Navigationsforskning utesluter ofta miljön. Det börjar att förändras

Under en resa till Sibirien år 2019 deltog kognitionsvetenskapsmannen Pablo Fernandez Velasco i en dragning av lotterivinster med regionens Evenki-renskötare. Priser inkluderade en fotboll, te, en bärbar radio, en GPS-enhet och andra prylar. En renskötare i Velascos grupp vann GPS:en. "Jag tyckte att det var en av de finare priserna," säger Velasco från University of York i England. "Han var nedstämd." Renskötaren, som hade siktat på radion, hade ingen användning för en GPS. Han, liksom andra Evenki-renskötare, navigerar den vidsträckta taigan genom att följa sin egen steg och spåra platser, stigar och flödesmönster i vattendrag, en uppsättning strategier som Velasco och geografen Anna Gleizer från University of Oxford beskrev tidigare detta år. Men sådan verklig navigation förblir understuderad. Istället har forskare länge ägnat sin tid och uppmärksamhet åt att studera hur deltagare, främst från Väst, "navigerar" på en platt datorskärm. Sådana studier tar bort den bullriga miljön, inklusive trädtoppar, vilda djur, väderhändelser och andra företeelser, för att säkerställa maximal kontroll. Genom att behandla miljön som fast - vilket är vanligt inom hjärn- och beteendeforskning - arbetar forskare under antagandet att människor beter sig på samma sätt oavsett deras kulturella eller miljömässiga miljö, skriver neurovetenskapsmannen Hugo Spiers från University College London och kollegor i ett kommande Royal Society Open Science. Ändå tyder årtionden av forskning på att resultat i ett laboratorium kanske inte överensstämmer med verkliga livet. "Du kan arbeta i ett laboratorium i USA och allt flyter smidigt och sedan ta det ut på fältet och allt går åt skogen", säger miljöantropologen Helen Davis från Arizona State University i Tempe. Spiers och medarbetare argumenterar för att forskare bör sluta använda reducerande metoder som eliminerar miljörelaterat "brus". Att lägga till den verkliga världen i forskningen är mer komplicerat. Men nya verktyg gör det möjligt för forskare att föra den bredare världen till laboratoriet, eller vice versa, samtidigt som de säkerställer en hög nivå av kontroll. Navigationsforskning går från den tvådimensionella världen på en datorskärm till en mer realistisk och tredimensionell värld, säger Gabriella Vigliocco, en kognitionsvetenskapsman också vid UCL och medförfattare till Royal Society-artikeln. Arbetet hjälper inte bara forskare att bättre förstå hur människor navigerar i sin miljö. Resultaten har även implikationer för vad vi vet om mänsklig utveckling, folkhälsa och den mänskliga psyket. Bekymmer kring att studera mänskligt beteende i opålitliga laboratorieinställningar sträcker sig tillbaka årtionden. "För att bete sig som vetenskapsmän måste [experimentell psykologer] konstruera situationer där våra försökspersoner är helt kontrollerade, manipulerade och mätta," skrev den brittiska psykologen Don Bannister 1966 i Bulletin of the British Psychological Society. "Vi skapar situationer där de kan bete sig så lite som möjligt som människor och vi gör detta för att kunna göra uttalanden om deras mänsklighet." Men att upprätta rigorösa, reproducerbara experiment med den röriga, oförutsägbara miljön var helt enkelt för svårt, säger Vigliocco. "Nu finns verktygen där." Ett exempel är datorspelet Sea Hero Quest, där människor navigerar en båt i sökandet efter mystiska havsvarelser. Över 4 miljoner människor från 193 länder har spelat spelet sedan det lanserades 2016. Det har gett forskare ett överflöd av navigationsdata som har möjliggjort studier av hur människor navigerar genom olika miljöer. Bland resultaten från dessa data är att landsbygdens barn är bättre på att hitta mål i datorspelet än stadens barn, rapporterade Spiers och kollegor 2022. Det beror på att stadens barn antagligen växte upp med att vandra runt på gator som är ordnade i ett fint rutnät, medan landsbygdens barn skulle ha behövt vandra och gå vilse längs slingrande lantliga stigar. Sea Hero Quest har emellertid fortfarande deltagare som navigerar på en enhet, inget rörelsebehov och förutsättningen att människor överallt främst navigerar genom synen är helt enkelt felaktig, skrev Velasco och Spiers i januari i Trends in Cognitive Sciences. Deras granskning av den etnografiska litteraturen avslöjade en myriad av studier som visade att navigering är multisensorisk. Till exempel kan Batek-folk som går genom de täta regnskogarna i Malaysia, där sikten ofta är skymd, navigera efter fågelsång. På andra platser håller sig människor orienterade genom att titta på mönster i stjärnorna, snödrivor, sjögräs, havsvågor och många andra ledtrådar.Det är här högteknologiska virtuella verklighetsanläggningar börjar komma in. De pressar gränserna för navigationsforskning genom att låta deltagarna uppleva ljud och lukter och till och med gå omkring som de skulle göra i verkliga livet, allt i en kontrollerad miljö. En sådan