När din blick löper över de första raderna i en text plockar ditt minne blixtsnabbt fram den kunskap du behöver för att förstå skrift. För ett ögonblick kanske du distraheras av tanken på en person du råkade träffa tidigare i dag. Du kan utan problem föreställa dig situationen, hur personen såg ut och vad ni pratade om. Du lovade visst att ringa när du kom hem. Efter ett par sekunders tvekan bestämmer du dig för att läsa vidare.

Dessa processer handlar om hur vi förvärvar, lagrar och använder kunskap. Det område inom psykologi som behandlar tanke- och kunskapsprocesser kallas kognitionspsykologi, och innefattar de processer med vilka vi lär känna världen genom våra sinnen; vår förmåga att styra uppmärksamheten, vår språkförståelse, vårt minne och vår kapacitet att resonera och lösa problem.

I viss bemärkelse beskriver kognitionspsykologi de mest grundläggande psykologiska processerna som är nödvändiga för att vår vardag ska fungera - klä på sig, ta sig till arbetet etc. Samtidigt präglas området av en fascination inför den mänskliga hjärnan och dess förmåga att återskapa vad som är förlorat i tid och rum, som när man reflekterar över händelser i sin barndom.

Studier av det mentala livet och frågor om kunskapens natur utgör en central del av filosofihistorien - inte minst den inriktning som kallas kunskapsteori. Ibland brukar man därför kalla den tyske filosofen Immanuel Kant (1724-1804) för »den förste kognitionspsykologen«. Kant betonade att psyket är aktivt i kunskapsprocessen. Våra föreställningar och kunskaper är inte enbart ett resultat av den värld vi lever i och varseblir, utan formas också av hur vårt psyke behandlar och strukturerar våra kunskaper. Vi är t. ex. moraliskt strukturerade till att vilja det goda och hoppas på ett evigt liv. Moralen formar livet, inte tvärtom. Rummet och tiden är former för kunskap som vi föds med, de är a priori i vårt psyke. Vi räknar inte ut att tid och rum finns i sig.

I dag skulle antagligen de flesta moderna kognitionspsykologer skriva under på någon mer eller mindre stark version av Kants tes. Skillnaden är att de försöker belysa dessa frågor med empiriska metoder.

Under första hälften av 1900-talet dominerades inlärningsforskningen av behaviorismen. För behavioristerna består psykologisk forskning i att fastställa de naturlagar som gäller för de associationer som förenar egenskaper i en situation (stirnuli) till kroppsliga reaktioner (responser). Kanske blir du alltid fridfull när du hör någon be Fader Vår, kanske blir du alltid hungrig och börjar salivera när du hör ordet » choklad « ?

Behaviorismen var betydelsefull för att etablera psykologi som en vetenskap. Det blev dock snart tydligt att många typiskt mänskliga färdigheter inte så lätt låter sig fångas i termer av enkla samband mellan stimuli och responser. Exempelvis verkar vår språkliga förmåga mer handla om en omedveten och medfödd kunskap om de regler som låter oss skapa grammatiskt korrekta satser i  språket. Det sätt på vilket kunskap är lagrat i psyket blir därmed centralt för att förstå våra språkliga färdigheter.

En användbar metafor för att studera kunskapsprocesser dök upp under 1950-talet i form av datorn. En dator är ett informationsbehandlande system som - liksom människor - tar in, lagrar och använder kunskap för att lösa intellektuella problem (till exempel räkna). Kunskapen kan lagras på olika sätt, som bild eller text, och processerna kan beskrivas med dataprogram. Med hjälp av datorn tyckte man sig finna ett fruktbart sätt att redogöra för kunskapsprocesser. Något till-
spetsat kan man säga att kognitionspsykologens uppgift därmed blir att redovisa de sätt på vilka kunskap kan lagras i psyket, samt de »program« som Gud och/eller evolutionen och den personliga erfarenheten har utrustat hjärnan med.

Kognitionspsykologi baserar sina slutsatser på experiment där man kan identifiera de bakomliggande kunskapsprocesserna. Försökspersonen kan till exempel få i uppgift att komma ihåg en ordlista eller lösa ett problem. De fakta man får formuleras i teorier som kan uttryckas i till exempel verbal form, som matematiska ekvationer eller som detaljerade datorsimuleringar av kunskapsprocesser.

