Мысленное вращение — это способность к вращению мысленных представлений двухмерных и трёхмерных фигур, связанная с визуальным представлением такого вращения в уме человека[1]. Существует связь между отделами мозга, отвечающими за восприятие и мысленное вращение. Кроме этого, мысленное вращение может быть связано с когнитивной скоростью пространственной обработки и общим интеллектом.[2][3][4]
Мысленное вращение может быть описано, как перемещение объектов мозгом для понимания их природы и происхождения. Оно изучается, главным образом, для понимания того, как психика распознаёт объекты в окружающей среде. Ментальное вращение — одна из когнитивных функций человека, которая позволяет ему узнать изменённый объект.
В тесте на мысленное вращение испытуемые сравнивают два трёхмерных объекта (или буквы), часть из которых повёрнута на некоторой оси, и определяют, являются ли они одним и тем же изображением или же зеркальными изображениями (энантиоморфами)[1]. Обычно в ходе теста пары изображений поворачиваются на определённое число градусов (например, 0°, 60°, 120° или 180°). Итоговый стимульный материал состоит из исходной фигуры, её же, но повёрнутой и, наконец, её зеркального отражения. Экспериментатор оценивает испытуемых по тому, насколько точно и быстро они могут различить повёрнутые и зеркальные пары.[5]
Роджер Шепард и Жаклин Мецлер (1971) были одними из первых в изучении мысленного вращения[6]. Их эксперимент был направлен на изучение мысленного вращения трёхмерных объектов. Каждому испытуемому предъявляли несколько пар асимметричных объектов (двухмерных или трёхмерных). Эксперимент был создан, чтобы измерить, сколько времени уйдёт у каждого испытуемого на то, чтобы определить, является ли пара объектов идентичной. Исследование показало, что время реакции в решении этой задачи было прямо пропорционально углу вращения объекта относительно исходной позиции. То есть, чем больше объект вращался относительно исходного положения, тем больше времени требовалось испытуемому, чтобы сравнить его с оригиналом.[1]
В 1978 Стивен Ванденберг и Аллан Кьюз разработали тест, позволивший оценить способность к мысленному вращению. Он был основан на исходном исследовании Шепарда и Мецлера (1971). Стимульным материалом стали индийские рисунки тушью. Каждый стимул представлял собой двухмерное изображение трёхмерного объекта, созданное компьютером. Это изображение предъявлялось на осциллоскопе. Затем оно показывалось в разных положениях, повёрнутое вокруг вертикальной оси. Исследование выявило значимую разницу в показателях умственного вращения между мужчинами и женщинами, причём мужчины показали лучшие результаты. Корреляции с другими показателями продемонстрировали сильную связь с результатами тестов пространственных способностей испытуемых, а также отсутствие связи с их вербальными способностями.[7][8]