Implicit theory of mind in neurotypical and neurodivergent social cognitive development

Zimmer, Lucie (2025): Implicit theory of mind in neurotypical and neurodivergent social cognitive development. Dissertation, LMU München: Fakultät für Psychologie und Pädagogik

Abstract

In social interactions, people reason about their own mental states—such as beliefs, desires, or intentions—and ascribe mental states to others in order to predict or explain their behavior. This ability, referred to as Theory of Mind, is central to successful social interaction and develops in childhood. Explicit Theory of Mind, a conscious and verbally expressible understanding of mental states, typically emerges around age 4. In contrast, the earlier development of implicit Theory of Mind, an unconscious, non-verbal sensitivity to others’ mental states, remains debated due to inconsistent findings across various experimental paradigms. Theory of Mind abilities are closely associated with both the use and understanding of mental state language. In mental state language understanding research, empirical evidence demonstrates that children verbally distinguish between epistemic verbs—such as know, think or, believe—from around the ages of 4 to 5. However, it remains unclear whether implicit mental state language understanding is already present earlier due to limited research. In neurodivergent social cognitive development, such as in autism, recent predictive coding accounts link difficulties in Theory of Mind reasoning to attenuations in predictive processing. Since implicit Theory of Mind relies on unconscious predictions about others’ mental states, differences between autistic and neurotypical individuals may reflect alterations in the underlying predictive mechanisms, thereby offering a potential explanation for challenges in social interaction. However, neural findings remain elusive. Based on these considerations, the following key questions arise: How robust are existing paradigms for measuring implicit Theory of Mind across the lifespan? Does implicit mental state language understanding developmentally precede an explicit one? Does predictive processing in Theory of Mind brain regions differ between autistic and neurotypical individuals? The aim of this dissertation was to systematically investigate these questions. To this end, four empirical studies were conducted, each addressing different aspects of implicit Theory of Mind within neurotypical and/or neurodivergent social cognitive development. Study 1 validated a novel web-based eye-tracking method with toddlers aged 18 to 27 months (N = 125). Within an anticipatory looking paradigm, goal-based action anticipation was measured and compared with findings from a laboratory study. The results showed that with our web-based setting goal-based action anticipation can be successfully measured, although the proportion of anticipatory looking was slightly lower, and exclusion rate was higher. Study 2 also used the anticipatory looking paradigm and tested whether toddlers (N = 521) and adults (N = 703) differ in their action anticipation based on epistemic states such as knowledge and ignorance. Adults clearly distinguished between knowledge and ignorance, as indicated by their anticipatory looking behavior. Unexpectedly, toddlers did not show this differentiation, highlighting the need for further research. Study 3 investigated the implicit understanding of the epistemic verbs “know” and “think” in toddlers aged 27 (N = 199) and 36 months (N = 131). The results revealed that toddlers as young as 27 months were able to differentiate between these verbs, with a spontaneous preference for speaker certainty (i.e., “know”). This indicates that implicit mental state language understanding seems to precede an explicit one. Study 4 investigated predictive processing in the Theory of Mind network of non-autistic (N = 61 in Experiment 1; N = 30 in Experiment 2) and autistic (N = 30 in Experiment 2) adults using functional magnetic resonance imaging. Contrary to our expectations, predictive processing was absent in the Theory of Mind network in either group. However, in autistic (in comparison to non-autistic) adults a reduced repetition suppression was observed in a specific scene involving complex Theory of Mind processes. This provides preliminary neural evidence for the predictive coding theory in autism. Together, the four studies contribute to a more differentiated understanding of implicit Theory of Mind abilities across development and neurodiversity. They offer methodological innovations for implicit measurement of early social cognitive abilities, highlight both the potential and limitations of current theoretical accounts and empirical paradigms, and point to directions for future research.