Tillsammans med bland annat artificiell intelligens, filosofi, lingvistik och neurovetenskap har kognitionspsykologin definierat en ny tvärvetenskap, kognitionsvetenskap, som - i vid bemärkelse - kan sägas studera kunskapsprocesser som sådana, oavsett om de pågår i en hjärna eller i en dator (Gardner 1985).

Under de senaste decennierna har kognitionspsykologi alltmer kommit att relateras direkt till hjärnans struktur och uppbyggnad. En empirisk förutsättning för detta är de nya och revolutionerande metoder som har utvecklats för att avbilda hjärnan medan den arbetar.

På teoretisk nivå finner vi likaledes ett ökat intresse för teorier som har nervsystemet snarare än datorn som metafor. Dessa konnektionistiska teorier antar att kunskapsprocesser sker parallellt i ett stort antal enkla enheter.


Konnektionism

Teorier för tanke- och kunskapsprocesser inspirerades under 1960- och 1970-talen av idén att psyket kan liknas vid en dator. I en dator finns en central processenhet som stegvis utför processer enligt givna instruktioner. Ett arbetsminne lagrar temporärt mellanstegen i beräkningarna. Instruktionerna finns lagrade på datorns hårddisk som ett dataprogram.


I analogi med en dator antog man att även människors tänkande sker stegvis inom ramen för ett begränsat och - i människans fall - medvetet arbetsminne, där kunskap lagras i ett långtidsminne motsvarande datorns hårddisk.

Samtidigt som denna bild av psyket stämmer med vissa tankeprocesser sam sker stegvis och begränsas av uppmärksamheten, till exempel när du tänker igenom de handlingar du behöver utföra för att ta dig till busstationen, har det blivit tydligt att analogin är ofullständig i andra avseenden. Med tanke på hur lång tid det tar för enskilda nervceller i hjärnan att reagera är till exempel många psykologiska processer helt enkelt för snabba för att kunna involvera flera steg - tänk bara på hur snabbt du känner igen ett ansikte! Det rimliga är att dessa processer innefattar
många nervceller som signalerar parallellt och samtidigt.

En annan begränsning hos traditionella modeller är att de har svårt att förklara hur kunskaper och färdigheter förvärvas. När en dator gör något finns det i princip alltid någon som programmerat datorn, men vem »programmerar« hjärnan? Är Det Gud eller en intelligens större än oss? En dator saknar också en annan typiskt mänsklig egenskap - sunt förnuft. Medan en dator slutar att fungera så fort någon del av problemet avviker från det förväntade har människor en imponerande förmåga att gissa, generalisera och »fylla i« även i nya situationer.

I ljuset av dessa och andra problem har många forskare vänt sig till en annan metafor för psyket, nämligen nervsystemet. I hjärnan finns ett stort antal enheter - nervceller eller neuron - var och en kopplad till ett stort antal andra neuron. Varje neuron summerar de signaler som kommer från andra neuron, vilket sedan bestämmer hur den signalerar. Processerna är parallella och har karaktären av aktiveringsmönster över många neuron. Det här är en helt annan utgångspunkt för forskningen än att utgå från stegvisa processer som sker inom ramen för en gemensam centralprocessenhet.


Neurala nätverk

En inflytelserik metod under senare år har varit att skapa teorier utifrån av artificiella neurala nätverk, där psykologiska processer förstås som mönster av aktivering över ett stort antal enkla »matematiska neuron«; dvs. enkla matematiska modeller av hur enskilda neuron fungerar. De matematiska neuronen kallas noder, och den aktivering som sprids mellan noderna förmedlas av associativa länkar. Dessa teorier, även benämnda konnektionistiska eller parallellprocessande, försöker studera hjärnans sätt att lagra kunskaper och lära sig av det.

flesta noderna stämmer med ett förväntat mönster, så "gissar", de övriga noderna vad som är en rimlig aktivering. Framför allt har neurala nätverk fördelen att de låter oss förstå en del av hur en biologisk struktur som nervsystemet över huvud taget kan lagra kunskaper. Vad kunskap är i sig lämnar vi åt filosofin, det kan empirisk psykologi inte svara på.

