Eureka-effect

Eerste onderzoekEdit

Het onderzoek naar het Aha! moment gaat meer dan 100 jaar terug, tot de eerste experimenten van Gestalt-psychologen met chimpansee cognitie. In zijn boek uit 1921 beschreef Wolfgang Köhler het eerste voorbeeld van inzichtelijk denken bij dieren: Een van zijn chimpansees, Sultan, kreeg de opdracht een banaan te bereiken die hoog aan het plafond was opgehangen, zodat het onmogelijk was hem te bereiken door te springen. Na verscheidene mislukte pogingen om de banaan te bereiken, zat Sultan een tijdje mokkend in de hoek, sprong toen plotseling op en stapelde een paar dozen op elkaar, klom erop en kon zo de banaan pakken. Deze observatie werd geïnterpreteerd als inzichtelijk denken. Het werk van Köhler werd voortgezet door Karl Duncker en Max Wertheimer.

Het Eureka-effect werd later ook beschreven door Pamela Auble, Jeffrey Franks en Salvatore Soraci in 1979. De proefpersoon kreeg aanvankelijk een verwarrende zin voorgeschoteld, zoals “De hooiberg was belangrijk omdat het doek scheurde”. Na een bepaalde tijd van onbegrip door de lezer, werd het cue woord (parachute) gepresenteerd, de lezer kon de zin begrijpen, en dit resulteerde in een betere herinnering op geheugentests. Proefpersonen besteden een aanzienlijke hoeveelheid tijd aan het proberen op te lossen van het probleem, en aanvankelijk werd verondersteld dat uitwerking naar begrip een rol zou kunnen spelen bij een betere herinnering. Er was geen bewijs dat uitwerking enig effect had op de herinnering. Het bleek dat zowel “makkelijke” als “moeilijke” zinnen die resulteerden in een Aha! effect significant betere herinneringspercentages hadden dan zinnen die de proefpersonen onmiddellijk konden begrijpen. In feite werden gelijke herinneringspercentages verkregen voor zowel “makkelijke” als “moeilijke” zinnen die aanvankelijk niet te begrijpen waren. Het lijkt erop dat dit niet-begrijpen tot begrip leidt tot een betere herinnering. De essentie van het aha-gevoel dat ten grondslag ligt aan het oplossen van inzichtproblemen werd systematisch onderzocht door Danek et al. en Shen en zijn collega’s.

Hoe mensen inzichtproblemen oplossenEdit

Huidig zijn er twee theorieën over hoe mensen tot de oplossing voor inzichtproblemen komen. De eerste is de voortgangsbewakingstheorie. De persoon analyseert de afstand van zijn huidige toestand tot de doeltoestand. Zodra een persoon zich realiseert dat hij het probleem niet kan oplossen terwijl hij op zijn huidige weg is, zal hij alternatieve oplossingen zoeken. Bij inzichtproblemen gebeurt dit meestal laat in de puzzel. De tweede manier waarop mensen deze puzzels proberen op te lossen is de representational change theory. De probleemoplosser heeft aanvankelijk een lage kans op succes omdat hij ongeschikte kennis gebruikt omdat hij onnodige beperkingen aan het probleem stelt. Zodra de persoon zijn of haar beperkingen versoepelt, kan hij of zij eerder niet-beschikbare kennis in het werkgeheugen brengen om het probleem op te lossen. De persoon maakt ook gebruik van chunk decompositie, waar hij of zij zinvolle chunks zal scheiden in hun samenstellende delen. Zowel versoepeling van de beperkingen als brokontleding zorgen voor een verandering in de representatie, dat wil zeggen een verandering in de verdeling van de activering over het werkgeheugen, op welk moment ze kunnen uitroepen: “Aha!” Momenteel hebben beide theorieën steun, waarbij de voortgangsbewakingstheorie meer geschikt is voor problemen met meerdere stappen, en de representatieveranderingstheorie meer geschikt is voor problemen met één stap.

Het Eureka-effect op het geheugen treedt alleen op als er aanvankelijk verwarring is. Wanneer de proefpersonen een hint te horen kregen voordat de verwarrende zin werd gepresenteerd, was er geen effect op de herinnering. Als de hint werd gegeven nadat de zin was gepresenteerd, trad een toename in herinnering op.

