Allgemeine Psychologie I

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Bonn 2017
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Question Answer
Kognition Prozesse, die zur Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe von Information durch den Organismus beitragen (Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Lernen, Gedächtnis, Denken, Urteilen, Problemlösen, Handeln, Sprache, Motorik, Bewusstsein)
Psychophysik Systematische Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Intensität externer physikalischer Reize (z.B. eines Gewichts oder eines Tons) und der subjektiven Empfindung WICHTIG: Weber, Fechner
Denkpsychologie der Würzburger Schule Forschung über Denken, Urteilen und Aufmerksamkeit mittels Introspektion
Gestaltpsychologie der Berliner Schule Forschung: Problemlösen und Wahrnehmung Erkennen von geometrischen Formen in Sinneseindrücken (Übersummativität: Das zu betrachtende Ganze erschließt sich nicht schon durch seine Einzelteile, wie z.B. eine Melodie)
Behaviorismus Beschränkung auf objektiv beobachtbares Verhalten und Reaktionen (Stimulus-Response (S-R) Umwandlungen)
Die kognitive Wende Mensch als Informationsverarbeitendes System (Computer-Metapher) ↓ Neurowissenschaft
Aktuelle Forschungsansätze der Allgemeinen Psychologie Experimentelle kognitive Psychologie Kognitive Neurowissenschaft Kognitive Neuropsychologie Computational Cognitive Science (kognitive Modellierung)
Experimentelle kognitive Psychologie Untersucht kognitive Prozesse wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis, und Problemlösen auf Verhaltensebene
Informationsverarbeitungsansatz Ursprünglich: Annahme serieller Verarbeitung, von reizgesteuerter ("bottom-up") Wahrnehmung eines Stimulus über dessen interne Verarbeitung bis hin zur Ausgabe (Antwort; Entscheidung; Handlung) Computer-Metapher Allerdings Wichtig auch ("top-down") Einflüsse von Erwartungen und Wissen Bedeutung von paralleler Verarbeitung von Reizen (besonders bei einfachen, geübten Tätigkeiten)
Konzept der Repräsentation Wissen, Objekte und andere externe Information wird intern repräsentiert Hypothetisches Konstrukt in der Beschreibung der Informationsverarbeitung
Kritik an der experimentellen kognitiven Psychologie Eingeschränkte externe Validität oder Allgemeingültigkeit von Labormessungen ("ecological validity") Aufgabenabhängigkeit von Ergebnissen ("paradigm specificity") Spezifität kognitiver Theorien hinsichtlich bestimmter Paradigmen und Teilgebiete der Kognition –keine umfassende Theorie der Wahrnehmung, Kognition und Motorik
Kognitive Neurowissenschaft Untersucht die neuronalen Mechanismen kognitiver Funktionen mittels EEG, PET, SPECT, fMRT, MEG, TMS
Kritik an der kognitiven Neurowissenschaft Bildgebende Verfahren (fMRT, PET, EEG) geben indirekte Maße neuronaler Aktivität Bildgebende Verfahren und molekulargenetische Assoziationsdesigns sind korrelationale Techniken (Bedeutung der TMS und der experimentellen Psychopharmakologie) Richtigkeit der funktionalen Spezialisierung (eine bestimmte Hirnregion ist für eine bestimmte kognitive, motorische oder perzeptuelle Funktion zuständig)? – moderne Phrenologie? (Evidenz für funktionale Spezialisierung in basalen Funktionen (z.B. visuelles System); weniger gültig für komplexe Funktionen (z.B. dorsolateralerPräfrontalkortex)) Eingeschränkte externe Validität (fMRT: laut, eng, dunkel, in Rückenlage)
Kognitive Neuropsychologie Untersucht die Auswirkung von erworbenen Hirnläsionen auf kognitive Prozesse --> erlaubt kausale Schlussfolgerungen zum Zusammenhang zwischen Hirnregionen und kognitiven Funktionen