Konnektionistiska teorier har visat att neurala nätverk kan lära sig känna igen ansikten, även ur vinklar de aldrig tidigare har sett. Neurala nätverk kan också lära sig grammatiska kategorier som verb och substantiv och att spontant organisera sig - bara utifrån allmänna inlärningsregler och erfarenhet - på ett vis som liknar hjärnans sätt att arbeta. Forskare har kunnat belysa hjärnskador i termer av förlust av noder, eller försämrad inlärningsförmåga i de processer som ställer om associationer mellan noder. Neurala nätverk finner även teknisk tillämpning när man behöver program som lär sig komplicerade mönster från erfarenhet, och förekommer därför i allt från automatlådor i bilar till komplexa beräkningar i fysik.

Det återstår många utmaningar för konnektionistiska teorier. Mycket av den forskning som har gjorts hittills karakteriseras av en fascination inför det faktum att neurala nätverk över huvud taget
skapas åt oss, nätverk som själva organiserar och lär sig på ett sätt som liknar hjärnans organisation.  Liksom filosofen Thomas Hobbes sa redan på 1600-talet är det ett stort mirakel att erfarenhet kan bli kunskap i psyket.

Att neurala nätverk uppvisar likheter med hjärnans sätt att arbeta innebär inte att man kan säga att det är så de psykologiska processerna fungerar. För att komma till denna slutsats krävs omfattande forskning som jämför neurala nätverk med psykologiska experiment och neuropsykologiska mätningar.

En speciell utmaning är hur neurala nätverk ska kunna förvärva och lagra den typ av systematiska och regelbaserade kunskaper som förekommer i språkförståelse, till exempel analys avgrammatik. En vanlig uppfattning är att vår förståelse av psyket i framtiden kommer att involvera insikter från både dator-metaforen och den neurala metaforen.

Under alla omständigheter är det svårt att föreställa sig en tillfredsställande förståelse av psyket utan insikten om hur en struktur som nervsystemet förvärvar och lagrar kunskaper.



Kognitionspsykologiska funktioner - varseblivning

Kunskapsprocesser måste alltid  förstås som samspel, dels mellan olika kognitiva funktioner, till exempel uppmärksamhet och minne, dels mellan kognitiva funktioner och den specifika uppgift som ska lösas.

De flesta av våra kunskaper - kanske alla - kommer ursprungligen från våra sinneserfarenheter av omvärlden, till exempel våra syn- och hörselintryck. Vår världsbild är med andra ord resultatet av den information som våra sinnesorgan kan förmedla om världen till vårt medvetande, vår själ. Redan Aristoteles menade att ingenting finns i förnuftet som inte först kommit som erfarenhet från yttervärlden. Detsamma meande Thomas Aquinas, den store medeltide kristne filosofen. Särskilt centralt för hur vi uppfattar omgivningen är synsinnet. Men alla sinnesorgan hjälper till att uppfatta verkligheten. Denna grundläggande typ av kunskapsprocess brukar kallas varseblivning eller perception.

Den äldre psykologin - psykofysiken - beskrev den objektiva eller fysiska världens förhållande till den subjektiva världen av upplevelser, själens liv. Man såg tydligt att våra upplevelser inte är en linjär funktion av fysisk stimulering; en fördubblad ljudstyrka leder till exempel inte till att man upplever ljudet som dubbelt så högt, och en fördubblad ljusstyrka leder inte till upplevelsen av dubbelt så starkt ljus. Varseblivningen är alltså inte kvantitativ utan kvalitativ. Snarare tenderar samma fysiska skillnad att upplevas som större om den läggs till en svag än en stark stimutering.

Om 10 gram läggs till vikten hos en tändsticka, upplevs det som en stor skillnad, men om 10 gram läggs till vikten på en fullpackad resväska upplever du antagligen effekten som obetydlig - om du ens märker den. Ett liknande förlopp har vi när vi ser en action-film: alltför mycket effekter ökar inte vår upphetsning utan gör oss liknöjda. Det gäller för regissören att ge rätt balans i stimuli för att spänningen ska upplevas av åskådaren. Ett liknande förhållande har vi när det gäller psykisk stress och avspänning.  En plötslig total syssolöshet gör oss inte avspända men en liten skillnad i tempot märks tydligt och är hälsosammare än en sjukskrivning med inga aktiviteter alls.

