The Development of Recursive Meta-Representational Theory of Mind

by Lydia Paulin Schidelko
Doctoral thesis
Date of Examination:2023-05-10
Date of issue:2023-06-02
Advisor:Prof. Dr. Hannes Rakoczy
Referee:Prof. Dr. Hannes Rakoczy
Referee:Prof. Dr. Julia Fischer
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-9918

 

 

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Abstract

English

Domain-general theories of Theory of Mind development assume that the ability to understand mental states (representations) as such is based on a fundamental understanding of representa-tions as representations (meta-representations) (Perner, 1991). Accordingly, Theory of Mind develops in the course of a cognitive revolution to meta-representational thinking at the age of about four years (Perner, 1991; Wellman et al., 2001). In subsequent development, more com-plex forms of metarepresentational Theory of Mind develop by recursive embedding of multiple mental representations, which additionally requires the ability of recursive operations (“A thinks that B thinks that C thinks … that p”). However, little is known about the developmental trajec-tories of this prolonged development of complex, recursive Theory of Mind. Moreover, recent research has cast doubt on the assumption that meta-representational Theory of Mind develops by age four (e.g., Fabricius et al., 2010; 2021). Therefore, the projects of this dissertation aim to investigate the emergence and development of meta-representational ToM from a domain-general perspective by addressing four questions: (Ia) When does meta-representational Theory of Mind emerge, (Ib) How does recursive meta-representational Theory of Mind develop throughout childhood, and what are developmental relations of ToM to (IIa) a general understanding of representations and (IIb) to the ability of recursive thinking? These research questions were addressed in three projects. Due to the restrictions of the COVID-19 pandemic, data collection for most of the studies of the dissertation had to be con-ducted remotely. Therefore, a preliminary study (N= 188, 3-4 years) established the new meth-od of online data collection as a valid alternative to classical in-person test settings. The first main project addressed the emergence of Theory of Mind in comparison to children’s general understanding of representations (N = 88, 3-6 years). The results showed parallel and correlated performance in meta-representational thought providing evidence for a unified emer-gence of meta-representational thought around age four. Building on the results of a unified onset, the second project investigated the subsequent devel-opment of more complex forms of recursive meta-representational thinking. In three studies (N = 232), six-to ten-year-old children were tested in first-to fifth-order Theory of Mind tasks. The results revealed major developmental progress in higher-order Theory of Mind and substantial correlations to general recursive embedding abilities. This provides evidence for the relatedness of complex Theory of Mind and higher-order recursive thinking. To shed light on further cognitive correlates or foundations, the third project compared this de-velopmental progress in higher-order Theory of Mind with children’s Mental Time Travel abili-ties. Mental Time Travel refers to the ability to reason about past and future events. It has been argued that sophisticated Mental Time Travel requires the representation of how past or future events relate to the present state and is thus based on some form of meta-representation. Children’s first-, second-, and third-order Theory of Mind and Mental Time Traveling abilities were compared (N = 120, 3-8 years). The results showed parallel, stepwise developmental pro-gress from first to third-order Theory of Mind and first-to third-order Mental Time Travel. The developmental trajectories were, however, only partly associated. In summary, the results show a consistent onset of meta-representational thought around age four and major developmental progress in higher-order Theory of Mind in children between six and ten years. Emergence and subsequent development in Theory of Mind was (partly) related to development in general recursive thinking abilities and meta-representational thought in other domains. These findings are compatible with domain-general theories of Theory of Mind devel-opment: To a certain extent, the emergence of first-order Theory of Mind and developmental progress in higher-order Theory of Mind base on shared abilities as meta-representational thought and recursive reasoning. This evidence contributes to a more comprehensive under-standing of ontogenetic Theory of Mind emergence and subsequent development in Theory of Mind and related abilities.
Keywords: Theory of Mind; False Belief; Meta-representation; Recursion; Mental Time Travel; Cognitive Development