Annahmen der Kognitiven Neuropsychologie Kognitive Modularität: Existenz unabhängiger, domänenspezifischer Module die eine bestimmte Funktion ausüben (z.B. Modul für Gesichtserkennung) Neuroanatomische Modularität: Jedes Modul ist in bestimmter Hirnregion verankert Gleichheit der funktionalen, kognitiven Architektur zwischen Individuen: Unterschiede im Zusammenspiel zwischen neuroanatomischen und kognitiven Modulen zwischen Individuen erschweren die Identifikation dieser Zusammenhänge Subtraktivitätsannahme: Läsionen können bestehende Module oder Verbindungen zwischen Modulen nur beschädigen oder entfernen, aber keine neuen hinzufügen
Kritik an der Kognitiven Neuropsychologie Annahme der Modularität Gute Evidenz für basale perzeptuelle Funktionen/Areale; umstritten für höhere Funktionen (z.B. exekutive Funktionen und Präfrontalcortex) Kompensatorische Strategien der Patienten können Defizite maskieren Hirnläsionen oft nicht auf ein Areal beschränkt
Kognitive Modellierung Modellierung von Aspekten der menschlichen Kognition mittels Computerprogramme Erlaubt die Spezifizierung einer Theorie und die Vorhersage von Verhalten in neuen experimentellen Situationen Bedeutung: kognitive Theorien oft nur verbal formuliert –Computermodelle erlauben datenbasierte Formulierungen und Vorhersagen
Stärken und Schwächen Kognitiver Modellierung Stärken: Erlauben präzise, mathematische Beschreibung und Vorhersage von kognitiven Prozessen Schwächen: Mitunter geringe neuronale Plausibilität Starke Vereinfachung der Komplexität der menschlichen Kognition (Nichtberücksichtigung verschiedener motivationaler und emotionaler Faktoren)
Kognition in der Psychotherapie Gedanken, Denkstrukturen, Schemata, Bewertungen, kognitive Verzerrungen ("bias"), Schlussfolgerungen werden bewusst gemacht, hinsichtlich ihrer Rationalität überprüft, und ggf. korrigiert
Wahrnehmung nicht 1:1 Abbildung der Umwelt, da: optische Täuschungen, "top-down"-Einflüsse der Erwartung oder des Gedächtnisses Einschränkung aufgrund der Rezeptorsysteme: nur ein kleiner Bereich der Lichtwellen wird vom menschlichen Auge wahrgenommen, Reiz muss Mindestintensität haben um wahrgenommen zu werden, Keine visuelle Wahrnehmung während Sakkaden
Wahrnehmungsprozess: Stimulus 1. Stimulus, Reiz 2. Distaler Reiz 3. Proximaler Reiz
Distaler Reiz Reizereignis in der externen, physikalischen Umwelt, z.B. Taschenlampe als Lichtquelle in der Dunkelheit: 1. Alle Reize in der Umwelt, die wir potenziell wahrnehmen können ("environmental stimulus") 2. Reiz im Fokus der Aufmerksamkeit ("attended stimulus")
Proximaler Reiz Reizabbild an den Sinnesorganen: Blick auf einen bestimmten Gegenstand in unserer externen, physikalischen Umwelt (z.B. ) erzeugt ein Abbild des Reizes auf unserer Retina (Schicht aus Rezeptorzellen im Auge)
Wahrnehmungsprozess: Elektrizität Wahrnehmung basiert auf elektrischen Signalen in unserem Nervensystem 1. Transduktion 2. Transmission 3. Verarbeitung
Transduktion = "Hindurchführung" Umwandlung einer Form von Energie in eine andere Form von Energie Auge: Lichtwellen werden in den Rezeptorzellen der Retina in elektrische Energie umgewandelt
Transmission = Übertragung Interaktionen zwischen Neuronen Übertragung elektrischer Signale vom Auge an das Gehirn
Verarbeitung = "neural processing" neuronale Verarbeitung des Signals im Gehirn
Wahrnehmungsprozess: Wahrnehmung & Handlung 1. Perzeption 2. Erkennen 3. Handeln
Perzeption Entstehung bewusster Wahrnehmung ("perception is conscious sensory experience")
Erkennen = "Recognition" Die Fähigkeit, Objekte zu erkennen ("Ich sehe eine Schere") und zu kategorisieren, so dass sie Bedeutung annehmen ("Ich kann mit einer Schere ein Stück Papier zerschneiden") Nicht dasselbe wie Wahrnehmung! (siehe Fallstudie Dr. P.)