Empirisk psykologi kan inte ge historiska förklaringar till denna relation mellan inre och yttre förlopp, t. ex. genom att löst hänvisa till evolutionen eller liknande. Vi finner dock att det ofta är viktigare i varseblivningen att särskilja små skillnader för små stimuli än för stora stimuli. En millimeter är till exempel en viktig skillnad när du jämför två mikrochips men knappast när du bedömer avståndet till Malmö.

Våra sinnessystem har en förmåga att adaptera till bakgrundsstimuleringen så att man får maximal känslighet i den situation man befinner sig i (det badvatten som känns kallt inledningsvisblir »varmare« om du stannar i vattnet). Det är speciellt känsligt för snabba förändringar - värdefulla egenskaper när man behöver reagera för fysiska faror i miljön, men även när det gäller känslomässiga reaktioner till människor som betyder mycket för oss. Vi reagerar ytterst känsligt på små skiftningar i rösten hos en annan människa och på små nyanser i blicken och ansiktstuttrycket. Själen förstår världen genom en oerhört fininställd varseblivning.

Med noggranna mätningar har man fastställt psyko-fysiska funktioner som relaterar upplevd storhet till fysisk storhet för ett stort antal perceptuella dimensioner, som ljudstyrka, tonhöjd och ljusstyrka. Utifrån dessa funktioner kan man förutse hur människors upplevelse av en dimension förändras när man justerar den objektiva stimuleringen.

Psykofysik spelade en stor roll i !800-talets psykologi i Europa och blev speciellt framträdande i svensk psykologi under 1950- och 1960-talen. Viktiga bidrag presenterades då av den så kallade Stockholmsskolan i psykofysik, när det till exempel gällde att relatera upplevd tid till fysisk tid, och mäta fysisk ansträngning och upplevelse av likhet.


Varseblivaren - en intuitiv statistiker

När kognitionspsykologin utvecklades på 1950- och 1960-talen kom man att intressera sig mer intensivt för de processer som är inblandade i perception. En viktig slutsats var att perceptuella processer kan liknas vid beteendet hos en intuitiv statistiker som samlar in sinnesinformation tills ett förnuftigt beslut kan tas.

Även i enkla perceptuella uppgifter är människors bedömning alltid resultatet både av en process som behandlar den rent sensoriska information som kommer via sinnena, och en beslutsprocess som bestämmer hur denna information omsätts till en bedömning. Exempelvis krävs det mindre »brunt lurv« i ögonvrån för att du ska bli rädd för att stöta på björn när du befinner dig på gränsen till högfjället i Sarek, än när du sitter på operan i Milano. Vid fjällkanten är chansen att möta en björn större än på operan i Milano, och beslutsprocessen har därför ställt om sig så att det krävs mindre stimulering för att man ska tycka sig se en björn.

Aktuella teorier tar även hänsyn till att processen har en tidsmässig utsträckning. Det antas att man samlar synintryck sekventiellt ända tills man anser sig ha ett tillräckligt stort »stickprov« för att kunna formulera en slutsats. Eftersom det krävs ett större »stickprov« för en säker bedömning när uppgiften är svår, tar svåra bedömningar längre tid. Exempelvis tar det längre tid att avgöra om det är en björn du ser när den är på 500 meters avstånd än när du har den 5 meter framför dig.

En central fråga är hur pass komplicerade egenskaper vi kan ha direkt kunskap om via våra sinnen. Att vi kan ha direkt kunskap om (»se« ) enklare dimensioner, såsom ljusstyrkan i det rum vi befinner oss i eller längden på den penna vi har framför oss, är de flesta överens om. Men kan vi även se komplexa egenskaper, som avståndet till ett objekt, eller tyngden på ett objekt utifrån dess rörelsemönster? Är avstånd något vi ser eller tänker?


Direktperception - smarta mekanismer