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| Question | Answer |
| Naiver Realismus | Die Welt ist so wie wir sie wahrnehmen |
| Kritischer Realismus | Es exitisiert eine reale Welt, die der sinnlichen Wahrnehmung entspricht, aber (im Gegensatz zum naiven Realismus) durch die Art und Weise der menschlichen Wahrnehmung nicht sofort und unmittelbar erkennbar ist (Verarbeitungsprozesse, Wahrnehmungstäuschungen) |
| Drei Zugänge der Wahrnehmungsforschung | Neurophysiologie, Pschophysik, Kognitionspsychologie |
| Der Wahrnehmungsprozess | Sinnesreiz- Rezeptoren - Erregung im sensorischen Nerv - Integration des Erregungsmusters im ZNS - Sinneseindrücke, Empfindungen - Wahrnehmung - Handlung |
| Visuelle Agnosie | Objekte werden nicht mehr erkannt, aber wahrgenommen (Handschuh) |
| Absolute Schwelle | Minimale Reizgröße die zu einer eben merklichen Empfindung führt |
| Unterschiedsschwelle | Minimale Reizdifferenz die zu einer eben merklichen Empfindung führt. -Grundlage für die Webersche Funktion |
| Herstellungsmethode | Die Testperson verändert den Reiz so lange, bis sie ihn gerade noch entdecken kann oder nicht mehr entdecken kann (schnelle, aber ungenaue Methode) |
| Grenzmethode | Reize werden in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge präsentiert (um Fehler aufgrund potentieller Perseverationstendenzen auszugleichen). Die Testperson beurteilt, ob sie den Reiz wahrnehmen kann -> oder nicht. |
| Konstanzmethode | (typ. 5-9) Reize werden in zufälliger Reihenfolge präsentiert. Die Testperson beurteilt, ob sie den Reiz wahrnehmen kann oder nicht. |
| Größenschätzverfahren | (von Stevens) Person wird direkt befragt (Ankerwert 10) |
| Webersche's Gesetz | Mit steigender Ausprägung des Standardreizes nimmt die absolute Höhe der Unterschiedsschwelle zu. Das Verhältnis von Unterschiedsschwelle und Standardreiz ist jedoch innerhalb einer Sinnesmodalität konstant. DeltaS/S = k (eben erklicher Reizunterschied: Standardreiz = Weberbruch) Je größer k desto mehr Veränderung ist nötig um einen Unterschied zu spüren. |
| Stevens'sches Potenzgesetz | Weiterentwicklung von Weber. G = cS^n Größenschätzung = Konstante * Reizstärke hoch die Weberkonstante n < 1 Verdichtung (Helligkeit) n>1 Spreizung (Stromimpulse) n = 1 Linear (Länge) |
| Adäquater Reiz | derjenige Reiz, für den ein Rezeptor die größte Empfindlichkeit besitzt (Licht für die Photorezeptoren im Auge, Temperatur für Thermorezeptoren) |
| Welche Strukturen im Auge sind maßgeblich an der Lichtbrechung beteiligt? | Hornhaut (80%), Linse (20%) |
| Akkomodation | Fähigkeit des Auges den Brennpunkt so einzustellen, dass das Bild scharf auf der Retina abgebildet wird. (Ziliarmuskel angespannt - Linse kugeliger -> nahes sehen) |
| 5 Neuronentypen in der Retina | – Zapfen- und Stäbchenrezeptoren senden ihre Signale an Biopolarzellen, die wiederum synaptisch mit Ganglienzellen verbunden sind – Axone der Ganglienzellen bilden gebündelt den Sehnerv, der die elektrischen Signale zum Gehirn weiterleitet – Rezeptoren, Biopolarzellen und Ganglienzellen übertragen, die ursprünglich von den Rezeptoren stammenden Signale vertikal durch die Retina, die Ganglienzellen dabei die Signale in Form des Sehnervs aus dem Auge heraus zum Gehirn – Horizontalzellen und Amakrinzellen übertragen die Signale horizontal durch die Retina |
| Konvergenz | – in Retina findet hohes Maß an Konvergenz statt, da 126. Mio. Rezeptorzellen auf nur 1 Mio. Ganglienzellen verschaltet werden ↷ jede Ganglienzelle erhält durchschnittl. von 126 Rezeptoren elektr. Signale |
| Transduktion | Trifft ein Photon auf die Membranscheiben im Außensegment eines Zapfens oder Stäbchens verändert sich die Struktur der Sehpigmentmolekühle. Diese haben zwei Bestandteile: ein Proteinmolekül namens Opsin und ein Molekül namens Retinal. Retinal ist lichtempfidlich und verändert seine Form, wenn es ein Photon absorbiert (Isomerisation). Dadurch verändert sich auch die Farbe des Photopigments (Bleichung). Die chemischen Prozesse am Sehpigment führen zu einer Depolarisation, die ein elektrisches Signal erzeugt: Transducin zerfällt und aktiviert das ENzym Phosphodiesterase - spaltet Botenstoff cGMP - cGMP gesteuerte Natriumkanäle schließen sich - Membranspannung von -40mv wird negativer - Hyperpolarisierung |
| Fovea | Punkt des schärfsten Sehens (nur Zapfen) |
| Papille | Blinder Fleck (Sehnerv tritt aus dem Auge aus) |
| Sichtbares Licht Wellenlänge | 400 - 700 nm |
| Messung der Dunkeladaptationskurve für Zapfen und Stäbchen | Eine Person blickt einen Fixationspunkt an. Seitlich davon befindet sich ein Testlicht, dessen Intensität sie so einstellen soll, dass es für sie gerade noch erkennbar ist (Herstellungsmethode). Das Testlicht liegt nicht im zentralen Gesichtsfeld, sein Abbild fällt also in die Peripherie, wo Zapfen und Stäbchen sind. Nach der Bestimmung der absoluten Schwelle des helladaptierten Auges (also bei normalem Umgebungslicht), wird das Licht ausgeschaltet und die Person soll das Testlicht weiter regulieren, so dass sie es immer gerade noch erkennt. Dabei kann man sehen, dass ihre Sensitivität für das Licht zunächst sehr schnell zunimmt (Lichtintensität wird in den ersten 5 Minuten stark herabgesetzt), und dann etwas langsamer, bis sie nach 30 Minuten nicht mehr zunimmt. Das dunkeladaptierte Auge ist ca. 100000 mal lichtempfindlicher als das helladaptierte. |
| Vertikales Gesichtsfeld | 130° oben und unten |
| Horizontales Gesichtsfeld | 180-200° links rechts |
| Retina pigmentosa | Zerstörung der Photorezeptoren: Man sieht nur Objekte im zentralen Gesichtsfeld |
| Makuladegeneration | Erkrankung der Fovea: Man sieht keine Objekte im zentralen Gesichtsfeld |
| Katarak | Grauer Star |
| Glaukom | Grüner Star |
| Photopisches System | Tagsehen, Zapfensehen, gute Sehschärfe, Farbensehen |
| Skotopisches System | Nachtsehen, Stäbchen, Sehschärfe niedrig da Rezeptoren nur in der Peripherie um die Fovea (und durch Konvergenz), Hell-Dunkel-Sehen |
| Sehwinkel | Da die Identifikationsleistung natürlich auch vom Betrachtungsabstand abhängt, benutzt man den Sehwinkel als allgemein gültiges Maß, das die Größe des Abbildes auf der Netzhaut angibt. Er hängt von der Größe des betrachteten Objekts und dem Abstand dieses vom Betrachter ab. alpha = 2*tan^(h/2d) |
