Navigatieonderzoek sluit vaak het milieu uit. Dat begint langzaam te veranderen.

Tijdens een reis naar Siberië in 2019 woonde cognitief wetenschapper Pablo Fernandez Velasco een loterij bij met de Evenki rendierherders uit de regio. Prijzen waren onder andere een voetbal, thee, een draagbare radio, een GPS-apparaat en andere prulletjes. Een herder in Velasco's groep won de GPS. "Ik dacht dat dat een van de luxere prijzen was," zegt Velasco, van de Universiteit van York in Engeland. "Hij was ontroostbaar."

De herder, die zijn oog had laten vallen op de radio, had geen behoefte aan een GPS. Hij, net als andere Evenki herders, navigeren door de uitgestrekte taiga door hun eigen schreden en het volgen van plaatsnamen, paden en rivierlooppatronen, een reeks strategieën die Velasco en geograaf Anna Gleizer van de Universiteit van Oxford eerder dit jaar beschreven.

Maar dergelijke navigatie in het echte leven blijft onderbelicht. In plaats daarvan hebben onderzoekers zich langdurig gericht op het bestuderen van hoe deelnemers, voornamelijk uit het Westen, "navigeren" op een plat computerscherm. Dergelijke studies vegen de rommelige omgeving weg, inclusief boomkruinen, wildlife, weersgebeurtenissen en andere gebeurtenissen, om maximale controle te waarborgen.

Door de omgeving te behandelen als vaststaand - zoals gebruikelijk is bij hersen- en gedragsonderzoek - opereren wetenschappers onder de aanname dat mensen zich hetzelfde gedragen ongeacht hun culturele of milieuomstandigheden, schrijft hersenwetenschapper Hugo Spiers van University College London en collega's in een aankomende Royal Society Open Science. Toch suggereert tientallen jaren onderzoek dat bevindingen in een laboratorium niet noodzakelijk vertalen naar het echte leven.

"Je kunt werk doen in een lab in de Verenigde Staten en alles perfect laten verlopen en vervolgens het naar het veld brengen en dan valt alles uit elkaar," zegt milieuanthropoloog Helen Davis van Arizona State University in Tempe.

Spiers en medewerkers betogen dat onderzoekers moeten stoppen met het gebruik van reductionistische benaderingen die omgevings "ruis" elimineren. Het toevoegen van de buitenwereld aan onderzoek is complexer. Maar nieuwere tools betekenen dat onderzoekers die bredere wereld naar het laboratorium kunnen brengen, of vice versa, en tegelijkertijd een hoog niveau van controle kunnen behouden.

Navigatieonderzoek verschuift van de tweedimensionale wereld op een computerscherm naar een realistischere driedimensionale wereld, zegt Gabriella Vigliocco, een cognitief wetenschapper die ook werkzaam is bij UCL en medeauteur van het artikel van de Royal Society. Het werk helpt onderzoekers niet alleen om beter te begrijpen hoe mensen zich door hun omgeving navigeren. De bevindingen hebben implicaties voor wat we weten over menselijke ontwikkeling, volksgezondheid en de menselijke psyche.

Zorgen over het bestuderen van menselijk gedrag in onrealistische laboratoriumomgevingen dateren van tientallen jaren terug.

"Om ons als wetenschappers te gedragen, [experimentele psychologen] moeten situaties construeren waarin onze proefpersonen volledig worden gecontroleerd, gemanipuleerd en gemeten," schreef de Britse psycholoog Don Bannister in 1966 in het Bulletin van de British Psychological Society. "We construeren situaties waarin ze zo min mogelijk als menselijk wezen kunnen gedragen en we doen dit om onszelf in staat te stellen uitspraken te doen over de aard van hun menselijkheid."

Maar het opzetten van strenge, reproduceerbare experimenten met de rommelige, onvoorspelbare omgeving was eenvoudigweg te moeilijk, zegt Vigliocco. "Nu zijn de tools er."

Een voorbeeld is het videospel Sea Hero Quest, waarin mensen een boot navigeren op zoek naar mystieke zee-wezens. Meer dan 4 miljoen mensen uit 193 landen hebben het spel gespeeld sinds de lancering in 2016. Dat heeft onderzoekers een schat aan navigatiedata opgeleverd waarmee ze kunnen bestuderen hoe mensen zich door verschillende omgevingen navigeren.