German

Bereichsübergreifende Theorien zur Entwicklung von Theory of Mind nehmen an, dass die Fähigkeit, mentale Zustände (Repräsentationen) als solche zu verstehen auf einem grundlegen-den Verständnis von Repräsentationen als Repräsentation (Metarepäsentationen) beruht. Dem-nach entwickelt sich Theory of Mind im Laufe einer kognitiven Revolution zu metarepräsentati-onalem Denken im Alter von etwa vier Jahren (Perner, 1991; Wellman et al., 2001). Im weite-ren Verkauf der kindlichen Entwicklung entstehen komplexere Formen metarepräsentationaler Theory of Mind durch rekursive Einbettung mehrerer mentaler Repräsentationen, was zusätzlich die Fähigkeit rekursiven Denkens voraussetzt ("A denkt, dass B denkt, dass C denkt ... dass p"). Bisher ist nur wenig über die Entwicklungswege dieser späteren Entwicklung von komple-xer, rekursiver Theory of Mind bekannt. Darüber hinaus haben neuere Forschungsergebnisse Zweifel an der Annahme aufkommen lassen, dass sich metarepräsentationale Theory of Mind im Alter von vier Jahren entwickelt (e.g., Fabricius et al., 2010; 2021). Die Projekte dieser Dissertation zielten daher darauf ab, die Entstehung und Entwicklung von metarepräsentationaler Theory of Mind aus einer domänenübergreifenden Perspektive zu unter-suchen. Dazu wurden folgende Forschungsfragen adressiert: (Ia) Wann entwickeln Kinder me-ta-repräsentationale Theory of Mind und (Ib) Wie entwickeln sich spätere Formen komplexer, rekursiver Theory of Mind? (II) Gibt es Zusammenhänge in der Entstehung und weiteren Ent-wicklung von ToM und (IIa) einem allgemeinen Verständnis von Repräsentationen, sowie (IIb) allgemeinen Rekursionsfähigkeiten? Diese Forschungsfragen wurden in drei Projekten untersucht. Aufgrund der Covid-19-Pandemie fand die Datenerhebung größtenteils im Rahmen von Online-Studien statt. Daher wurde eine Vorstudie (N= 188, 3-4 Jahre) durchgeführt, in welcher diese neue Methode der Online-Datenerhebung als zuverlässige Alternative zu klassischen Präsenz-Testsettings validiert wurde. Das erste Hauptprojekt der Dissertation untersuchte die Entstehung von Theory of Mind im Vergleich zu einem allgemeinen Verständnis von Repräsentationen. Dazu wurde das Verständ-nis drei- bis sechsjähriger Kinder (N = 88) von mentalen und nicht-mentalen Metarepräsentatio-nen verglichen. Kinder zeigten alterstypische und parallele Performanz in metarepräsentationalen Aufgaben und abweichende Performanz in parallelen Aufgaben, die in ihrer repräsentationalen Struktur abwichen. Diese Ergebnisse sprechen für einen einheitlichen Beginn des meta-repräsentationalen Denkens in verschiedenen Domänen im Alter von vier Jahren. Aufbauend auf den Ergebnissen einer einheitlichen Entstehung metarepräsentationalen Denkens untersuchte das zweite Projekt die Entwicklung komplexerer Formen rekursiver metarepräsenta-tionaler Theory of Mind höherer Ordnung. In drei Studien (N = 232) wurden sechs- bis zehn-jährige Kinder in rekursiven Theory of Mind-Aufgaben (erste bis fünfte Ordnung) und in ihren allgemeinen Rekursionsfähigkeiten getestet. Die Ergebnisse zeigten große Entwicklungsfort-schritte in Theory of Mind höherer Ordnung. Die Entwicklung korrelierte zudem mit Fähigkei-ten rekursiven Denkens in anderen Bereichen. Dies spricht für einen Zusammenhang Theory of Mind höherer Ordnung und allgemeinen Rekursionsfähigkeiten in der kognitiven Entwicklung. Das dritte Projekt kombinierte die Ideen aus den ersten beiden Projekten und verglich die Ent-wicklung rekursiver Theory of Mind mit Entwicklungen im Bereich der Mentalen Zeitreisefä-higkeiten. Als Mentale Zeitreise wird die Fähigkeit bezeichnet, Repräsentationen vergangener und zukünftiger Ereignisse und deren Bezug zur Gegenwart zu repräsentieren. Basierend auf der Annahme, dass diese Fähigkeit ebenfalls auf (rekursivem) meta-repräsentationalem Denken beruht, wurden in diesem Projekt drei- bis achtjährige Kinder (N = 120) in ihren Theory of Mind- und Mentale Zeitreisefähigkeiten verschiedener Rekursionsebenen verglichen. Die Er-gebnisse zeigten einen schrittweisen, partiell korrelierten Entwicklungsverlauf von rekursiver Theory of Mind und Mentaler Zeitreise. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse einen einheitlichen Beginn metarepräsentationalen Denkens im Alter von vier Jahren, und parallele, teilweise verbundene Entwicklung in Rekursi-onsfähigkeiten und metarepräsentationalem Denken in anderen Bereichen. Diese Befunde sind kompatibel mit bereichsübergreifenden Theorien zur Theory of Mind-Entwicklung und tragen zu einem umfassenderen Verständnis der ontogenetischen Theory of Mind-Entstehung und weiterführenden Entwicklung und zugrundeliegenden Fähigkeiten bei.
 
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