Havaitseminen

Havaitseminen on neurotieteiden näkökulmasta aivoissa tapahtuva toiminto, jossa aistien tuoma informaatio käsitellään ja sitä verrataan muistista haettuun informaatioon, jolloin syntyy "havainto", jäsentynyt ja yleensä tunnistettavissa oleva psyykkinen kokemus.
Havainnon synty aivoissa.
Neurotieteilijät esittävät, että ihminen saa aistitietonsa näkö-, kuulo-, tunto-, haju-, maku- ja tasapainoaistielimistään. Aistinelimet muuntavat ympäristöstä saapuvan ärsykkeen sisältämän energian hermoston kielelle, hermoimpulsseiksi. Ne kulkeutuvat aivoihin, jossa niistä muodostuu käsittelyn sekä muistiin vertaamisen jälkeen havainto. Havaintoja on lukemattomia erilaisia, kuten värisävyjä, ääniä, hajuja, makuja ja muotoja.
Yksittäiset hermoimpulssit ovat aina samanlaisia riippumatta siitä, millainen ärsyke ne on laukaissut. Aivot käyttävätkin erilaisia periaatteita luodakseen niistä erilaisia havaintoja. "Taajuuskoodauksessa" jotkin ärsykkeen piirteet koodataan hermoimpulssien esiintymistaajuuteen: esimerkiksi mitä voimakkaampi ääni on, sitä lyhyemmin aikavälein impulssit hermosolussa seuraavat toisiaan. "Paikkakoodaus" perustuu siihen, että aistielimistä aivoihin johtavat hermoradat on varattu välittämään tietoa kukin omantyyppisistä ärsykkeistä: esimerkiksi silmästä lähtevää hermorataa pitkin saapuvat impulssit tulkitaan aina valoksi ja korvasta saapuvat ääneksi.
Aistitietoa käsittelevät aivojen hermosolut reagoivat valikoivasti tietyntyyppisiin tai tietyssä paikassa esiintyviin ärsykkeisiin. Jokin solu voi esimerkiksi laukoa hermoimpulsseja vain keskelle näkökenttää esitettyyn valopisteeseen, toinen solu taas näkökentän ylänurkkaan esitettyyn valopisteeseen. Se näkökentän osa, josta solu vastaanottaa tietoa, on solun "reseptiivinen kenttä" eli vastaanottokenttä. Käsitteellä viitataan myös laajemmin kuvaamaan muissakin aistipiireissä niitä ärsykkeiden ominaisuuksia, jotka vaikuttavat tutkitun solun toimintaan. Esimerkiksi aivojen kuuloalueiden monet solut voivat reagoida voimakkaimmin tietynkorkuisiin ääniin ja tuntoalueiden solut valikoivasti eri kehon osien, kuten käden tai jalan kosketukseen.
Aivokuoren primaareilla sensorisilla alueilla hermosolut ovat järjestäytyneet reseptiivisten kenttiensä mukaan sensorisiksi kartoiksi, joissa käsiteltävän aistitiedon piirteet ovat järjestelmällisesti edustettuina eri kohdissa aivokuorta. Esimerkiksi primaarilla tuntoalueella on kohtia, jotka edustavat kehon eri osia, ja primaarilla kuuloalueella karttoja, joissa erikorkuiset äänet ovat edustettuina eri kohdissa.
Aivot käsittelevät aistitietoa "hierarkkisesti" ja "rinnakkaisesti". Hierarkkisuus ilmenee siten, että tiedonkäsittely tapahtuu aivoissa monissa, toisiaan seuraavissa vaiheissa. Esimerkiksi näkötieto etenee silmän verkkokalvolta aluksi talamukseen, sieltä primaarille näköalueelle ja edelleen sekundääreille näköalueille ja assosiaatioalueille. Kun siirrytään alemmilta tasoilta ylemmille, käsitellään yhä monimutkaisempia ärsykepiirteitä. Talamuksessa on soluja, jotka reagoivat valopisteisiin, primaarilla näköalueella olevat solut reagoivat tietynsuuntaisiin juoviin, ja korkeammilla näköalueella olevat solut reagoivat vain hyvin monimutkaisiin muotoihin kuten ihmiskasvoihin. Rinnakkaisuus tarkoittaa sitä, että aistitiedon eri piirteitä käsitellään samanaikaisesti eri aivoalueilla. Esimerkiksi näkömaailma hajotetaan peruspiirteisiinsä, kuten erilaisiin muotoihin, väreihin ja liikkeeseen, ja aivojen erikoistuneet alueet käsittelevät näitä peruspiirteitä. Lopullinen havaintokokemus syntyy näin käsitellyn tiedon yhdistyessä.
Aivojen tiedonkäsittely on hyvin monimutkaista, ja tietoa siirtyykin myös ylemmän tason alueilta alemmille tasoille. Tämä on tarpeen esimerkiksi tarkkaavaisuudessa, jossa esimerkiksi halutun muotoisten tai väristen ärsykkeiden käsittelyä tehostetaan niiden havaitsemiseksi paremmin. Lopullinen havaintokokemus syntyy lukuisien aivoalueiden yhteistoiminnasta, ja myös eri aisteista tulevaa tietoa yhdistetään toisiinsa sekä muistiin tallennettuun tietoon.
Havaintotyyppejä.
Havaitseminen on aktiivista toimintaa, jossa sen vastaanottaja luo mielikuvaa ympäristöstään. Aistihavaintojen perusteella vastaanottaja tekee ympäristöstä omaehtoisen tulkinnan.