| Laterale Inhibition | Mechanismus der Kontrastverstärkung bei Wahrnehmung durch Stäbchen. Hierbei findet (selbst in der Fovea) durch Horizontalzellen Verrechnung der Signale benachbarter Zellen statt. Hemmung findet beispielsweise durch Hemmung der weiterleitenden Bipolarzelle statt, welche ein eigenes rezeptives Feld abdeckt. Während Signale im Zentrum dieses rezeptiven Felds für eine Erregung der Zelle sorgen, hemmen Signale, die das Umfeld treffen. Dieses Phänomen dient auch der Reduktion von weiterzuleitenden Signalen |
| Verlauf des visuellen Hauptpfades | Sehnerv, Chiasma Opticum, Corpus geniculatum laterale (CGL)- Primärer visueller Cortex (V1) |
| Rezeptives Feld | befinden sich auf der Retina, gehören zu bestimmten Merkmalsdetektoren - verändert die Feuerungsrate von Ganglienzellen im Axon der Zelle |
| Zentrums-Umfeld-Antagonismus (bei rezeptiven Feldern) | Es gibt On- und Off- Zonen (Erhöhung der Feuerungsrate und Inhibierung) |
| Einfache Kortexzelle (Rezeptives Feld im V1) | Zellen mit einer „länglichen“ On-Zone und einer umgebenden Off- Zone. Die Form und Ausrichtung der On-Zone ermöglicht eine orientierungsspezifische Reaktion auf bestimmte Ausrichtungen eines Reizes. Fällt ein entsprechend ausgerichteter Lichtbalken in das rezeptive Feld der Zelle, feuert sie maximal, je größer die Abweichung von der optimalen Ausrichtung, desto geringer die Feuerungsrate (Orientierungs-Tuning- Kurve) |
| Komplexe Kortexzellen (Rezeptives Feld im V1) | Reagieren nur, wenn sich ein bestimmt ausgerichteter Lichtbalken in einer bestimmte Richtung über das rezeptive Feld der Zelle bewegt |
| Endinhibierte Kortexzellen | Reagieren auf bewegte Linien einer bestimmten Länge oder bei Ecken, Winkeln mit einer bestimmten Orientierung und Bewegungsrichtung → Je weiter man sich von der Retina entfernt, desto komplexer die Stimuli, auf die Neuronen selektiv feuern. |
| Selektive Adaption | Die Antwort von Neuronen, die auf eine bestimmte dargebotene Stimuluseigenschaft reagieren. Schwächen bei anhaltender Stimulierung ab. |
| Retinotope Kartierung | Benachbarte Orte auf der Retina werden auch im CGL auf benachbarten Orten abgebildet. + Vergrößerungsfaktor |
| 6 Schichten im CGL | 1 + 2: Magnozellulär 4-6: Parvozellulär |
| Ipsilateral | auf derselben Körperseite liegend Schichten (2, 3, 5) |
| kontralateral | auf der anderen Körperseite liegend (Schichten 1, 4, 6) |
| Magno Ganglienzellen | Große rezeptive Felder, geringe Auflösung durch hohe Konvergenz Infos über Bewegung |
| Parvo Ganglienzellen | kleine rezeptive Felder, hohe Auflösung durch geringe Konvergenz -> Info über Farbe, Tiefe, Form, Textur eines Reizes |
| Positionssäulen (V1) | Senkrecht über und untereinanderliegende Neurone (haben überlappende rezeptive Felder). Zellen, die die gleiche Position repräsentieren, liegen übereinander, wobei Säulen mit benachbarten rezeptiven Feldern nebeneinander liegen |
| Orientierungssäulen | Senkrecht zueinanderliegende Neurone reagieren am Stärksten auf eine bestimmte Orientierung. Zellen, die die gleiche Orientierungsspezifität haben, liegen übereinander, wobei Zellen mit ähnlichen Orientierungen nebeneinander liegen |
| Augendominanzsäulen | 80% aller Neurone regieren auf die Stimulation eines Auges |
| Esxtrastriäre Verarbeitung: Ventraler Strom | P-ganglienzellen- parvozelluläre CGL Schicht - V1 - V2 - V4 (Farbe) - IT(Form) "WAS" (Temproallappen) |
| Dorsaler Strom(Parietallappen) | M-Ganglienzellen- magno zelluläre Schicht im CGL - V1 - V2- V3 - MT(Bewegung) "WO/WIE" |
| fusiformes Gesichtsareal (FFA) | im inferotemporalen Kortex (IT): Wird am stärksten bei der Wahrnehmung von Gesichtern aktiviert bzw. von Bildmaterial, das Gesichter impliziert |
| parahippocampale Ortsareale (PPA): | Reagieren am stärksten bei der Wahrnehmung von Räumen, Landschaften, etc. |
| extrastriäres Körperareal (EBA): | Reagiert am stärksten bei der Wahrnehmungen von Körpern/Körperteilen |
| Rindenblindheit | Fordert man Patienten auf, auf einen Punkt zu zeigen, der in diesem blinden Bereich liegt so zeigen sie überzufällig oft exakt auf diesen Punkt. |
| Prosopagnosie | Gesichtserkennungsschwäche nach Läsionen im Bereich des fusiformen Gesichtsareals |
| Einzelzellenkodierung | Es gibt Neuronen, die nur auf einen spezifischen Stimulus reagieren. Die elementaren Merkmalsdetektoren verzweigen ihre Informationen, so dass Merkmalskonstellationen von anderen Detektoren erkannt werden. Die Summe dieser führt zu einer speziellen Zelle, deren Feuern eindeutig mit der Identifikation eines bestimmten Objektes einhergeht (z.B: „Großmutter-Zellen“). Problem: Es gibt viel zu viele verschiedene Objekte, es kann nicht für jedes ein spezifisches Neuron geben, außerdem antworten bestimmte Neuronen auch auf andere Objekte → Ansatz wird in der Forschung nicht akzeptiert |
| Populationskodierung (Ensemblekodierung) | Reize werden durch die synchrone AKtivität mehrere Neurone und somit durch ein Aktivitätsmuster kodiert. |
| Bindungsproblem | Wie kann eine kohärente Wahrnehmung eines Reizes entstehen, wenn unser Gehirn diesen in Einzelteile zerlegt und getrennt verarbeitet? |
| Grundprobleme der Objektwahrnehmung | - Mehrdeutigkeit des retinalen Abbildes (Problem der inversen Projektion: Ein abb. auf der Retina kann durch eine unedliche Anzahl von Objekten hervorgerufen werden) (2D) - Objektkonstanz trotz Verdeckung/Unschärfe - Helligkeitsveränderungen - Blickwinkelinvarianz: ein und dasselbe Objekt ruft Unterschdl. Netzhautabbilder hervor, trotzdem erkennen wir von der Seite um welches Gesicht es sich handelt |
| Strukturalismus | Wahrnehmung entsteht durch die Kombination elementarer Empfindungen zu einem Ganzen → Aber: Scheinkonturen oder Scheinbewegungen! Es wird etwas wahrgenommen, dass eigentlich gar nicht da ist (keine elementare Erfahrung vorhanden) |
| Gestaltpsychologie | „Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“ → Bestimmung von Prinzipien zur Erklärung der Wahrnehmungsorganisation, Reihe von Regeln, wie die Teile zu einem Ganzen gruppiert werden (insgesamt ca. 130 Prinzipien) |
| Prinzip der guten Gestalt (Prinzip der Einfachheit/Prägnanz) | Jedes Reizmuster wird so gesehen, dass die resultierende Struktur so einfach wie möglich ist |