GeheugenEdit

Het was vastgesteld dat herinnering groter is voor items die door de proefpersoon zijn gegenereerd versus als de proefpersoon de stimuli kreeg gepresenteerd. Er lijkt een geheugenvoordeel te zijn voor gevallen waarin mensen in staat zijn om zelf een antwoord te produceren, de herinnering was hoger wanneer er Aha! reacties optraden. Zij testten zinnen die aanvankelijk moeilijk te begrijpen waren, maar wanneer ze werden gepresenteerd met een gecued woord, werd het begrip duidelijker. Er werden nog andere aanwijzingen gevonden die erop wezen dat inspanning bij het verwerken van visuele stimuli vaker werd herinnerd dan de stimuli die gewoon werden gepresenteerd. Deze studie werd gedaan met behulp van connect-the-dots of verbale instructie om ofwel een nonsens ofwel een echt beeld te produceren. Aangenomen wordt dat inspanning om iets te begrijpen tijdens het coderen leidt tot activering van alternatieve signalen die later een rol spelen bij het herinneren.

Cerebrale lateralisatieEdit

Functionele magnetische resonantie beeldvorming en elektro-encefalogram studies hebben gevonden dat probleemoplossen die inzicht vereisen een verhoogde activiteit met zich meebrengt in de rechter cerebrale hemisfeer in vergelijking met probleemoplossen die geen inzicht vereisen. In het bijzonder werd verhoogde activiteit gevonden in de anterieure superieure temporale gyrus van de rechter hersenhelft.

SlaapEdit

Enige onbewuste verwerking kan plaatsvinden terwijl een persoon slaapt, en er zijn verschillende gevallen van wetenschappelijke ontdekkingen die tot mensen kwamen in hun dromen. Friedrich August Kekulé von Stradonitz zei dat de ringstructuur van benzeen tot hem kwam in een droom waarin een slang zijn eigen staart opat. Studies hebben aangetoond dat de prestaties bij inzichtproblemen toenamen als de proefpersonen sliepen tijdens een pauze tussen het ontvangen van het probleem en het oplossen ervan. De slaap kan problemen herstructureren en het mogelijk maken tot nieuwe inzichten te komen. Henri Poincaré verklaarde dat hij slaap waardeerde als een tijd voor “onbewuste gedachten” die hem hielpen problemen te doorbreken.

Andere theorieënEdit

Professor Stellan Ohlsson gelooft dat aan het begin van het probleem-oplossingsproces enkele saillante kenmerken van het probleem worden opgenomen in een mentale representatie van het probleem. In de eerste stap van het oplossen van het probleem, wordt het beschouwd in het licht van eerdere ervaringen. Uiteindelijk wordt een impasse bereikt, waar alle benaderingen van het probleem hebben gefaald, en raakt de persoon gefrustreerd. Ohlsson gelooft dat deze impasse onbewuste processen aanjaagt die de mentale voorstelling van een probleem veranderen, waardoor nieuwe oplossingen ontstaan.

Algemene procedure voor het uitvoeren van ERP- en EEG-studiesEdit

Bij het bestuderen van inzicht, of het Aha! effect, worden algemene ERP- of EEG-methoden gebruikt. Eerst wordt een nulmeting gedaan, waarbij de proefpersoon in het algemeen wordt gevraagd zich eenvoudig een antwoord op een vraag te herinneren. Vervolgens wordt de proefpersoon gevraagd zich op het scherm te concentreren terwijl een logogriet wordt getoond, en vervolgens krijgt hij de tijd met een leeg scherm om het antwoord te krijgen, en als hij dat heeft gedaan moet hij op een toets drukken. Daarna verschijnt het antwoord op het scherm. De proefpersonen wordt vervolgens gevraagd een toets in te drukken om aan te geven dat zij het juiste antwoord hadden bedacht, en een andere om aan te geven als zij het antwoord fout hadden, en tenslotte helemaal geen toets in te drukken als zij onzeker waren of het antwoord niet wisten.

