy na umysłowej osi liczbowej większe liczby znajdują się po lewej, czy po prawej stronie, ma zależeć od kierunku, w jakim liczmy na palcach. Fischer nazywa tę odmianę „poznaniem manumerycznym” (od łac. manus – ręka).

Czekamy na wyniki

W niedawnym badaniu przeprowadzonym wspólnie z Krzysztofem Ciporą nie udało się nam jednak zreplikować wyniku Fischera, a konkretnie nie znaleźliśmy istotnej statystycznie różnicy w sile efektu SNARC pomiędzy osobami zaczynającymi liczenie na palcach od lewej i prawej ręki. W przeciwieństwie do Fischera, który zakładał milcząco, że nawyki liczenia na palcach u dorosłych są trwałe (dana osoba zaczyna zawsze liczyć od lewej albo prawej ręki), z naszych wcześniejszych badań wynika, że spora część ludzi nie ma aż tak mocnych preferencji. Wobec tego w nowym badaniu uwzględniliśmy również wymiar stabilności nawyków liczenia na palcach w czasie. Gdyby nawyki te rzeczywiście nadawały kierunek umysłowej osi liczbowej, to osoby, które liczą na palcach rozpoczynając zawsze od lewej ręki, powinny przejawiać silniejszy efekt SNARC nie tylko niż ludzie zaczynający od prawej, ale także niż ci, którzy czasem zaczynają od lewej, oraz ci, którzy nie mają żadnych preferencji. Nie znaleźliśmy potwierdzenia dla tej hipotezy.

Być może, co zasugerował nam Marin Fischer, nasze negatywne wyniki wiążą się z konkretnym sposobem przeprowadzania badania, np. minimalną różnicą w ­postawie ciała uczestników. Choć staraliśmy się odtworzyć warunki z oryginalnego badania, nie wykluczamy takiej możliwości. Jednak w naszym przekonaniu gdyby wpływ ciała na poznawcze przetwarzanie liczb był aż tak silny, jak twierdzą zwolennicy ucieleśnienia umysłu, efekt odkryty w 2008 r. powinien być odporny na drobne zakłócenia. Mimo blisko piętnastu lat od ukazania się pracy Fischera oraz ponad dwudziestu, które upłynęły od publikacji książki Lakoffa i Núñeza, wciąż nie wiadomo, kiedy dokładnie możemy spodziewać się przejawów ucieleśnienia myślenia matematycznego.

Na domiar złego, choć książka „Where mathematics comes from” jest powszechnie cytowana przez naukowców, przedstawiane na jej kartach tezy na temat cielesnych źródeł pojęć matematycznych, łącznie z takimi jak „nieskończenie małe” czy „indukcja pozaskończona”, nie znalazły zbyt wiele wsparcia w wynikach badań empirycznych. Nie chodzi o to, że eksperymenty obaliły tezy Lakoffa i Núñeza, ale raczej o to, że tezy te są tak ogólnikowe, że trudno przełożyć je na język badań empirycznych.

Jak się różnimy

Podaliśmy zaledwie kilka przykładów nieudanych replikacji wyników badań interpretowanych na korzyść ucieleśnienia poznania – choć moglibyśmy ich wymienić znacznie więcej. Zamiast tego lepiej zastanowić się, czy w świetle tych nieudanych replikacji nadszedł czas, by rozstać się koncepcją ucieleśnionego poznania. Jeśli tak, to właściwie z jaką koncepcją mielibyśmy się rozstać? I oczywiście – co dalej?

Na domiar złego, choć książka „Where mathematics comes from” jest powszechnie cytowana przez naukowców, przedstawiane na jej kartach tezy na temat cielesnych źródeł pojęć matematycznych, łącznie z takimi jak „nieskończenie małe” czy „indukcja pozaskończona”, nie znalazły zbyt wiele wsparcia w wynikach badań empirycznych. Nie chodzi o to, że eksperymenty obaliły tezy Lakoffa i Núñeza, ale raczej o to, że tezy te są tak ogólnikowe, że trudno przełożyć je na język badań empirycznych.

Liczne nowe prace naukowe z zakresu psychologii, neuronauki i robotyki publikowane każdego miesiąca wskazują na to, że paradygmat ucieleśnionego umysłu wcale się nie wyczerpał. Wiedza, które szczegółowe teorie ucieleśnienia „nie działają”, jest wskazówką dla konstruowania nowych teorii. Przede wszystkim wydaje się, że nie powinniśmy myśleć o ucieleśnieniu poznania na zasadzie „wszystko albo nic”. I to w co najmniej dwóch kontekstach.