| Prinzip der Ähnlichkeit | Ähnliche Dinge (hinsichtlich Farbe, Form, Größe, Orientierung) erscheinen zu zusammengehörigen Gruppen geordnet |
| Prinzip des guten Verlaufs (Prinzip der fortgesetzt durchgehenden Linie): | Punkte, die als Gerade oder sanft geschwungene Linie gesehen werden, wenn man sie verbindet, werden als zusammengehörig wahrgenommen. Linien werden tendenziell so gesehen, als folgten sie dem einfachsten Weg. |
| Prinzip der Nähe: | Dinge, die sich nahe beieinander befinden, erscheinen zusammengehörig. |
| Prinzip des gemeinsamen Schicksals | Dinge, die sich in die gleiche Richtung bewegen, erscheinen zusammengehörig |
| Prinzip der Vertrautheit/Bedeutung | Dinge bilden mit größerer Wahrscheinlichkeit Gruppen, wenn die Gruppen vertraut erscheinen oder etwas bedeuten; was einmal wahrgenommen wurde, kann nicht mehr „ignoriert“ werden |
| Prinzip der gemeinsamen Region | Elemente, die innerhalb einer gemeinsamen Region liegen, werden zusammen gruppiert |
| Prinzip der Verbundenheit von Elementen: | Verbundene Elemente innerhalb einer Region mit gemeinsamen visuellen Charakteristiken wie Helligkeit, Farbe, Textur oder Bewegung werden als Einheit gesehen |
| Prinzip der zeitlichen Synchronizität | Visuelle Ereignisse, die zur selben Zeit auftreten, werden als zusammengehörig wahrgenommen |
| Gestaltprinzipien | Prinzip der.. guten Gestalt, Ähnlichkeit, des gute Verlaufs, Nähe,des gemeinsamen Schicksals, der Vertrautheit / Bedeutung, der gemeinsamen Region, der Verbundenheit, der zeitlichen Synchronizität |
| Faktoren, die entscheiden, welches Areal einer Szene wahrscheinlicher als Figur gesehen wird (Figur,-Grund Trennung) | Symmetrie (symmetrische Areale werden wahrscheinlicher als Figur wahrgenommen) • Größe (kleinflächige Areale werden wahrscheinlicher als Figur wahrgenommen) • Vertikale Position (unten positionierte Areale werden wahrscheinlicher als Figur wahrgenommen, keine Präferenz in der horizontalen Ausrichtung) • Ausrichtung (vertikal-horizontal ausgerichtete Areale werden wahrscheinlicher als Figur wahrgenommen) • Bedeutung (bedeutungshaltige Areale werden wahrscheinlicher als Figur wahrgenommen) |
| Oblique Effekt | Menschen sind empfindlicher für horizontale und vertikale Orientierungen als für geneigte Orientierungen |
| Objekterkennung nach Figur-Grund-Trennung? | Die Gestaltpsychologen postulieren, dass eine Objekterkennung erst nach der Trennung von Figur und Grund erfolgen kann. Die Figur-Grund-Konstellation kann jedoch von der Bedeutungshaltigkeit eines Stimulus beeinflusst werden, was zeigt, dass ein Erkennungsprozess schon vor oder zeitgleich mit der Trennung von Figur und Grund stattfinden muss. |
| Kontextuelle Modellierung | Reize beeinflussen außerhalb des rezeptiven Feldes durch Feedback von höheren Arealen die Feuerungsrate des Neurons |
| Schablonenmodell (Strukturalisms) | Ein Objekt wird erkannt, wenn der sensorische Input mit einer "inneren Schablone" dieses Objektes übereinstimmt. Das Problem dabei ist, dass wir verschiedene Ausprägungen eines Objektes (zum Beispiel den Buchstaben "A" in verschiedenen Schriftarten) immer als denselben Buchstaben erkennen und es somit für jedes Objekt sehr viele mögliche "Schablonen" geben muss, was sehr ineffizient wäre (großer Speicherbedarf und Zeitaufwand). |
| Pandemoniumtheorie von Selfridge (1959) | Selfridge benutzte das Bild von kleinen Dämonen im Kopf um zu veranschaulichen, dass der Wahrnehmungsprozess viel flexibler ist, als es das Schblonenmodell postuliert. Wenn auf der Retina (Bauch des erste Dämons) das Abbild eines Reizes entsteht, werden vom Kortex verschiedene Merkmale dieses Reizes, wie die Anzahl und Orientierung der Kanten, Winkel und Wölbungen, analysiert (Kochtopf, in den der Reiz hineingeschickt wird und aus dem Dampf aufsteigt, der Dämonen erreicht, die an einer Tafel stehen und sehr spezialisiert aufzeichnen, wie oft ihr Merkmal in dem Dampf vorhanden ist → „feature demons“). Aufgrund dieser Analyse werden bestimmte Detektoren aktiviert, die ein bestimmtes Objekt/Buchstaben repräsentieren (→ „cognitive demons“). Da einzelnen Merkmale eventuell auf mehrere Detektoren zutreffen, werden auch all diese aktiviert, am stärksten jedoch der Detektor, auf den die meisten Merkmale zutreffen, weshalb dieser letztendlich ausgewählt wird und das von ihm repräsentierte Objekt wahrgenommen wird (→ „decision demon“). |
| Merkmalsintegrationstheorie von Treisman | Treisman nimmt an, dass das Erkennen eines Gegenstandes mehrere Stufen der Verarbeitung erfordert. Auf der ersten, rasch verlaufenden Stufe der präattentiven Verarbeitung wird das Reizmuster in seine Elementarmerkmale/Reizbestandteile (z.B. Farbe, Orientierung, Größe, etc.) zerlegt, die dann einzeln identifiziert werden. Diese Elementarmerkmale werden dann erst auf der Stufe der gerichteten Aufmerksamkeit, in der die Verarbeitung langsamer abläuft, wieder zu einem Ganzen zusammengesetzt und durch Vergleiche mit dem Gedächtnis erkannt. |
| Evidenzen für die Merkmalsintegratiostheorie | 1. Visuelle Suche: schwieriger und langsamer, wenn zu suchender Gegenstand sich in einer einzigartigen Merkmalkombintion (z.B. Form und Farbe) von den Distraktoren unterscheidet, da alle Reize zunächst in die Einzelbestandteile zerlegt werden und erst durch das Lenken der Aufmerksamkeit auf einzelne Reize diese Bestandteile als ein ganzen wahrgenommen werden können und so der Target ausfindig gemacht werden kann. Bei der einfachen Merkmalssuche braucht man keine Aufmerksamkeitsleitung, da der Target schon präattentiv heraussticht! 2. Scheinverbindungen: Bei einer sehr kurzen Präsentation von zwei unterschiedlich farbigen Buchstaben auf einem Bildschirm treten vergleichsweise häufig Scheinverbindungen auf, d.h. das die Farbe der Buchstaben vertauscht wird, während Intrusionsfehler (z.B. dass ein ganz anderer Buchstabe oder ein neue Farbe genannt wird) selten sind. Dies kommt dadurch zustande, dass die Elementarmerkmale zunächst getrennt verarbeitet werden aber aufgrund der kurzen Darbietung nicht mehr rechtzeitig wieder verknüpft werden können. |
