Výzkumné metody kognitivní psychologie

Výzkumné metody kognitivní psychologie

#Cíle výzkumu

Pro lepší proniknutí do specifických metod kognitivní psychologie musíme nejdříve pochopit cíle výzkumu kognitivní psychologie. Některé z nich si nyní představíme. Stručně řečeno, tyto cíle zahrnují sběr dat, jejich analýzu, vývoj teorií, formulaci hypotéz i aplikaci poznatků vně výzkumného prostředí. Vědci se obvykle snaží o zkoumaném jevu získat co největší počet informací. Již v této fázi mohou, ale nemusí, mít předběžnou představu o výsledcích výzkumu. V každém případě je jejich výzkum zaměřen na popis specifických kognitivních jevů, např. jak lidé rozpoznávají obličeje nebo jak získávají vysoce odborné zkušenosti (jak se stávají experty).

Sběr dat představuje empirický aspekt vědecké aktivity. Jakmile je sebrán dostatečný počet relevantních dat o kognitivních jevech, kognitivní psychologové přistoupí k aplikaci metod používaných za účelem vyvození závěrů z dat. V ideálním případě pracují s konvergentními typy důkazů, které by podpořily jejich hypotézy. Někdy letmý pohled na data vede k intuitivním závěrům ohledně zákonitostí, které ze sebraných dat vyplynou. Častěji se však pracuje s různými statistickými metodami analýzy dat.

Sběr dat a statistická analýza pomáhají vědcům při popisu kognitivních jevů. Bez popisů by se žádná vědecká činnost daleko nedostala. Přesto většina kognitivních psychologů chce získat odpovědi na více otázek než pouze na otázku co. Řada z nich se snaží získat odpověď i na otázku jak a proč. To znamená, že se vědci snaží najít způsoby, jak by mohli kognici nejen popsat, ale i vysvětlit. Za hranice popisu se kognitivní psychologové dostanou přesunem od toho, co mohou přímo pozorovat, k tomu, co může být z pozorování logicky odvozeno.

Předpokládejme, že chceme zkoumat nějaký aspekt poznávání, např. jak lidé chápou informace v učebnicích. Obvykle začneme u teorie (organizovaného komplexu obecných vysvětlujících principů týkajících se určitého jevu) a hypotéz (předběžných návrhů ohledně očekávaných empirických důsledků teorie, např. předpokládaných výsledků výzkumu) odvozených z teorie. Pak přistoupíme k testování teorie, abychom zjistili, zda je schopna predikovat (předpovídat) určité aspekty zkoumaného jevu. Jinými slovy náš myšlenkový proces probíhá podle úvahy: „Je-li naše teorie správná, tak při každém výskytu x by měl následovat výsledek y.“

Poté testujeme hypotézy experimentálním postupem. I když zjištěné výsledky zdánlivě potvrzují hypotézu, nejdříve je musíme podrobit statistické analýze, aby byla zjištěna statistická významnost. Měření statistické významnosti uvádí pravděpodobnost, že výsledky nepředstavují pouze náhodné kolísání dat.

Po experimentálním testování a statistické analýze hypotetických předpokladů mohou zjištění vyplývající z experimentů vést k dalšímu sběru dat, analýze dat, vývoji a úpravám teorie, formulaci další hypotézy a k jejímu testování. Navíc řada kognitivních psychologů doufá, že využijí vhledy, které získají v průběhu výzkumu. Některé výzkumy na poli kognitivní psychologie jsou aplikovány v praxi již od samého začátku, např. odborníci se takto snaží pomoci lidem zlepšit kvalitu života a podmínek, v nichž žijí. Tímto způsobem může základní výzkum vést k praktickému využití. Pro každý z těchto účelů nabízejí rozličné výzkumné metody výhody i nevýhody.

#Jednotlivé výzkumné metody

Kognitivní psychologové při zkoumání lidského myšlení využívají různé metody. Tyto metody zahrnují: a) laboratorní či jinak kontrolované pokusy; b) psychobiologický výzkum; c) sebepozorování; d) kazuistiky; e) pozorování v přirozených podmínkách; f) počítačové simulace a umělou inteligenci (popisy a příklady metod jsou uvedeny v tab. 1.1). Z tabulky 1.1 je patrné, že každá metoda má své výhody i nevýhody.