Sponsorbericht

Een belangrijke bevinding uit die gegevens is dat kinderen op het platteland beter zijn in het vinden van doelen in het videospel dan stadsbranderds, rapporteerden Spiers en collega's in 2022 (SN: 4/1/22). Dat komt omdat stadsbranderds waarschijnlijk zijn opgegroeid met trektochten rond straten in een netjes aangelegd grid, terwijl plattelandskinderen hebben moeten dwalen en verdwaald raken langs kronkelende landelijke paden.

Sea Hero Quest laat echter nog steeds deelnemers navigeren op een apparaat, zonder locomotie nodig te hebben, en steunt op oriëntatie op zicht. En de veronderstelling dat mensen overal hoofdzakelijk navigeren op zicht is eenvoudigweg onjuist, schreven Velasco en Spiers in januari in Trends in Cognitive Sciences.

Hun evaluatie van de etnografische literatuur bracht talrijke studies aan het licht die aantonen dat navigatie multisensorisch is. Zo kunnen Batek-mensen die door de dichte regenwouden van Maleisië lopen, waar het zicht vaak wordt belemmerd, navigeren op basis van vogelgezang. Elders blijven mensen georiënteerd door te kijken naar patronen in de sterren, sneeuwduinen, zeewier, oceaandeiningen en talloze andere aanwijzingen.

Dat is waar hoogtechnologische virtual-reality faciliteiten beginnen binnen te komen. Ze verleggen de grenzen van navigatieonderzoek door deelnemers geluiden en geuren te laten ervaren en zelfs rond te laten lopen zoals ze dat in het echte leven zouden doen, allemaal in een gecontroleerde omgeving. Zo'n faciliteit, het Person-Environment-Activity Research Laboratory, ofwel PEARL, opende in 2021 aan het University College London en beslaat 4.000 vierkante meter. Onderzoekers kunnen alles simuleren, van ziekenhuisafdelingen tot transportknooppunten. "Het is erg als een filmstudio maar dan voor onderzoek," zegt Spiers.

Faciliteiten zoals PEARL zouden game changers kunnen zijn voor navigatieonderzoek, zegt Spiers. Maar ze hebben ook nadelen die de brede adoptie kunnen beperken, waaronder een stevig prijskaartje. "Ik denk dat de kosten om te draaien zoals £7.000 [of meer dan $9.000] per dag zijn," zegt Spiers.

Werk in het laboratorium en op het veld brengen elk unieke uitdagingen met zich mee, zegt Helen Davis. Maar samen hebben deze benaderingen geleid tot rigoureus onderzoek. "Wat ik erg gaaf vind ... is dat er nu een mix is tussen veldwerk en laboratoriumwerk."

Davis en collega's hebben de dagelijkse bewegingen en ruimtelijke cognitieve vaardigheden van Tsimane mensen in Bolivia bestudeerd, variërend in leeftijd van 6 tot 84, met behulp van mobiele GPS-units en kompassen gemonteerd op een statief. In één taak wezen deelnemers het kompas naar een ver weg, uit het zicht gelegen herkenningspunt, een maatstaf voor dead reckoning vaardigheid. Onderzoekers maten de nauwkeurigheid van deelnemers door het verschil te berekenen tussen de juiste richting en de gewezen richting.

Het gemiddelde foutenpercentage van Tsimane kinderen van 6 tot 18 jaar, van wie de GPS-units aantoonden dat ze gemiddeld meer dan 5 kilometer per dag reisden, was 40 graden, rapporteerden Davis en antropoloog Elizabeth Cashdan van de University of Utah in Salt Lake City in 2019. Dat plaatste hun vaardigheid ongeveer op hetzelfde niveau als volwassenen in Salt Lake City.