Evidence in EEG studiesEdit

Resting-state neurale activiteit heeft een blijvende invloed op cognitieve strategieën die worden gebruikt bij het oplossen van problemen, met name in het geval van het afleiden van oplossingen door methodisch zoeken of door plotseling inzicht. De twee gebruikte cognitieve strategieën betreffen zowel het zoeken als het analyseren van de huidige toestand van een probleem, naar de doeltoestand van dat probleem, terwijl inzichtproblemen een plotselinge bewustwording van de oplossing van een probleem zijn.

De bestudeerde proefpersonen werden eerst opgenomen in de basis-rusttoestand van het denken. Na te zijn getest volgens de methode beschreven in de Algemene procedure voor het uitvoeren van ERP- en EEG-studies, werd de verhouding inzicht versus niet-inzicht oplossing gemaakt om te bepalen of een individu wordt geclassificeerd als een hoge inzicht (HI) of een lage inzicht (LI) individu. Het onderscheid tussen HI en LI individuen was belangrijk omdat beide groepen verschillende cognitieve strategieën gebruiken om de in deze studie gebruikte anagrammen op te lossen. Activatie van de rechter hersenhelft wordt verondersteld betrokken te zijn bij Aha effecten, dus het is geen verrassing dat HI individuen een grotere activatie in de rechter dan in de linker hersenhelft zouden vertonen in vergelijking met de LI individuen. Er werd bewijs gevonden om dit idee te ondersteunen, er was een grotere activatie bij HI proefpersonen in de rechter dorsale-frontale (lage alfa band), rechter inferieure-frontale (beta en gamma banden) en de rechter pariëtale (gamma band) gebieden. Bij de LI proefpersonen waren de linker inferior-frontale en de linker anterior-temporale gebieden actief (lage-alpha band).

Er waren ook verschillen in aandacht tussen individuen van HI en LI. Er is gesuggereerd dat personen die zeer creatief zijn een diffuse aandacht hebben, waardoor zij een groter bereik aan omgevingsstimuli hebben. Er werd vastgesteld dat individuen die HI vertoonden minder occipitale alfa-band activiteit in rusttoestand hadden, wat betekent dat er minder inhibitie van het visuele systeem zou zijn. Individuen die minder creatief waren, bleken hun aandacht te concentreren, waardoor ze minder van hun omgeving proefden. Bij LI-individuen werd echter meer occipitale bèta-activiteit gevonden, wat consistent is met een verhoogde gefocuste aandacht.

Bewijs in ERP-studiesEdit

Deze resultaten weerspiegelen eerder modellen dan empirisch bewijs, omdat bronlokalisatie moeilijk precies te bepalen is.Door de aard van deze studies, waarbij Chinese logografen worden gebruikt, is er een probleem met een exacte vertaling; er is zeker sprake van een taalbarrière.

Er zijn enkele moeilijkheden die bestaan bij hersenbeeldvorming als het gaat om inzicht, waardoor het moeilijk is om neurale mechanismen te bespreken. Problemen zijn onder andere: dat inzicht optreedt wanneer een ongerechtvaardigde mentale fixatie wordt doorbroken en wanneer nieuwe taak-gerelateerde associaties worden gevormd bovenop oude cognitieve vaardigheden.

Eén besproken theorie vond dat “Aha” antwoorden meer negatieve ERP resultaten produceerden, N380 in de ACC, dan de “No-Aha” antwoorden, 250-500 ms, nadat een antwoord was geproduceerd. De auteurs vermoedden dat deze N380 in de ACC, die de rol speelt van een waarschuwingsteken van het breken van de mentale set, een weerspiegeling was van het Aha! effect. Een andere studie toonde aan dat een Aha effect werd opgewekt bij N320 die een sterke activatie heeft in de centraal-posterior regio. Deze eerdere studies weerspiegelen de premisse van de studie, dat het Aha! effect optreedt in de anterior cingulate cortex, terwijl deze studie resultaten vindt die erop wijzen dat de posterior cingulate cortex verantwoordelijk is. Er werd een N350 gevonden in de posterieure cingulate cortex voor het succesvol raden van logografen, niet in de anterior cingulate cortex. De posterieure cingulate cortex lijkt een meer niet-uitvoerende functie te spelen in het controleren en remmen van de mind set en cognitieve functie.