#Laboratorní výzkum chování

Kontrolované laboratorní experimenty jsou patrně první metodou, která každého napadne při zmínění vědeckého výzkumu. Z kurzů úvodu do psychologie či z jiných úvodních kurzů si jistě vzpomenete, že při experimentálních kontrolovaných výzkumech provádí experimentátor výzkum v laboratoři, kde nastavuje a řídí - kontroluje - tolik aspektů experimentální situace, kolik jich kontrolovat může. Poté manipuluje s nezávislými proměnnými, kontroluje účinky nežádoucích proměnných a pozoruje vliv na závislé proměnné (výsledky).

Při aplikaci experimentální metody musí výzkumník pracovat s reprezentativním vzorkem zkoumané populace a musí důsledně kontrolovat experimentální podmínky, náhodně přiřazuje probandy do experimentálních skupin (např. dostávajících léčbu) a kontrolních skupin. Pokud jsou všechny požadavky experimentální metody splněny, badatel může vyvodit pravděpodobné příčinné vztahy, tedy vliv nezávislé proměnné (léčba) na závislou proměnnou (výsledky). Pokud výsledky v experimentální skupině vykazují statisticky významný rozdíl vzhledem k výsledkům kontrolní skupiny, výzkumník může vyvodit závěry o pravděpodobnosti příčinné závislosti mezi nezávislou proměnnou a závislou proměnnou. Vzhledem k tomu, že badatel může vyvodit pravděpodobný příčinný vztah mezi konkrétními nezávislými proměnnými a závislými proměnnými, kontrolované laboratorní experimenty nabízejí výborný prostředek pro testování hypotéz.

Tab. 1.1: P

Předpokládejme tedy, že bychom chtěli zjistit, zda hlasité, rušivé zvuky mají vliv na kvalitní výkon při plnění zadaného kognitivního úkolu (např. čtení úryvku z učebnice a odpovídání na otázky vztahující se k porozumění přečteného textu). V ideálním případě bychom si ze zkoumané populace nejdříve vybrali náhodný vzorek probandů. Pak bychom probandy náhodně rozdělili na experimentální a kontrolní skupinu a probandům v experimentální skupině, nikoli však probandům v kontrolní skupině, bychom při plnění úkolu pouštěli rušivé zvuky. Výkon probandů v obou skupinách by byl měřen relevantními prostředky (např. bychom sledovali rychlost a přesnost odpovědí na otázky týkající se porozumění textu). Nakonec bychom výsledky podrobili statistické analýze, abychom zjistili, jestli je rozdíl mezi oběma skupinami statisticky významný. Pokud probandi v experimentální skupině vykážou horší výsledky než probandi v kontrolní skupině, přičemž rozdíl dosahuje statistické významnosti, můžeme se domnívat, že hlasité a rušivé zvuky skutečně ovlivňují schopnost dosáhnout kvalitního výkonu při plnění zadaného kognitivního úkolu.

V kognitivněpsychologickém výzkumu mohou být závislé proměnné rozmanité, při měření přesnosti (např. frekvenci chyb) nebo reakčních časů (či obou proměnných) často vznikají různé výsledky. Mezi nesčetné možnosti nezávislých proměnných patří charakteristika situace, úkolu, probandů. Například charakteristika situace může obsahovat přítomnost, či naopak absenci určitého podnětu, kupř. vodítka pro řešení problémů. Charakteristiky úkolu mohou zahrnovat čtení, nebo naopak poslech řady slov, a následné odpovídání na otázky týkající se porozumění. Charakteristiky probandů zahrnují rozdíly ve věku, vzdělání nebo ve výkonech v různých testech.

Ačkoli mohou být charakteristiky situace nebo úkolu ovlivněny náhodným přiřazením probandů buď do výzkumné, nebo kontrolní skupiny, charakteristiky probandů nelze experimentálně příliš ovlivnit. Pokud je např. cílem výzkumu zjistit vliv stárnutí na rychlost a přesnost řešení problémů, výzkumník nemůže probandy náhodně přiřadit k různým věkovým skupinám. V takových situacích badatelé kupř. zjišťují korelace - statistický vztah mezi dvěma (či více) znaky (charakteristikami probandů, charakteristikami situace apod.), které jsou vyjádřeny v podobě čísel na škále v rozmezí od -1 (negativní korelace), přes 0 (nulová čili žádná korelace) po +1 (pozitivní korelace). Například můžeme očekávat negativní korelaci mezi únavou a soustředěnou pozorností, nulovou korelaci mezi inteligencí a délkou ušního lalůčku a pozitivní korelaci mezi rozsahem slovní zásoby a porozuměním čtenému textu.