Handeln Motorik und Okulomotorik Visuelle Wahrnehmung als Mittel zur erfolgreichen Navigation durch unsere Umwelt mit evolutionärer Bedeutung (Beute fangen, Raubtiere und Hindernisse vermeiden, Partnersuche)
Fallstudie Dr. P. (aus O. Sacks 1985 "The Man Who Mistook His Wife for a Hat") Dr. P., bekannter Musiker und Musiklehrer Anfänglich Probleme seine Schüler zu erkennen, wenn er sie sah, allerdings konnte er sie an ihren Stimmen erkennen, Später gestörte Wahrnehmung von Objekten (fing z.B. an mit einer Parkuhr oder einem Möbelstück zu sprechen) Blindheit und psychiatrische Probleme ausgeschlossen Untersuchungsergebnis: Visuelle Agnosie ("Seelenblindheit") aufgrund eines Gehirntumors, Intakte Wahrnehmung, aber gestörtes Erkennen von Objekten --> Trennung von Perception und Recognition
Experiment zur visuellen Wahrnehmung (Bugelski & Alampay, 1961) The "rat-man demonstration"
Experiment über die Identifizierung von Objekten im Kontext (Palmer, 1975) Zunächst Darbietung einer komplexen Szene (2000ms) , z.B. Küche Dann kurze Darbietung eines zu identifizierenden Reizes (20-120ms) 80% korrekte Antworten bei inhaltlich passenden Objekten (z.B. Brot) 40% korrekte Antworten bei nicht passenden Objekten (z.B. Briefkasten, Trommel)
Wahrnehmungsprozess: Wissen = jegliche Information, die der Mensch in die Wahrnehmungssituation mitbringt (z.B. erlerntes Vorwissen; vorhergehende Wahrnehmung; Einstellungen) Kann verschiedene Schritte des Wahrnehmungsprozesses beeinflussen Unterscheidung zwischen bottom-upund topdown Verarbeitung
Bottom-Up Verarbeitung = datenbasierte Verarbeitung, d.h. sensorischer Input führt zu Wissen Basiert auf physikalischen Reizen Anfangspunkt für visuelle Wahrnehmung: ohne Daten (Reize) keine Wahrnehmung
Top-Down Verarbeitung = wissens- und erwartungsbasierte Verarbeitung nicht bewusste Einflüsse auf sensorische Wahrnehmung
Psychophysik Beziehung zwischen physikalischem Reiz und Wahrnehmungseindruck Dieser Zusammenhang kann auf unterschiedliche Weise charakterisiert werden: beschreiben, erkennen, detektieren, vergleichen Untersuchen der: Absoluten Wahrnehmungsschwelle (Detektion von Reizen) Unterschiedsschwelle (Detektion von Reizunterschieden) Größeneinschätzung
Absolute Wahrnehmungsschwelle (Detektion von Reizen) Die physikalische Größe, ab der ein Reiz überhaupt erst wahrgenommen wird Zum Beispiel wird ein 1000Hz Sinuston erst ab einen Schalldruckpegel von ca. 4,5dB (SPL) wahrgenommen (s. Becker-Carus, 2004)
Unterschiedsschwelle (Detektion von Reizunterschieden) Der geringste Unterschied in der Intensität zweier physikalischer Reize, der gerade noch wahrgenommen wird
Methoden der Psychophysik 1. Grenzmethode ("method of limits") 2. Herstellungsmethode ("method of adjustment") 3. Konstanzmethode ("method of constant stimuli")
Grenzmethode Der/die Versuchsleiter/in regelt die Reizintensität in mehreren Durchgängen auf- und absteigend bis der Reiz wahrgenommen bzw. nicht mehr wahrgenommen wird. Die Wahrnehmungsschwelle ist der Mittelwert der Kreuzungspunkte.
Vorteile und Nachteile der Grenzmethode Vorteil: Zeiteffizient (wenige Durchgänge nötig) Nachteile: relativ aufwendiger Versuchsaufbau, Möglichkeit der Antworttendenzen durch Erwartung (Lösung: Startpunkt variieren)
Herstellungsmethode Die Versuchsperson reguliert die Intensität eines kontinuierlichen Reizes selbst, z.B. mittels eines Lautstärkereglers oder eines Leuchtdichtereglers. Die Versuchsperson erhöht bzw. senkt die Reizintensität bis der Reiz gerade bzw. nicht mehr wahrgenommen wird. Der Wert der Absolutschwelleerrechnet sich aus dem Mittelwert mehrerer Durchgänge. Versuchsperson muss also nicht mit "ja" oder "nein" auf einzelne Reizpräsentationen durch den Versuchsleiter antworten.