Een andere significante bevinding van deze studie gedaan door Qiu en Zhang (2008), was een late positieve component (LPC) in succesvol raden van de logograaf en vervolgens herkenning van het antwoord op 600 en 700 ms, post-stimulus, in de parahippocampale gyrus (BA34). De data suggereren dat de parahippocampus betrokken is bij het zoeken van een juist antwoord door het te manipuleren in het werkgeheugen, en het integreren van relaties tussen de basis van de doel logograaf. De parahippocampus gyrus kan de vorming van nieuwe associaties weergeven tijdens het oplossen van inzicht probleem.

Een andere ERP-studie is redelijk vergelijkbaar met de Qiu en Zhang, 2008 studie, echter, deze studie beweert anterior cingulate cortex activatie op N380, die verantwoordelijk kan zijn voor de bemiddeling van het breken van de mentale set. Andere aandachtsgebieden waren de prefrontale cortex (PFC), de achterste pariëtale cortex, en de mediale temporale kwab. Als proefpersonen er niet in slaagden het raadsel op te lossen, en vervolgens het juiste antwoord te zien kregen, vertoonden zij het gevoel van inzicht, hetgeen tot uiting kwam in de elektro-encefalogram opnamen.

Al met al is het duidelijk dat er vele aspecten zijn die het Aha! effect kunnen verklaren. Er is geen specifiek gebied vastgesteld, maar uit de verzamelde informatie lijkt het erop dat inzicht in vele delen van de hersenen optreedt, binnen een bepaalde tijdsperiode.

Bewijs in fMRI-studiesEdit

Een studie met als doel de activiteit die in de hersenen optreedt tijdens een Aha! moment met behulp van fMRI’s vast te leggen, werd in 2003 uitgevoerd door Jing Luo en Kazuhisa Niki. Deelnemers aan deze studie kregen een reeks Japanse raadsels voorgeschoteld, en werden gevraagd om hun indrukken over elke vraag te beoordelen aan de hand van de volgende schaal: (1) Ik kan deze vraag heel goed begrijpen en weet het antwoord; (2) Ik kan deze vraag heel goed begrijpen en vind het interessant, maar ik weet het antwoord niet; of (3) Ik kan deze vraag niet begrijpen en weet het antwoord niet.Deze schaal stelde de onderzoekers in staat om alleen te kijken naar deelnemers die een Aha! moment zouden ervaren bij het zien van het antwoord op het raadsel. In eerdere studies naar inzicht hebben onderzoekers gevonden dat deelnemers gevoelens van inzicht rapporteerden wanneer ze het antwoord op een onopgelost raadsel of probleem bekeken.Luo en Niki hadden als doel deze gevoelens van inzicht bij hun deelnemers vast te leggen met behulp van fMRIs. Deze methode stelde de onderzoekers in staat om direct de activiteit waar te nemen die plaatsvond in de hersenen van de deelnemers tijdens een Aha! moment.

Een voorbeeld van een Japans raadsel gebruikt in de studie: Het ding dat zware boomstammen kan verplaatsen, maar geen kleine spijker kan verplaatsen → Een rivier.

Deelnemers kregen 3 minuten de tijd om op elk raadsel te reageren, voordat het antwoord op het raadsel werd onthuld. Als de deelnemer een Aha! moment beleefde bij het zien van het juiste antwoord, zou elke hersenactiviteit worden geregistreerd op de fMRI.De fMRI resultaten voor deze studie toonden aan dat wanneer deelnemers het antwoord kregen op een onopgelost raadsel, de activiteit in hun rechter hippocampus significant toenam tijdens deze Aha! momenten. Deze verhoogde activiteit in de rechter hippocampus kan worden toegeschreven aan de vorming van nieuwe associaties tussen oude knooppunten. Deze nieuwe associaties versterken op hun beurt het geheugen voor de raadsels en hun oplossingen.

Hoewel verschillende studies met behulp van EEG’s, ERP’s, en fMRI’s activatie in een verscheidenheid van gebieden in de hersenen rapporteren tijdens Aha! momenten, vindt deze activiteit voornamelijk plaats in de rechter hemisfeer. Voor meer details over de neurale basis van inzicht zie een recent overzicht genaamd “New advances in the neural correlates of insight: A decade in review of the insightful brain”