Zjišťování statistických vztahů je vysoce informativní a hodnotu výsledků bychom rozhodně neměli podceňovat. Dále vzhledem k tomu, že korelační studie nevyžadují náhodné přiřazování probandů do skupin, je tato metoda vysoce flexibilní. Avšak vzhledem k tomu, že korelační studie obecně neumožňují jednoznačné závěry ohledně příčinných vztahů, velký počet psychologů upřednostňuje experimentálně získaná data před daty, která jsou získána výpočtem korelací.

#Psychobiologický výzkum

Prostřednictvím psychobiologického výzkumu vědci studují vztah mezi kognitivní činností a procesy odehrávajícími se v mozku. Kapitola 2 se zabývá různými specifickými metodami, které se v oblasti psychobiologického výzkumu používají. Tyto metody lze rozdělit do tří základních skupin: a) postmortální metody výzkumu mozku (po úmrtí jedince), které uvádějí do souvislosti kognitivní funkce jedince před smrtí se sledovatelnými rysy mozku; b) metody studující struktury mozku či jeho aktivity u jedinců s poškozením mozku; c) metody získávání informací o mozkových procesech v průběhu normálního vykonávání kognitivní činnosti.

Studie post mortem nabídly jedny z prvních vhledů do problematiky lézí (oblastí poškození mozku) a zabývaly se otázkou, jak jsou specifické léze spojeny s konkrétními kognitivními deficity. Tyto studie i nadále poskytují informace o tom, jak mozek ovlivňuje kognitivní funkce. Současný technický pokrok umožnil vědcům studium jedinců trpících kognitivními deficity tzv. in vivo (v průběhu života). Studium jedinců s abnormálními kognitivními funkcemi, které souvisejí s patologií mozkové struktury, přispívá k většímu porozumění normálním kognitivním funkcím.

Psychobiologický výzkum se rovněž zabývá výzkumem některých aspektů normálních kognitivních funkcí na základě studia mozkové činnosti zvířat. Zvířata jsou často využívána při neurochirurgických postupech, které nelze provádět na lidech, protože by takové postupy byly příliš složité, neetické či nerealizovatelné. Například na kočkách a opicích byly provedeny výzkumy mapující neurální aktivitu mozkové kůry (kupř. psychobiologický výzkum reakce mozku na zrakové podněty; viz kap. 4).

Někteří kognitivní psychologové si pokládají otázku, zda lze zobecnit výsledky založené na kognitivních procesech a mozkové aktivitě zvířat a jedinců s poškozením mozku či s kognitivními poruchami na kognitivní procesy a mozkové funkce normálních jedinců. Psychobiologové na tuto otázku odpovídají různě, přičemž většina odpovědí přesahuje rámec této kapitoly (viz kap. 2). U některých druhů kognitivní činnosti však dostupná technologie umožňuje vědcům zkoumat dynamickou mozkovou činnost normálních lidských probandů v průběhu kognitivního zpracovávání informací (viz techniky zobrazování mozku v kap. 2).

#Sebepozorování, kazuistiky, pozorování v přirozených podmínkách

Experimenty a psychobiologické studie se obvykle zaměřují na přesné určení jednotlivých aspektů kognice u různých jedinců. Za účelem získání komplexnějších informací o tom, jak jedinci uvažují o nejrozličnějších tématech, vědci využívají sebepozorování (jedinec zaznamenává vlastní kognitivní procesy), kazuistiky (detailní sledování a popis jedince) a pozorování v přirozených podmínkách (podrobný výzkum kognitivního výkonu v každodenních situacích a nelaboratorních kontextech). Zatímco pro účely testování hypotéz je nejvhodnější experimentální výzkum, pro samotnou formulaci hypotéz je obvykle nejvhodnější výzkum založený na sebepozorování, kazuistikách a pozorování v přirozených podmínkách.

Reliabilita (spolehlivost) dat založených na různých druzích sebepozorování závisí na nezaujatosti a schopnosti objektivizace probandů provádějících sebepozorování. Dokonce i v případech, kdy jsou probandi vysoce hodnověrní, dochází k tomu, že získané informace (např. deníky, restrospektivní výpovědi, dotazníky a průzkumy) jsou málo reliabilní, protože probandi někdy prostě zapomenou, co všechno dělali. Při studiu složitých kognitivních procesů, kupř. řešení problémů nebo rozhodování, vědci často využívají verbální protokoly, kdy probandi nahlas popisují všechny své myšlenky a úvahy v průběhu vykonávání činnosti. (Třeba: „Dům s bazénem se mi líbí víc, ale nemohu si ho dovolit, takže bych se mohl rozhodnout pro “)