| Geon-Theorie von Irving Biederman (1987) | Die Geon-Theorie versucht die Blickwinkelinvarianz zu erklären, d.h. dass wir einen Gegenstand aus (fast) allen möglichen Perspektiven erkennen können, obwohl wir ihn bisher nur aus wenigen Perspektiven gesehen haben. Diese Fähigkeit zur Erkennung von 3D-Objekten beruht darauf, dass wir diese auf Grundlage volumetrischer Merkmale („Geons“) und deren Beziehung zueinander wahrnehmen. Geons können als einfache geometrische Körper wie Quader, Zylinder, Kegel, Kugel, etc. vorgestellt werden, aus denen alle Objekte bestehen sollen. Wir identifizieren diese Geons, deren geometrische Form wir kennen, und unsere Wahrnehmung konstruiert daraus das gesamte Objekt. Insgesamt beschreibt Biederman 36 Geons, aus denen man fast alle Objekte, die in unserer Umwelt existieren, konstruieren kann. |
| Modell der kanonische Anicht von Heinrich Bülthoff | Bülthoff postuliert, dass die Fähigkeit zur Objekterkennung aus unterschiedlichen Perspektiven darauf beruht, dass einem Menschen abgespeicherte, zweidimensionalen Ansichten des Objekts aus unterschiedlichen Perspektiven vorliegen. Je vertrauter das Objekt, desto mehr solche Repräsentationen bestehen, so dass Blickwinkelvarianz gegeben ist. Dabei gibt es aber stets eine Kanonische Ansicht, das heißt eine bestimmte Perspektive des Objekts ist besonders dominant repräsentiert. Dies hat zur Folge, dass man das Objekt aus dieser Perspektive besonders schnell identifizieren kann und man diese Perspektive wählt, wenn man aufgefordert wird, das Objekt zu zeichnen (→ interkulturell!). Für neue Objekte gibt es hingegen noch keine Repräsentationen aus verschiedenen Perspektiven, so dass keine Blickwinkelvarianz gegeben ist und man das Objekt nur aus dieser einen Perspektive erkennt. → Die tatsächlichen Mechanismen für die Erkennung von 3D-Objekten nutzen wahrscheinlich sowohl volumetrische Merkmale, als auch gespeicherte Repräsentationen! |
| Binokulare Rivalität | Wird zeitgleich ein Objekt dem linken Auge und ein anderes Objekt dem rechten Auge (z.B. Gesicht vs. Haus) dargeboten, wird binokulare Rivalität verursacht. Es entsteht keine durchmischte Wahrnehmung der beiden Objekte, sondern man sieht zu einem Zeitpunkt immer nur einen der beiden Objekte, die Wahrnehmung zwischen den beiden Objekten wechselt jedoch hin und her, obwohl die Netzhautbilder stets gleich sind. Die Veränderung der Wahrnehmung geht mit einer Veränderung der Feuerungsrate bestimmter Neuronen im Gehirn (fusiformes Gesichtsareal vs. parahippocampales Ortsareal) einher, die nahezu dem Aktivitätswechsel in Kontrollbedingungen entspricht, in denen zeitgleich beiden Augen das selbe Bild dargeboten wurde, jedoch immer wieder zwischen zwei Bildern gewechselt wurde. |
| Unterschied zwischen Wahrnehmungsorganisation(Prinzipien der Gestaltpsychologie) und der perzeptuellen Gliederung | 1. Wahrnehmungsorganisation: Wie werden kleine Elemente zu größeren Objekten zusammengesetzt? 2. perzeptuelle Gliederung: Nach welchen Regeln trennen wir Gegenstände und Hintergrund? |
| Wie erklärt die Geontherorie warum wir ein 3D Objekt nicht aus allen Perspektiven gleich gut identifizieren können? | Blickwinkelinvarianz kommt nun dadurch zustande, dass die einzelnen Geons spezifische, blickwinkelinvariante Merkmale (z.B. eine bestimmte Anzahl paralleler Linien) besitzen , die man beinahe aus jedem Blickwinkel erkennen kann (Ausnahme: zufällige Merkmale, die sehr selten, nur aus einer bestimmten Perspektive auftreten). Erst wenn diese Merkmale und die Schnittpunkte der einzelnen Geone nicht mehr erkennbar sind, ist man nicht mehr in der Lage bzw. ist es schwer, das Objekt zu erkennen. In der Regel müssen aber nur wenige Geons erkennbar sein, um ein Objekt zu identifizieren. Die Theorie unterschiedet jedoch nicht, wie zwei sehr ähnliche Objekte, die aus den gleichen Geons aufgebaut sind (z.B. ein Zebra und ein Pferd) unterschieden werden. |
| Objektidentifikation | Versuchspersonen wird sehr kurz ein Reiz und anschließend ein Maskierungsreiz (wegen visueller Persistenz) dargeboten. Die Aufgabe besteht darin, zu erkennen, ob es sich bei dem Reiz um ein Gesicht handelt und falls ja, dieses zu identifizieren. Dabei wird mit der fMRI-Methode die Aktivität eines Neurons im fusiformen Gesichtsareal (FFA) gemessen, welches eine erhöhte Aktivität zeigte, wenn der Reiz als Gesicht erkannt wurde, insbesondere, wenn dieses korrekt identifiziert wurde, aber kaum aktiviert wurde, wenn der Reiz nicht als Gesicht erkannt wurde. |
| Perzeptuelle Intelligenz | Das Objekt das mit der größten Wahrscheinlichkeit ein empfangenes Reizmuster verursacht zu haben wird wahrgenommen. Ist unbewusst (Theorie der unbewussten Schlüsse Helmholtz, Likelihood Prizip der Wahrnehmung) und beruht auf Erfahrung. (top-down) |
| Evidenzen für perzeptuelle Intelligenz | • kurz dargebotene Objekte werden mit höherer Wahrscheinlichkeit identifiziert, wenn sie zu einem zuvor dargebotenen Kontext passen • Licht-von-Oben-Heuristik: Annahme, dass das Licht von oben kommt und deshalb eine Reizsituation auf bestimmte Art und Weise gesehen wird (z.B. hervortreten vs. vertiefen) |
| achromatische Farben | unbunt: schwarz, weiß, grau |
| chromatische Farben | bunt |
| Wie viele Farbtöne kann der Mensch auseinander halten? | 2 Mio |
| Farbe von durchsichtigen Flächen | Bei transparenten Dingen (Flüssigkeiten, Glas, Kunststoffe, etc.) beruht der Farbeindruck nicht darauf, dass diese bestimmte Wellenlängen reflektieren, sondern bestimmte Wellenlängen filtern (selektive Transmission). |
| Dreifarbentheorie (Young + Helmholtz) | Trifft Licht einer bestimmten Wellenlänge auf die drei Rezeptorsysteme, werden diese unterschiedlich stark stimuliert. Dieses Aktivitätsmuster führt dann zur Wahrnehmung einer bestimmten Farbe. |
| Farbabgleichexperimente (Evidenz für die Dreifarbentheorie) | Versuchspersonen mussten die Intensität von Lichtern dreier unterschiedlicher Wellenlängen in einem Testfeld so abstimmen, dass sie gemeinsam die gleiche Farbe haben, wie eine ihnen vorgegebene Farbe (Vergleichsfeld). Probanden mit normalen Farbsehen waren in der Lage, jede beliebige Farbe zu rekonstruieren, wenn ihnen drei Wellenlängen zum Mischen zur Verfügung standen (zwei Wellenlängen reichten nicht aus, mehr als drei waren nicht notwendig) und keine dieser drei Farben durch das Mischen der beiden anderen erzeugt werden konnte. |