Po pierwsze, wspomniany Friedemann Pulvermüller twierdzi, że oparte na języku reprezentacje poznawcze stanowią „kotwice” czy też „ograniczenia” dla ucieleśnionych symulacji. Jego zdaniem uczenie się rodzimego języka stabilizuje, a zarazem indywidualizuje przeprowadzane przez mózg symulacje sensoryczno-motoryczne. To, czy w danym kontekście symulacje zostaną uruchomione, zależy od indywidualnej historii uczenia się słów. Nieudana replikacja eksperymentu Shebani i Pul­vermüllera może więc wynikać po prostu z różnic pomiędzy osobami badanymi. To oznacza jednak, że stopień zaangażowania ucieleśnionych symulacji w przetwarzanie pojęć to kwestia odmienności międzyosobniczych. Jeśli tak, to przed zwolennikami ucieleśnienia umysłu stoi trudne zadanie zbudowania teorii różnic indywidualnych w zakresie rozumienia pojęć.

Po drugie, nawet jeśli ucieleśnione symulacje zachodzą u wszystkich ludzi, to wcale nie jest pewne, że rolą tych symulacji jest akurat rozpoznawanie znaczenia pojęć – jak od początku przyjmowali zwolennicy ucieleśnienia. Być może symulacje wprowadzają systematyczne „zakłócenia” w dokonywanych przez nas ocenach bodźców. Argumentem na rzecz takiej tezy są wyniki naszego niedawnego badania przeprowadzonego wspólnie z ­Michałem Kunieckim i Piotrem Winkielmanem i przedstawionego w czasopiśmie „Scientific Reports”.

Potrzeba nowych teorii

Z wcześniejszych badań Piotra Winkielmana wiadomo było, że gdy utrudnimy mózgowi przeprowadzenie ucieleśnionej symulacji (umieszczając między zębami długopis albo pałeczki do sushi – co blokuje aktywność mięśnia jarzmowego większego, odpowiedzialnego za wykonywanie uśmiechu), to zakłócimy zdolność do rozpoznawania ekspresji radości na wyświetlanych osobom badanym zdjęciach. W nowym badaniu chcieliśmy sprawdzić, czy analogiczny efekt zachodzi w przypadku odgłosów śmiechu.

Gdyby rozumienie pojęcia radości odbywało się na drodze ucieleśnionej symulacji (czyli „odtwarzaniu” w naszym mózgu pewnych aspektów tej emocji), osoby badane powinny lepiej rozpoznawać odgłosy śmiechu, gdy ich twarze mogą reagować swobodnie, tak jakby śmiały się same, a gorzej, gdy reakcje takie są zablokowane pałeczkami do sushi. Z drugiej strony, pałeczki między zębami nie powinny wpływać na rozpoznanie dźwiękowej ekspresji złości, ponieważ ta wiąże się bardziej z aktywnością mięśnia marszczącego brwi.

Choć nie odnotowaliśmy różnic w rozpoznawaniu dźwięków w warunkach zablokowania i swobodnej aktywności mięśnia jarzmowego większego, zaobserwowaliśmy, że stałe napięcie tego mięśnia sprawia, że osoby badane oceniają dźwięki neutralne emocjonalnie jako bardziej radosne. Efekt ten znany jest w psychologii od kilku dekad pod nazwą twarzowego sprzężenia zwrotnego i obserwowany był wielokrotnie w przypadku bodźców wzrokowych. Stan ciała wpływa więc na procesy poznawcze, i to w systematyczny sposób, jednak samo rozumienie pojęć zawdzięczać możemy innym mechanizmom.

Nieudane replikacje sztandarowych badań wcale nie muszą oznaczać, że idea ucieleśnionego umysłu ma już jedynie wartość historyczną. W ich świetle jak nigdy dotąd aktualne staje się przesłanie noblisty Geralda Edelmana, wysłowione przez niego trzy dekady temu na kartach książki „Przenikliwe powietrze, jasny ogień. O materii umysłu”: „nie wystarczy powiedzieć, że umysł jest ucieleśniony; trzeba jeszcze powiedzieć jak”.©

Kora przedruchowa (kolor zielony), pierwszorzędowa kora ruchowa (fioletowy) i kora wzrokowa (czerwony) to „cielesne” obszary mózgu, od pracy których uzależniona jest nasza zdolność do poruszania się czy widzenia. W ostatnich dekadach wykazano jednak, że te obszary aktywują się również m.in. przy wyobrażaniu sobie czegoś lub przetwarzaniu pojęć – w tym abstrakcyjnych – co przemawiało na korzyść teorii ucieleśnionego poznania. Dziś psycholodzy i neuronaukowcy spierają się jednak, czy aktywacje tych struktur są konieczne dla abstrakcyjnego myślenia, czy jedynie mu towarzyszą.