Kinderen in de Ovatwa jagers-verzamelaarsgemeenschap in Namibië konden daarentegen wijzen met een gemiddelde nauwkeurigheid van 20 graden, rapporteerden Davis en haar team in 2021. De meeste Ovatwa kinderen gaan doordeweeks naar kostscholen en keren in het weekend naar huis terug - reizend meer dan 20 kilometer heen en terug. Die enorme afstand lijkt Ovatwa kinderen te helpen uitzonderlijke navigatievaardigheden te ontwikkelen. "Jonge kinderen waren beter in dead reckoning dan volwassenen in de VS," zegt Davis.

Navigatievaardigheid is meer dan een leuk kunstje. De relatief zwakkere ruimtelijke navigatievaardigheden van mensen in de westerse wereld - verergerd, zo blijkt uit groeiend onderzoek, door de diepere afhankelijkheid van mensen van GPS-systemen - worden vaak behandeld als de norm, zegt Davis. Toch suggereren haar werk met de Tsimane en andere jagers-verzamelaarsgemeenschappen dat dergelijke vaardigheden zeer beïnvloedbaar zijn.

Tsimane kinderen die breder reisden en langere routes aflegden, hadden betere dead reckoning vaardigheden dan Tsimane kinderen die minder verkenden. Onderzoekers die universiteitsstudenten van de Faeröerse Eilanden van Denemarken, waar kinderen typisch de vrijheid hebben om ver van huis te zwerven zonder toezicht van volwassenen, vergeleken met studenten in de Verenigde Staten, waar de zwervingsafstand de laatste jaren afneemt, vonden een soortgelijk verschil in navigatievaardigheden. Onderzoekers beginnen te vermoeden dat de afnemende mogelijkheid om te zwerven de levenslange ruimtelijke navigatievaardigheden van mensen zou kunnen schaden.

Vergelijkbaar, terwijl westerse volwassenen meestal een verslechtering van de dead reckoning vaardigheid vertonen naarmate ze ouder worden, vertonen Tsimane volwassenen geen vergelijkbare afname, meldden Davis en haar team in 2022. Tsimane volwassenen blijven zich tot op hoge leeftijd lange afstanden door de dichte bossen en kronkelende paden van hun gemeenschappen verplaatsen, gemiddeld meer dan 5 kilometer per dag.

Onderzoek van Spiers en anderen toont aan dat navigatievaardigheid afneemt met de leeftijd. Ruimtelijke desoriëntatie is ook vaak een van de eerste tekenen van dementie. Maar dit geleidelijke verlies van navigatievaardigheid is misschien niet onvermijdelijk, zoals algemeen wordt aangenomen. In plaats daarvan kan een westerse levensstijl - waarbij verlies van mobiliteit (en dus het vermogen om te verkennen) vaak samenvalt met veroudering - deels verantwoordelijk zijn, schrijven de auteurs.

Opmerkelijk is dat de onderzoekers mobiliteitsafname hebben waargenomen - en bijbehorende toename van aanwijsfouten - bij Tsimane vrouwen van 20 tot 39 jaar. De gemiddelde Tsimane vrouw heeft negen kinderen, dus toegenomen verantwoordelijkheden voor de kinderen ondersteunen waarschijnlijk die afname, merken de auteurs op. De aanwijsfouten van de vrouwen keerden echter terug naar het basisniveau tegen de tijd dat ze ongeveer 40 jaar oud waren.

"Dit suggereert dat men zowel verbeteringen als verslechteringen [in mobiliteit] gedurende het hele leven kan ervaren," schrijven de auteurs. "Als dat zo is, zouden zelfs sedentaire personen mogelijk hun navigatievaardigheden kunnen verbeteren door de mobiliteit op elk moment in het leven te vergroten."

En de mogelijkheid om rond te zwerven kan op zijn beurt van invloed zijn op iemands kijk op het leven. Evenki rendierherders, heeft Velasco waargenomen, verafschuwen het plannen van hun routes. De herders zien in plaats daarvan ruimte als beladen met mogelijkheden, een uitgestrekt canvas dat niet bevuild moet worden met voorgeschreven routes.

De westerse angst om te verdwalen is onbegrijpelijk voor de Evenki herder, meldde Velasco en Gleizer in hun recente studie. "Toen we een Evenki-jager vroegen wat hij zou doen als hij verdwaald was," zegt Velasco, "keek hij ons verward aan en zei: 'Nou, dan zou ik gewoon mijn weg vinden'."