| Physiologische Evidenz für die Dreifarbentheorie | Die Zapfen auf der Retina des Auges weisen drei unterschiedliche Zapfenpigmente auf, die unterschiedliche Absorptionsspektren haben. Es gibt Zapfen, die am stärksten kurzwelliges Licht (419nm), mittelwelliges Licht (531nm) oder langwelliges Licht (559nm) absorbieren, d.h. bei Licht dieser Wellenlänge am stärksten Feuern. Die Unterschiede resultieren aufgrund unterschiedliche Abfolge der Aminosäure Opsin in den Pigmenten. Da jeder Zapfen nur ein bestimmtes Zapfensystem besitzt, gibt es drei unterschiedliche Rezeptortypen. Die Rezeptoren für mittel- und langwelliges Licht sind sich relativ ähnlich, weshalb sich ihr maximales Absorptionsspektrum nicht so stark unterscheidet, während sich die Rezeptoren für kurzwelliges Licht stark von den beiden anderen unterschieden. Wird nun ein Objekt angeschaut, dass ein starkes Feuern der langwelligen Rezeptoren, ein geringes Feuern der mittelwelligen Rezeptoren und kaum Feuern der kurzwelligen Rezeptoren bewirkt, entsteht bei uns die Wahrnehmung der Farbe Rot. |
| additive Farbmischung: | Alle Wellenlängen aus jedem Licht erreichen das Auge (auch bei nah beieinander liegenden Punkten und abwechselnde Reihenfolge hoher Frequenz z.B. Bildschirm, Kreisel) |
| subtraktive Farbmischung | Es werden zwei Malfarben zusammengemischt, die unterschiedliche Wellenlängen absorbieren. Die entstandene Mischfarbe absorbiert dann allen Wellenlängen, die von den beiden Farben einzeln auch absorbiert wurden. |
| Dimensionen des subjektive Farbraumes | Farbton ( 4 Grundfarben) Sättigung Helligkeit |
| Selektive Reflektion | Während bei achromatischen Objekten der Prozentsatz der Reflektanz über das sichtbare Spektrum nahezu gleichbleibt, variiert das zurückgeworfene Licht bei farbigen Objekten im Spektralbereich enorm. |
| Metamere | Für den Beobachter gleiche Farben (weil sie das gleiche AKtivitätsmuster in den Zapfen hervorrufen), die durch unterschdl. Farbreize hervorgerufen werden. -> gleich aussehende aber auf versch. spektralen Strahlungsverteilungen beruhende Farben |
| Univarianzprinzip | Die Absorption eines Photons ruft unabhängig von seiner Wellenlänge immer den gleichen Effekt (Isomerisation) im Rezeptor hervor, aber je nach Wellenlänge werden unterschiedlich viele Photonen absorbiert. Damit wir Farben sehen können, reicht aber ein Rezeptorsystem nicht aus, da zwei unterschiedliche Wellenlängen als gleich wahrgenommen werden könnten, wenn durch unterschiedliche Intensitäten von beiden gleiche viele Photonen absorbiert werden würden. Existiert jedoch ein zweiter Rezeptor mit einer unterschiedlichen Empfindlichkeit, kommt es nie dazu, dass an beiden Rezeptoren gleiche viele Photonen absorbiert werden → Wir brauchen zwei Rezeportypen zum Farbsehen. Ein dritter Rezeptor führt lediglich dazu, dass man noch mehr Farben voneinander unterscheiden kann. Auf der Isomerisierten Ebene kann man mit einem Rezeptortyp nicht mehr sagen in welcher Wellenlänge das Licht ankam. |
| Monochromaten | Haben keine Zapfen, nur Stäbchen, und können keine Farben unterscheiden, sondern lediglich Helligkeitsschattierungen (nur achromatische Farben). Zudem sehen sie nicht mehr so scharf und sind sehr lichtempfindlich (da Stäbchen eigentlich auf das Sehen im Dunkeln ausgerichtet sind). Beim Farbabgleich können sie alle Farben mit nur einer Lichtquelle rekonstruieren. |
| Anomale Trichromaten | Haben wie „normale“ Menschen drei Zapfenrezeptoren, aber beim Farbabgleich sind die verwendeten Farbanteile anders als bei normalen Trichromaten |
| Dichromaten | Ihnen fehlt ein Zapfenpigment, weshalb sie zwar Farben sehen können, aber das Farbspektrum geringer ist als bei Trichromaten. Entsprechend brauchen sie beim Farbabgleich nur zwei Lichtquellen, um alle Farben zu rekonstruieren. Dichromasie tritt öfter bei Männern als bei Frauen auf, das sie durch ein Gen auf dem X-Chromosom vererbt wird und Männer nur eines davon besitzen, man aber mindestens ein intaktes X-Chromosom zum richtigen sehen braucht. Man unterscheidet: Protanopie, Deuteranopie, Tritanopie |
| Protanopie | Unterscheidung zw. Gelb und Blau, neutraler Punkt (grau) bei 492nm, kein Unterschied zwischen Rot und Grün langwelliges Pigment fehlt (1% der Männer, 0.02% der Frauen) |
| Deuteranopie: | Unterscheidung zw. Gelb und Blau, neutraler Punkt bei 498 nm, kein Unterschied zwischen Rot und Grün, mittelwelliges Pigment fehlt (1% der Männer, 0.01% der Frauen) |
| Tritanopie | Unterscheidung zw. Blau und Rot, neutraler Punkt bei 570nm, kurzwelliges Pigment fehlt (0.002% der Männer, 0.001% Frauen) |
| Gegenfarbtheorie (Grundidee) | Hering folgert daraus, dass der Mensch drei unterschiedliche Arten von Rezeptoren besitzt: • Schwarz(-)-Weiß (+)-Rezeptor reagiert positiv auf weißes Licht und negativ auf das Fehlen von Licht • Rot(+)-Grün(-)-Rezeptor reagiert positiv auf Rot und negativ auf Grün • Blau(-)-Gelb(+)-Rezeptor reagiert negativ auf Blau und positiv auf Gelb. Diese positiven und negativen Reizantworten entsprechen nach Hering dem Auf- und Abbau chemischer Substanzen in der Netzhaut. Weiß, Gelb und Rot lösen eine Reaktion aus, bei der diese Substanzen entstehen. Schwarz, Grün und Blau führen zu einem Abbau dieser Substanzen. |
| Tatsächliche Erklärung der Gegenfarbtheorie | Auf der Retina und im corpus geniculatum laterale (CGL) befinden sich in Wirklichkeit Zellen, die eine erhöhte Feuerrate bei einer bestimmten Wellenlänge aufwiesen und bei anderen Wellenlängen diese Feuerrate kleiner als die Spontanaktivität ist. Diese Zellen zeigen eine solche Charakteristik, weil diese Gegenfarbenzellen auf bestimmte Weise mit den drei Zapfenrezeptoren veschaltet sind. Eine Rot(+)-Grün(-)-Zelle z.B. wird von Zapfen erregt, die langwelliges Licht stark absorbieren und von Zapfen, die mittelwelliges Licht stark absorbieren, gehemmt. |
| verhaltensbasierte Evidenz für die Gegenfarbtheorie | Habituationsexperiment mit Babies: Gelb wird als neue Farbe betrachtet. Asymmetrien in der Beschreibung von Farben. Es gibt nicht "gelbliches Blau" oder "rötliches Grün" |
| Physiologische Evidenz der Gegenfarbtheorie | Farbnachbilder -> simulatner Farbkontrast |