Alkuaan aistimusta pidettiin ärsykkeenä, josta havainto muodostuu. 1900-luvun hahmopsykologia erotti aistimuksen ja havainnon. Behavioristisesti määriteltyjä havaintotyyppejä ovat esimerkiksi detektio (ärsykkeen esiintyminen tai esiintymättömyys havainnossa), diskriminaatio (eri ärsykkeiden erottaminen toisistaan) ja indentifikaatio (tunnistaminen kun esimerkiksi koira tunnistaa isäntänsä). Havaintoon liittyy myös havaitsijan arviota: omenat tulkitaan omenoiksi vaikka niissä olisi eri muotoja.
Tanskalainen Edgar Rubin kehitti 1900-luvun alkupuolella kuvio–tausta-jäsennyksen: näköhavaintoon voi suuresti vaikuttaa se, minkä värisellä taustalla havaittava kohde on. Samaan aikaan hahmopsykologiassa kehitettiin Max Wertheimerin hahmolait: havainnon kokonaisrakenteet eli hahmot määräytyvät läheisyyden, samankaltaisuuden, umpinaisuuden, symmetrian ja vastaavien sääntöjen mukaan. Näiden tutkimusten mukaan jokainen havainto (hahmo) on riippuvainen siihen liittyvistä ärsykkeistä. Näitä nimitetään hahmopsykologiassa viitekehykseksi.
Oikeudenkäynneissä luotetaan usein silminnäkijöiden todistukseen. Kokeellisesti on kuitenkin todistettu, että silminnäkijöiden todistukset ovat usein epäluotettavampia kuin yleisesti luullaan. Esimerkiksi etäisyys kohteeseen, valaistus tai kohdehenkilön aurinkolasit voivat aiheuttaa virheitä.
Ajan havaitseminen.
Psykologiassa ajan havaitsemisen ilmenemismuodot ovat peräkkäisyys ja kesto. Ajan havainnot muodostuvat näiden yhdistelmästä. Kaikki organismit ovat mukautuneet tapahtumien peräkkäisyyteen. Ihmisen fysiologiassa tämä näkyy esimerkiksi yötyöntekijän vaikeutena siirtyä toiseen työvuoroon. Venäläinen Ivan Pavlov osoitti vuonna 1912, että ajan ehdollistaminen oli mahdollista, kun hän siirsi koiriensa ruokinta-aikoja ehdollistamalla ne muunlaiseen ärsykkeeseen. Ehdollistuminen perustuu toistoon.
Nykyhetken havaitseminen on siinä läsnä olevan ärsykkeen kokemista. Psykologinen nykyhetki on peräkkäisten havaintojen sarja, jossa tapahtumat seuraavat toisiaan ilman ”välimuistia”. Kun tapahtuman kesto on enemmän kuin muutamia sekunteja, sen seuraamiseen tarvitaan muistin apua.
Tilan havaitseminen.
Tilan eli avaruuden havaitseminen on itseä ympäröivien esineiden kolmiulotteista paikantamista aistimalla. Se tehdään liikkumalla ja eri aistielimillä. Liikunnan aistimet antavat kinesteettistä tietoa varsinkin omasta kehosta ja sen liikkeistä ja tämä tieto hyödyttää tilan havainnointia. Mahdollisesti tieto on epätäydellistä, mutta havaintokyky täydentää sitä niin että voimme arvata esimerkiksi toisen ihmisen näkymättömissä olevan puolen. Esine näyttää lähietäisyydeltä nähtynä olevan kooltaan ja muodoltaan muuttumaton. Kolmiulotteisen havainnon pohjana on tarkka perspektiivin taju. Tilan havainnointi saattaa olla monista syistä virheellistä, varsinkin silloin kun aistit antavat siitä vain vähän tietoa.
Liikkeen havaitseminen.
Psykologiassa oli aikaisemmin erimielisyyttä siitä, onko erillistä liikkeen havainnointia olemassa vai onko se vain sarja peräkkäisiä ja ajallisesti lähekkäisiä aistimuksia. Hahmopsykologiassa on stroboskoopilla todettu puhtaan liikkeen eli phi-liikkeen olemassaolo. Jo ennen elokuvan keksimistä voitiin kokeellisesti syöttää näköhermoille keinotekoista liikettä, joka perustui peräkkäisiin liikkumattomiin kuviin. Kokeet osoittivat, ettei liikkeen katkonaisuus haitannut liikkeen vaikutelmaa. Silmässä ei kuitenkaan ole sellaista suljinlaitetta, joka tarvitaan elokuvakoneessa, joten ilmiö vaati tarkempaa analysointia. Analyysi osoitti, että silmässä on pitkälle kehittynyt liikkuvan kohteen projektiivisen geometrian järjestelmä. Erityisen hyvin se havaitsee suoraan kohti tulevan tai suoraan loittonevan kohteen.
Värien havaitseminen.
Värien havaitsemisella tarkoitetaan silmän kykyä erotella valonsäteitä niiden intensiteetin, taajuuden ja koostumuksen suhteen. Värit erottuvat toisistaan niiden aallonpituuden spektrin perusteella, mutta harmaan sävyt, jotka ovat epäkromaattisia, erotetaan kylläisyyden perusteella. Näköaisti tuottaa tietoa myös pinnan rakenteesta ja kolmiulotteisuudesta.