Abstract

In sozialen Interaktionen denken Menschen über ihre eigenen mentalen Zustände —wie Überzeugungen, Wünsche oder Absichten —nach und schreiben auch anderen Personen mentale Zustände zu, um deren Verhalten vorherzusagen oder zu erklären. Diese Fähigkeit, die als Theory of Mind bezeichnet wird, ist zentral für gelingende soziale Interaktion und entwickelt sich im Kindesalter. Explizite Theory of Mind, ein bewusstes und verbal ausdrückbares Verständnis mentaler Zustände, entwickelt sich typischerweise im Alter von etwa 4 Jahren. Im Gegensatz dazu ist die frühere Entwicklung der impliziten Theory of Mind, einem unbewussten, nicht-verbalen Zugang zu mentalen Zuständen anderer, weiterhin umstritten, da Befunde aus verschiedenen experimentellen Paradigmen inkonsistent sind. Theory of Mind-Fähigkeiten stehen in engem Zusammenhang sowohl mit der Verwendung als auch mit dem Verstehen mentaler Zustandssprache. Die Forschung im Bereich des Verstehens mentaler Zustandssprache zeigt, dass Kinder ab etwa 4 bis 5 Jahren verbal zwischen epistemischen Verben—wie wissen, glauben oder denken—unterscheiden können. Es bleibt jedoch unklar, ob diese Fähigkeit bereits früher vorhanden ist, da Forschung in diesem Bereich bislang begrenzt ist. Bei neurodivergenter sozial-kognitiver Entwicklung, etwa bei Autismus, bringen aktuelle Predictive Coding-Ansätze Schwierigkeiten in Theory of Mind-Fähigkeiten mit einer Abschwächung in der prädiktiven Verarbeitung in Verbindung. Da implizite Theory of Mind auf unbewussten Vorhersagen über mentale Zustände anderer beruht, könnten Unterschiede zwischen autistischen und neurotypischen Personen auf Veränderungen in zugrunde liegenden prädiktiven Mechanismen hinweisen und somit eine mögliche Erklärung für Herausforderungen in der sozialen Interaktion liefern. Dennoch bleiben eindeutige neuronale Befunde bislang aus. Vor diesem Hintergrund ergeben sich folgende zentrale Fragen: Wie robust sind die bestehenden Paradigmen zur Erfassung impliziter Theory of Mind über die Lebensspanne hinweg? Entwickelt sich das implizite Verständnis epistemischer Sprache vor dem expliziten? Unterscheidet sich die prädiktive Verarbeitung in Theory of Mind-relevanten Gehirnregionen zwischen neurotypischen und autistischen Personen? Ziel dieser Dissertation war es, diese Fragen systematisch zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden vier empirische Studien durchgeführt, die jeweils unterschiedliche Aspekte impliziter Theory of Mind im Rahmen neurotypischer und/oder neurodivergenter Entwicklung beleuchteten. In Studie 1 wurde ein neues web-basiertes Eye-Tracking-Verfahren bei Kleinkindern im Alter von 18 bis 27 Monaten (N = 125) validiert. Im Rahmen eines antizipatorischen Blickverhalten-Paradigmas (engl. anticipatory looking paradigm) wurde zielgerichtete Handlungsantizipation erfasst und mit Ergebnissen einer Laborstudie verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass zielgerichtete Handlungsantizipation in unserem web-basierten Setting zuverlässig messbar ist, wenngleich der Anteil des antizipatorischen Blickverhaltens etwas geringer und die Ausschlussrate höher war. Studie 2 nutzte ebenfalls das Paradigma aus Studie 1, das antizipatorisches Blickverhalten misst, und untersuchte, ob sich die Handlungsantizipation von Kleinkindern (N = 521) und Erwachsenen (N = 703) basierend auf den epistemischen Zuständen Wissen und Unwissen unterscheiden. Erwachsene unterschieden klar zwischen Wissen und Unwissen, was sich in ihrem antizipatorischen Blickverhalten widerspiegelte. Unerwarteterweise zeigten Kleinkinder diese Differenzierung nicht, was die Notwendigkeit weiterer Forschung unterstreicht. Studie 3 untersuchte das implizite Verstehen der epistemischen Verben „wissen“ und „glauben“ bei 27-monatigen (N = 199) und 36-monatigen Kindern (N = 131). Die Ergebnisse ergaben, dass bereits 27 Monate alte Kinder zwischen diesen Verben differenzieren konnten und spontan das Verb „wissen“ präferierten. Dies deutet darauf hin, dass ein implizites Verständnis epistemischer Verben dem expliziten vorauszugehen scheint. Studie 4 untersuchte prädiktive Prozesse im Theory of Mind-Netzwerk bei nicht-autistischen (N = 61 in Experiment 1; N = 30 in Experiment 2) und autistischen Erwachsenen (N = 30 in Experiment 2) mittels funktioneller Magnetresonanztomographie. Entgegen den Erwartungen fanden sich in keiner der beiden Gruppen Hinweise auf prädiktive Verarbeitung im Theory of Mind-Netzwerk. Allerdings zeigte sich bei autistischen (im Vergleich zu nicht-autistischen) Erwachsenen eine reduzierte Abschwächung der neuronalen Antwort bei wiederholter Präsentation (engl. repetition suppression) in einer Szene, die komplexe Theory of Mind-Prozesse erforderte. Diese ersten neuronale Hinweise stützen die Theorie der prädiktiven Kodierung bei Autismus. Gemeinsam tragen die vier Studien zu einem differenzierteren Verständnis impliziter Theory of Mind Fähigkeiten über Entwicklungsverläufe und Neurodiversität hinweg bei. Sie bieten methodische Innovationen zur impliziten Erfassung früher sozial-kognitiver Fähigkeiten, zeigen sowohl Potenziale als auch die Grenzen bestehender theoretischer Ansätze und empirischer Paradigmen auf und weisen auf mögliche Richtungen für zukünftige Forschung hin.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Implicit Theory of Mind, Autism, Predictive Coding, Mental State Language, Anticipatory Looking
• Themengebiete: 100 Philosophie und Psychologie ; 100 Philosophie und Psychologie > 150 Psychologie
• Fakultäten: Fakultät für Psychologie und Pädagogik
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 27. Oktober 2025
• 1. Bericht­erstatter:in: Schuwerk, Tobias