| Verknüpfung der Dreifarbentheorie mit der Gegenfarbentheorie | Zunächst reagieren Rezeptoren mit unterschiedlichen Antwortmustern auf unterschiedliche Wellenlängen, wie es die Dreifrabentheorie postuliert, danach integrieren Neuronen die Signale von diesen Rezeptoren, wie es die Gegenfarbentheorie beschriebt. |
| Farbkonstanz | Selbst unter sich ändernder Beleuchtung nehmen wir die Farbe von Objekten als konstant wahr. Dies ist beeindruckend, da sich bei anderen Lichtverhältnissen auch das Verhältnis der von den Objekten reflektierten Wellenlängen ändert. Sonnenlichts enthält über das gesamte sichtbare Spektrum etwa gleich viel Energie, doch das Licht von Glühbirnen („Wolfram-Licht“) enthält viel mehr Energie bei langwelligen, als bei kurzwelligen Strahlen. Dementsprechend reflektieren auch die von diesem Licht bestrahlten Objekte viel mehr langwellige Strahlen und müssten deshalb deutlich gelblicher/rötlicher erscheinen. |
| Farbadaptation als Erklärung für Farbkostanz | Farbwahrnehmung kann sich durch längere Einwirkung einer chromatischen Farbe verändern. Schaut man z.B. längere Zeit eine rote Fläche an, bleicht diese die langwelligen Rezeptoren aus, senkt so deren Empfindlichkeit für langwelliges Licht und man kann mit diesem Auge rot für eine Weile nicht mehr so gesättigt sehen. Genau das passiert auch, wenn man Wolfram-Licht ausgesetzt ist. Das Auge adaptiert an das langwellige Licht und senkt die Sensitivität der Augen für dieses, weshalb die Farbe der Objekte in etwa konstant bleibt und nicht gelblicher/rötlicher erscheint. Der Adaptationsvorgang läuft sehr schnell ab (70ms). Experimenteller Beleg: Beleuchtung des Auges und/oder eines grünen Papiers mit langwelligem Licht: Wenn nur Papier, erscheint dieses rötlicher als in der Baseline, da Auge nicht rot-adaptiert, wenn beide, dann erscheint dieses fast gleich wie in der Baseline, da Auge rot-adaptiert. |
| Umfeld als Erklärung für Farbkostanz | Man nutzt Information aus dem Umfeld eines Objekts und deren Relation zum Objekt, um Farbkonstanz aufrecht zu erhalten. Farbkonstanz funktioniert nicht so gut, wenn Umfeldinformation fehlt und ist optimal, wenn ein Objekt von Objekten mit verschiedenen Farben umgeben ist |
| Gedächtnis als Erklärung für Farbkostanz | Wir nutzten abgespeicherte Information über die charakteristische Farbe eines Objektes. Oftmals dominiert die Gedächtnisfarbe gegenüber der exakten Farbschattierung, so dass kleinere, beleuchtungsbedingte Farbverschiebungen „übersehen“/nicht erinnert werden |
| brightness | Beleuchtungsstärke oder Lichtsstärke |
| lightness | Reflektanz: Eindruck des Anteils reflektierten Lichts relativ zum gesamten Licht, das auf eine Oberfläche fällt |
| Helligkeitskonstanz | auch achromatische Farben werden unter sich ändernden Beleuchtungsbedingungen als konstant wahrgenommen, obwohl sich dann auch die reflektierte Lichtmenge ändert. Dass die wahrgenommene Helligkeit bei variierenden Lichtbedingungen konstant bleibt, liegt daran, dass sie nicht auf der von dem Objekt „absolut“ reflektierten Lichtmenge basiert, sondern darauf, dass diese immer ins Verhältnis dazu gesetzt wird, wie viel Licht von anderen Objekten reflektiert wird. Weiße Fläche reflektieren immer etwa 90% des Lichtes, schwarze immer nur 5%, unabhängig davon, wie die Lichtbedingungen sind. |
| Erkärung für die Helligkeitskonstanz: Helligkeitskanten und Halbschatten | Reflektanzkanten kommen durch Veränderungen der Farbe zustande. Helligkeitskanten kommen durch ungleichmäßige Beleuchtung zustande. Obwohl in beiden Fälle gleiche Veränderungen in der reflektierten Lichtmenge vorliegen können, können Menschen erkennen, dass es sich bei Reflektanzkanten um eine Veränderung der Farbe handelt, bei Helligkeitskanten nicht. Diese Unterscheidung erfolgt über den Einbezug von Information durch Schatten. Wenn ersichtlich ist, dass die Veränderung durch einen Schatten entsteht, z.B. durch seine bedeutungshaltige Form, nimmt man Helligkeitskanten wahr. Wichtig ist auch der Halbschatten am am Rand einer Helligkeitskante. Wird dieser verdeckt, nimmt man eher Refektanzkanten statt Helligkeitskanten wahr. |
| Äußeres Ohr: Ohrmuschel+äußerer Hörgang | • spielt für das Hören nicht so eine große Rolle • Ohrmuschel wichtig bei vertikaler Schalllokalisation • Hörgang (und Ohrenschmalz) schützt Trommelfell und Mittelohr vor Insekten und hält die Temperatur konstant • Resonanz im Hörgang: Wellenlängen im Frequenzbereich von 2000-5000 Herz werden im Hörgang verstärkt, das sie vom geschlossenen Ende reflektiert werden und mit hereinkommenden Schallwellen interagieren! |
| Mittelohr: Trommelfell+Gehörknöchelchen | • Schallwellen bringen Trommelfell in Schwingung • Diese geht über die Gehörknöchelchen (Hammer → Ambus → Steigbügel) weiter an das ovale Fenster und dann an die Cochlea • Zwischenschritt wichtig, da die Cochlea mit einer Flüssigkeit, während äußeres und Mittelohr mit Luft gefüllt → Dichteunterschiede! (Druckunterschied aus der Luft könnten nur schlecht weitergeben werden (nur ca. 3%), Knöchelchen konzentrieren aber den Druck, was ihn verstärkt!) |
| Innenohr: Cochlea (Hörschnecke) | • knöcherne, zylinderförmige, gewundene, Struktur (35mm lag, Durchmesser ca. 2mm) • Trennung in eine obere und untere Hälfte: Scala vestibuli und Scala tympani • an der Basis breiter, zum Apex hin immer schmaler • Trennung durch die chochleare Trennwand, die das Corti'sche Organ enthält, welches die Durchschwankungen verarbeitet • Corti'sches Organ: • Haarzellen (3.500 innere/ 12.000 äußere pro Basilarmembran) mit Stereozilien: Rezeptoren für das Hören, Übersetzung die von der Steigbügelbewegung erzeugten Druckänderungen in der cochlearen Flüssigkeit in in elektrische Impulse. • Basilarmembran als Stütze, vibriert als Antwort auf Schallereignisse • Taktilmembran über den inneren Haarzellen |