Alternativou verbálních protokolů je záznam specifických informací ohledně konkrétního aspektu kognitivního zpracovávání. Například při výzkumu řešení problémů založeného na vhledu (viz kap. 11) měli probandi v patnáctisekundových intervalech číselně vyjádřit, jak blízko jsou podle svého názoru k vyřešení problému. Bohužel i tyto metody sebepozorování mají svá omezení, protože kognitivní procesy mohou být ovlivněny samotnou skutečností, že o nich proband vypovídá (např. procesy zahrnující formy okamžité paměti; viz kap. 5). Kognitivní procesy navíc mohou probíhat bez vědomé kontroly (mj. procesy nevyžadující vědomou pozornost nebo procesy odehrávající se tak rychle, že je ani nestačíme zaznamenat; viz kap. 3). Pro získání představy o obtížích doprovázejících sebepozorování si zkuste provést úkoly uvedené v následujícím rámečku a uvědomte si, k čemu dochází.

1. Zkuste nahlas popsat proces zavazování tkaničky krok za krokem, aniž byste se však dívali na boty.

2. Nahlas vyprávějte, jak probíhaly vaše loňské narozeniny.

3. Teď si opravdu zavažte tkaničky u bot (nebo zavažte tkaničku, kterou obmotáte kolem nohy stolu) a znovu nahlas popisujte, co děláte. Je podle vás mezi tímto úkolem a prvním úkolem nějaký rozdíl?

4. Nahlas přemýšlejte o tom, jak jste si uvědomovali jednotlivé kroky při zavazování tkaničky nebo průběh loňských narozenin. Dokážete uvést, jak tento proces uvědomování probíhal? Dokázali byste říci, která část mozku byla při jednotlivých úkolech nejaktivnější?

Kazuistiky (kupř. výzkum výjimečně nadaných jedinců) a pozorování v přirozených podmínkách (např. pozorování jedinců pracujících v jaderné elektrárně) mohou být využívány jako metody pro doplnění údajů zjištěných při laboratorních experimentech, protože nabízejí vysokou ekologickou validitu, která představuje míru, v níž mohou být zjištění v jednom kontextu považována za relevantní vně daného kontextu. Jak jistě víte, ekologie je studium vzájemného vztahu mezi organismem (nebo organismy) a jeho prostředím. Řada kognitivních psychologů se snaží porozumět interaktivnímu vztahu mezi myšlenkovými procesy lidí a prostředím, v němž daní lidé uvažují. Občas nejsou kognitivní procesy, které lze vysledovat v jednom prostředí (např. v laboratoři), shodné s procesy zjištěnými v jiném prostředí (např. v kontrolní věži na letišti nebo ve školní třídě).

#Počítačová simulace a umělá inteligence

Můžeme říci, že digitální počítače hrály při vzniku kognitivní psychologie zásadní roli. Jejich vliv je jak nepřímý - na základě modelů kognice založených na modelech zpracovávání informací počítači -, tak i přímý - prostřednictvím počítačové simulace a umělé inteligence.

V případě počítačové simulace programují výzkumníci počítače tak, aby byly schopny napodobit určitou funkci nebo proces, např. vykonávání zadaného kognitivního úkolu (manipulování s objekty v trojrozměrném prostoru) či průběh určitých kognitivních procesů (rozpoznávání obrazců). Někteří badatelé se dokonce pokoušejí vytvořit počítačové modely celé kognitivní struktury lidské mysli. Jejich modely podnítily živé diskuse týkající se otázky, jak lidská mysl funguje jako celek (viz kap. 8). Rozdíl mezi simulací a umělou inteligencí se občas stírá, jako je tomu v případě programů, jejichž úkolem je současně simulovat výkon lidského mozku a tím i co nejlépe řešit nějaký úkol.

#Shrneme-li to, co víme

Kognitivní psychologové rozšiřují a prohlubují své znalosti kognitivních procesů výzkumem v oblasti kognitivní vědy, interdisciplinárního oboru využívajícího poznatky a metody kognitivní psychologie, psychobiologie, umělé inteligence, filozofie, lingvistiky a antropologie. Kognitivní vědci využívají tyto poznatky a metody, aby zjistili, jak lidé získávají informace a pracují s nimi. Kognitivní psychologové rovněž těží ze spolupráce s dalšími psychology, mezi něž patří sociální psychologové (např. interdisciplinární obor zabývající se sociální kognicí), psychologové studující motivaci a emoce, inženýrští psychologové (tj. psychologové zabývající se vztahy mezi strojem a člověkem). Spolupráce s inženýrskými psychology je příkladem kooperace základního kognitivněpsychologického výzkumu a aplikovaného psychologického zkoumání.