anläggning, Person-Environment-Activity Research Laboratory, eller PEARL, öppnade vid University College London år 2021 och omfattar 4 000 kvadratmeter. Forskare kan simulera allt från sjukhusavdelningar till transportnav. "Det är väldigt likt en filminspelningsstudio men för forskning," säger Spiers. Anläggningar som PEARL kan vara spelväxlare för navigationsforskning, säger Spiers. Men de har också nackdelar som kan begränsa deras utbredda användning, inklusive en saftig prislapp. "Kostnaden att driva tror jag är som £7,000 [eller mer än $9,000] per dag," säger Spiers. Arbete i laboratoriet och fältet ger unika utmaningar, säger Helen Davis. Men tillsammans har dessa tillvägagångssätt möjliggjort rigorös studie. "Det jag tycker har varit riktigt coolt ... är att det nu finns denna mash-up mellan fältarbete och labb arbete." Davis och hennes kollegor har studerat Tsimane-folkets dagliga rörelser och spatiala kognitionsförmåga i Bolivia, i åldrarna 6 till 84 år, med hjälp av mobila GPS-enheter och kompasser monterade på ett stativ. I en uppgift pekade deltagarna kompassen mot ett avlägset, ur sikte landmark, en mått på dödsräkningstalang. Forskarna mätte deltagarnas noggrannhet genom att beräkna skillnaden mellan korrekt lager och pekat lager. Genomsnittsfelgraden för Tsimane-barn i åldrarna 6 till 18, vars GPS-enheter visade att de reste i genomsnitt över 5 kilometer per dag, var 40 grader, rapporterade Davis och antropologen Elizabeth Cashdan vid University of Utah i Salt Lake City 2019. Det placerade deras förmåga ungefär på samma nivå som vuxna i Salt Lake City. Barn i Ovatwas samlarcommunity i Namibia kunde däremot peka med i genomsnitt 20-grads noggrannhet, rapporterade Davis och hennes team 2021. De flesta Ovatwa-barn går på internatskolor under veckan och återvänder hem på helgerna - reser upp till 20 kilometer åt varje håll. Den enorma variationen verkar hjälpa Ovatwa-barn att utveckla exceptionella navigationsförmågor. "Små barn var bättre på dödsräkning än vuxna i USA," säger Davis. Vägfindningsfärdigheter är mer än ett smidigt hattknep. Den relativt dåliga spatiala navigationsförmågan hos människor i den västra världen, förvärrad, antyder allt fler forskningsstudier, av människors djupnande förlitande på GPS-system tenderar att behandlas som normen, säger Davis. Ändå tyder hennes arbete med Tsimane och andra samlingssamhällen på att sådana färdigheter är högst formbara. Tsimane-barn som reser mer vidare och längs kurvigare rutter hade bättre dödsräkningen än Tsimane-barn som utforskade mindre. Forskare jämförde högskolestudenter från Färöarna i Danmark, där barn vanligtvis har friheten att vandra långt bort från sina hem utan vuxen tillsyn, med studenter i USA, där vandra avståndet har minskat under de senaste åren, hittade en liknande disparitet i navigationsfärdigheter. Forskare börjar misstänka att en minskande möjlighet att vandra kan skada människors livslånga spatialnavigationsförmågor. På liknande sätt tenderar västerländska vuxna att visa försämrad dödsoptningförmåga med åldern, visade Davis och hennes team 2022. Tsimane-vuxna visar emellertid ingen jämförbar nedgång. Tsimane-vuxna fortsätter att resa långa sträckor genom sina samhällens täta skogar och slingrande stigar ända upp i åldern, med en genomsnittlig överskott på 5 kilometer per dag. Arbete av Spiers och andra visar att navigationsförmåga minskar med åldern. Spatial desorientering är också ofta ett av de första tecknen på demens. Men denna gradvisa förlust av navigationsförmåga behöver inte vara oundviklig, som allmänt antas. Istället kan en västerländsk livsstil - en där förlust av rörlighet (och därmed omöjligheten att utforska) ofta sker tillsammans med åldrandet - delvis vara skyldig, skriver författarna. Märkvärt nog observerade forskarna rörlighetsnedgångar - och motsvarande ökningar i pekningsfel - för Tsimane-kvinnor i åldrarna 20 till 39. Den genomsnittliga Tsimane-kvinnan har nio barn, så ökade barnomsorgsansvars sannolikt underlag som nedgång, konstaterar författarna. Kvinnornas pekningsfel återgick emellertid till baslinjen när de nådde 40-årsåldern eller så. "Detta antyder att man kan uppleva ökningar såväl som minskningar [i rörlighet] genom hela livet," skriver författarna. "Om så är fallet kan även stilla individer kunna förbättra sina navigationsförmågor genom att öka rörligheten vid vilken ålder som helst."Och förmågan att vandra kan i sin tur påverka ens syn på livet. Evenki-renskötare, Velasco har observerat, avskyr att planera sina rutväggar. Renskötarna ser istället utrymmet som fyllt med möjligheter, en vidsträckt canvas som inte bör smutsas ner av förskrivna rutter.

Det västerländska rädslan för att gå vilse är obegriplig för Evenki-renskötaren, rapporterade Velasco och Gleizer i sin senaste studie. "När vi frågade en Evenki-jägare vad han skulle göra om han gick vilse," säger Velasco, "tittade han förvirrad på oss och sa, "Jo, jag skulle bara hitta min väg."