| Transduktion in der Cochlea | → Bei Druckänderungen in der Flüssigkeit der Cochlea bewegt sich Basilarmembran auf und ab und die Taktilmembran vor und zurück, wodurch es zu einer Auslenkung der Sterozilien der inneren Haarzellen kommt, die sich gegen die umgebende Flüssigkeit bewegen und die Tektorialmembran berühren. Proportional zur Auslenkung wird in den Haarzellen eine Potentialänderungen ausgelöst (Transduktion), die an die Spinalganglienzellen, deren Axone den Hörnerv bilden, weitergeleitet werden (starke Divergenz, jede Haarzelle leitet Signal an etwa 10-30 Spinalganglien weiter), wo die ersten Aktionspotentiale der Hörbahn generiert werden. Es reicht bereits eine Auslenkung von 100 Picometer (100 Billionstel Meter), um ein elektrisches Signal zu erzeugen. |
| Kodierung der Signalfrequenz: Ortstheorie | welche Nervenfasern feuern. Die Haarzellen an unterschiedlichen Positionen der Basilarmembran reagieren auf unterschiedliche Frequenzen und aktivieren eine bestimmte Gruppe von Spinalganglienzellen. So wird die Frequenz (und damit die Tonhöhe) durch den Ort bestimmt, an dem die neuronale Antwort am stärksten ist. |
| Békésys Beobachtungen (Ortstheorie) | Die Haarzellen an unterschiedlichen Positionen der Basilarmembran reagieren auf unterschiedliche Frequenzen und aktivieren eine bestimmte Gruppe von Spinalganglienzellen. So wird die Frequenz (und damit die Tonhöhe) durch den Ort bestimmt, an dem die neuronale Antwort am stärksten ist. |
| Wanderwelle (békésy) | die am ovalen Fenster erzeugte Druckänderung in Form einer Wanderwelle breitet sich entlang der Membran aus („Peitschenschlag-Metapher“). Zudem beobachtete er, dass die Membran zum Apex hin immer breiter wird und an der Basis etwa 100 mal steifer ist als am Apex. |
| Chochleamodell (Békésy) | An diesem Modell untersuchte er den Verlauf der „Wanderwellen“ in Abhängigkeit der Stärke einer Druckveränderung. Er sah, dass die Membran an unterschiedlichen Stellen stärker, an anderen weniger stark schwang. Für jede Frequenz trug er eine sogenannte Hülkurve ab, die zeigt, wie stark die Membran an einer bestimmten Stelle entlang der Cochlea maximal schwingt. Dabei sieht man, dass der Punkt der maximalen Auslenkung stark davon abhängt, wie hoch die Frequenz der Schalldrucks war. Je höher die Frequenz, desto näher liegt der Punkt der maximalen Auslenkung an der Basis. In der Nähe dieses Punktes werden auch die Stereozilien der dort liegenden Haarzellen am stärksten ausgelenkt, wodurch deren Haarzellen stärker stimuliert werden und ihre Nervenfasern am stärksten feuern. |
| Belege für die Ortstheorie | • Mittels Elektroden an verschiedenen Stellen der Cochlea können de Antworten von Haarzellen auf verschiedene Frequenzen registriert werden. Die Ergebnisse stimmen mit der Ortstheorie überein, d.h. Haarzellen nahe des Apex stärker auf tiefe Frequenzen reagieren (→ tonotope Karte der Cochlea) • Nervenfasern im Hörnerv, die die Aktivität unterschiedlicher Orte an der Cochlea repräsentieren, antworten nur auf einen schmalen Frequenzbereich (→ Frequenz- Tuningkurven). Die charakteristische Frequenz dieses Neurons ist die Frequenz, für die das Neuron maximale Empfindlichkeit aufweist (d.h. Für diese Frequenz ist der geringste Schalldruck nötig, um relativ gesehen die höchste Feuerungsrate auszulösen). Generall geht einer Erhöhung des Schallintensität mit einer erhöhten Feuerungsrate einher (aber der Punkt der maximalen Auslenkung bleibt gleich!) |
| Probleme der Ortstheorie: | • die Feuerungsrate eines Neurons pro Sekunde ist eingeschränkt, so dass die Tonintesität nicht nur durch die Höhe dieser Feuerungsrate kodiert sein kann • die Kodierung der Länge eines Tones über die Dauer der neuronalen Antwort • die Kodierung der Frequenz eines Tones über den Ort der maximalen Feuerungsrate ist problematisch, da zu ungenau (Töne mit ähnlichen Frequenzen haben sehr ähnliche Hüllkurven). Psychophysische Experimente zeigen jedoch, dass Menschen (und Tiere) aber durchaus in der Lage sind, geringe Frequenzunterschiede zu erkennen (äußere Haarzellen bei lebendigen Lebewesen) |
| Basilarmembran als Frequenzanalysator | Bei der Darbietung eines komplexen Klangs feuern am stärksten die Neuronen mit einer charakteristischen Frequenz für die einzelnen Harmonischen dieses Klanges. Dies zeigt, dass unsere Basilarmembran im Grunde eine Fourieranalyse durchführt und das Schallwellengemisch in die einzelnen Frequenzen zerlegt. |
| Kodierung der Signalfrequenz: Zeittheorie | Alle beteiligten Neuronen feuern phasengekoppelt, d.h. In etwa immer dann, wenn die Sinusschwingung ein Maximum erreicht, aber nicht jedes Neuron feuert bei jedem Maximum. Da Neuronen in großen Gruppen feuern, entstehen so genannte Salven und der zeitliche Verlauf dieser Salven hängt von der Stimulusfrequenz ab und kann so diese kodieren. |
| Phasenkopplung auch "Volley-Prinzip" (Zeittheorie) | Bei höheren Frequenzen müssen Aktivierungsmuster mehrer Nervenfasern überlagert werden um die Frequenz des Tons abzubilden, da einzelne Nervenzellen nicht so hochfrequent feuern können (Refraktärzeit) |
| Zusammenwirken von inneren und äußeren Haarzellen | Druckschwankungen in der Cochlea -> Schwingung der Basilarmembran Innere Haarzellen: Auslenkung -> elektr.. SIgnale in den Nervenfasern des Hörnervs Äußere Haarzellen: Auslenkung der Stereozilien -> motile Antwort: Änderung der Lage von Haarzellen -> Mechanische Verstärkungswirkung auf die Basilarmembran -> Schwingung der Basilarmembran -> Antwort der inneren Haarzellen |
| Motile Antwort der äußeren Haarzellen | ermöglicht eine spezifische neuronale Kodierung sehr ähnlicher Frequenzen |
| Von der Cochlea zum Kortex – Überblick über die Hörbahn | Spiralganglien - Hörnervfaser - Nucleus chochlearis ventralis + obere Olive - lemniscus lateralis - colliculus inferior - CGM + auditorischer Cortex (Hörrinde) |
| Nucleus cochlearis und obere Olive | Verschaltung des Inputs der Signale beider Ohren) im Hirnstamm |
| Colliculus inferior im Mittelhirn | Zusätzliche Ableitung zum Colliculus superior und zum Kleinhirn |
| Auditive Areale im Kortex | Hierarchische Verarbeitung: A1 + Gebiete: tonotopisch organisiert, Neurone reagieren auf Schallereignisse. Weiterleitung in den Gürtel (sekundärer auditorischer Kortex) und den erweiterter Gürtel (assoziativer auditorischer Kortex), hier reagieren Neurone nur noch auf komplexe Schallereignisse (Klang, Stimmen, Rauschen) |
| „Was“- und „Wo“-Ströme des Hören | • „Was“-Strom (ventraler Strom) vom anterioren Teil des Kerngebietes und Gürtels zum präfrontalen Kortex → Identifikation von Schallereignissen • „Wo“-Strom (dorsaler Strom) vom posterioren Teil des Kerngebietes und Gürtels zum parietalen und präfrontalen Kortex → Lokalisation von Schallereignissen |
| Evidenz für die Was und Wo Ströme | • Neuronen im anterioren Teil von Kerngebiet und Gürtel antworten auf das Klangmuster, Neuronen im posterioren Teil auf die Position eines Reizes • Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren zeigten, dass Aufgaben zur Tonhöhenerkennung zu einer (stärkeren) Aktivierung im ventralen Hirnarealen führen, während Aufgaben zur Lokalisation eine (stärkere) Aktivierung in dorsalen Arealen bewirken • Ein Patient mit Schädigung im Temporallappen nach einer Kopfverletzung hat Probleme beim Wiedererkennen von Geräuschen, ein Patient mit Schädigungen im Parietal- und Frontallappen bei der Lokalisation von Geräuschen |
| Effekt der fehlenden Grundfrequenz | Die Entfernung der Grundfrequenz und aller unteren Harmonischen aus einem musikalischen Klang beeinflusst zwar die Klangfarbe, aber nicht die Tonhöhe! Entfernt man jedoch andere Harmonische, so dass sich eine neue Grundfrequenz zu ergeben scheint, ändert sich auch die Tonhöhe. → Offensichtlich berechnet unser auditives System die fehlenden Grundfrequenzen, wir nehmen also eine Art „virtuelle Tonhöhe“ wahr (auch, wenn einige der Obertöne einer Grundfrequenz auf zwei unterschiedliche Ohren dargeboten werden) → die virtuelle Tonhöhe wird frühstens in der oberen Olive berechnet (wahrscheinlich aber erst im auditiven Kortex) → Evidenz für einen zentralen Tonhöhenprozessor Diese Fähigkeit hilft uns häufig im Alltag: Telefone und günstige Kopfhörer bspw. sind häufig nicht in der Lage tiefe Grundfrequenzen wiederzugeben; dennoch können wir die korrespondierende Tonhöhe wahrnehmen. |
| Shepard Illusion | Man erhält den EIndruck der Ton wird immer höher in der Tonhöhe obwohl er immer wieder von vorne beginnt |
| Neuronale Plastizität | Wie der gesamte Kortex ist auch der auditorische Kortex erfahrungsabhängig. So können durch Training einzelne Areale im auditorischen Kortex vergrößert werden (zum Beispiel bei Klavierspielern die Areale, die aus Klaviertöne antworten). Der primäre auditorische Kortex ist tonotop organisiert, dass heißt bestimmte Frequenzen aktivieren bestimmte Gebiete. Die Gebiete können ebenfalls durch Training auf bestimmte Frequenzen abgestimmt werden und das bereits bei einem geringen Ausmaß von Training. |
| Interaurale Zeitdifferenz (ITD) | Wenn sich die Quelle eines Ton seitlich vom Kopf befindet, erreicht der Ton das der Quelle zugewandte Ohr als erstes und dann erst abgewandte Ohr. Ist die Quelle direkt vor dem Kopf, erreicht es beide Ohren gleich schnell |
| Interaurale Pegeldifferenz (ILD) | Die Schalldruckpegel, die das linke und rechte Ohr erreichen, können sich aufgrund der relativen Position der Schallquelle zu den beiden Ohren unterscheiden, weil der Kopf ein Hindernis für die Schallwelle darstellt und so die Intensität, die im abgewandten Ohr ankommt, geringer ist. Dies ist allerdings nur für hochfrequente Töne der Fall (über 1000 Herz) |
| Kopfbewegungen | Da ITD und ILD nicht immer eindeutige Informationen liefern, da sie für bestimmte Position identisch sind, muss durch das Bewegen des Kopfes verglichen werden, wie sich ITD und ILS verändern. |
| Binaurale Positionsreize (Schall erreicht beide Ohren) zur auditiven Lokalisatopn | Interaurale Zeitdifferenz Interaurale Pegeldifferenz, Kopfbewegungen |
| Monoaurale Positionsreize (auch beim Höre mit nur einem Ohr) | Kopfbezogene Übertragungsfunktion (HRTF) |
| Kopfbezogene Übertragungsfunktion (HRTF) | Bevor ein Schallreiz in den Gehörgang gelangt, wird er vom Kopf und innerhalb der Ohrmuschel reflektiert, so dass die Intensitäten mancher Frequenzen abgeschwächt oder erhöht werden. Dies kann durch Anbringen kleiner Mikrofone in den Ohren aufgenommen werden und individuelle Funktionen für beide Ohren berechnet werden, die anzeigen, welche Frequenzbereiche abgeschwächt oder verstärkt werden. Dies ist vor allem von der Position des Schallereignisses abhängig. |
| Pfeiler-Wellen-Analogie der ILD | Ist die Wellenlänge größer als die Kopfbreite (tiefe Töne) treten keine ILDs auf |
| Vertikale Lokalisation | ITD und ILD sind dafür unbrauchbar, da sie entweder keine Information liefern (wenn Quelle direkt vor dem Kopf) oder identisch sind, wenn die Höhe der Schallquelle variiert wird. Eine zentrale Rolle bei der vertikalen Lokalisation scheinen die verschiedenen Einfaltungen in der Ohrmuschel zu spielen, die den Schall reflektieren. Werden diese nämlich durch eine Silikoneinlage „geglättet“, ist es zunächst schwierig (unmöglich), die vertikale Position eines Schallereignisses zu bestimmen (Horizontale unverändert). Werden diese Einlagen jedoch länger getragen (19 Tage), verbessert sich auf die vertikale Lokalisationsleistung wieder, offenbar lernt man, mit den veränderten spektralen Reizen umzugehen. Wird dann die Einlage wieder entfernt, ist die gute Lokalisationsleistung weiterhin (nahezu) unverändert, was dafür spricht, dass das Erlernen der neuen spektralen Signale die neuronale Repräsentation der ursprünglichen nicht beeinträchtigt. |
| Regel des Verdeckens und Aufdeckens bei Scheinbewegungen | • Bei der oberen Punktesequenz (a) haben die Probanden den Wahrnehmungseindruck (b), wenn nur Punkte dargeboten werden • Fügt man jedoch ein zusätzliches Quadrat ein, resultiert der Wahrnehmungseindruck (c) |
| - Regel des kürzesten Weges | • Bei der oberen Darbietungssituation wird die Scheinbewegung des Punktes entlang der durchgezogenen Linie wahrgenommen |
| Isophone | Begriff aus der Psychoakustik und bezeichnet eine Kurve, die den Zusammenhang zw. der physikal. Lautstärkeeinheit Dezibel (dB) und der subj. Lautstärkeempfindung in Phon repräsentiert. Das menschliche Gehör ist für unterschiedliche Frequenzen unterschiedlich empfindlich. Bspw. müssen sehr tiefe und sehr hohe Töne mit einem stärkeren Schalldruckpegel dargeboten werden als Töne mittlerer Frequenz, damit sie genauso laut wahrgenommen werden. Alle Punkte, die auf einer I. liegen, haben den gleichen Phon-Wert. Phon ist damit ein Maß für die subj. empfundene Lautstärke. |
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