Vorteile und Nachteile der Herstellungsmethode Vorteile: leicht verständliche Instruktion einfacher Versuchsaufbau, leicht umsetzbar zeiteffizient (wenige Durchgänge nötig) Nachteile: geringe Kontrolle der Reizdarbietungen durch den Versuchsleiter anfällig für Antworttendenzen (z.B. die tendenz, in ein bestimmtes Antwortmuster zu verfallen)
Konstanzmethode Der/die Versuchsleiter/in präsentiert Reize mehrfach (mind. 10 mal) und in zufälliger Reihenfolge; diese sind sowohl deutlich über-bzw. unterschwellig als auch schwellennah und werden für jede Intensität mehrfach dargeboten. Die Versuchsperson antwortet mit "Ja" wenn ein Reiz wahrgenommen wurde. Die Detektionswahrscheinlichkeit wird gegen die Reizintensität aufgetragen. Die Wahrnehmungsschwelle ist die Reizintensität mit einer Detektionswahrscheinlichkeit von 50%.
Vorteile und Nachteile der Konstanzmethode Vorteile: Hohe Genauigkeit aufgrund mehrfacher Reizdarbietung, Zufällige Reizdarbietung reduziert das Problem der Antwortstrategien Nachteile: relativ zeitintensiv, da Reize mehrfach dargeboten werden müssen
Eben merklicher Unterschied (EMU) = Die geringste Veränderung in der Intensität eines physikalischen Stimulus, die gerade noch vom Menschen bemerkbar ist
Webersches Gesetz Standardgewicht R und eine Reihe von leichteren Vergleichsgewichten RV Eben merkliche Unterschied ∆R abhängig von der absoluten Größe des Standardgewichts k=konstant (Größe der Weber Konstante k abhängig von der Art des physikalischen Reizes: Gewicht: k=0,019 Lichtintensität: k=0,08 Schalldruck: k=0,088)
Fechner (1801-1887) Beschreibung der Beziehung zwischen physikalischer Reizstärke und psychischer Empfindungsstärke Entwicklung einer Skala der Empfindungsstärke physikalischer Reize
Fechners Empfindungsskala Grundgedanke: Quantifizierung der Empfindungsstärke anhand der Veränderungen der Intensität (∆S) in der physikalischen Skala Annahmen: Absolute Wahrnehmungsschwelle = Empfindungswert von 0 E(S0) = 0 EMU ist die kleinste Standardeinheit ("basicunit") der Empfindungsstärke (EMU als Maß der Erlebniseinheit des Geistes) Alle EMU stellen gleiche Intervalle im Anstieg in der Empfindungsstärke dar
Weber-Fechner-Gesetz
Weber-Fechner-Gesetz: Mögliche Anwendungen
Visuelle Wahrnehmung Wichtigste Sinnesmodalität des Menschen: Augen: 10.000.000 Bit/sec Ohren/Nase: 100.000 Bit/sec Ungefähr 50% des menschlichen Neocortex reagiert auf visuelle Reize Gut erforscht; Verfügbarkeit von Tiermodellen Wichtige Rolle auch im sozialen Kontext (z.B. Gesichtererkennung, Blickkontakt)
Licht Elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Länge Wellenlänge λ (Lambda): der kleinste Abstand zweier Punkte gleicher Phase einer Welle Nur ein Teil des Spektrums für den Menschen sichtbar: ca. 380-780nm
Aufbau des Auges
Cornea = Hornhaut der klare, von Tränenflüssigkeit benetzte vordere Teil des Auges
Iris = Regenbogenhaut reguliert durch Prozesse der Adaptation den Lichteinfall in das Augeninnere
Pupille natürliche Öffnung variabler Größe in der Iris lässt das Licht in das Augeninnere einfallen (verengt sich bei Helligkeit, weitet sich bei Dunkelheit; korreliert mit kognitiver Beanspruchung)
Linse klar, elastisch; bündelt das durch die Pupille einfallende Licht Veränderung der Linse durch Ziliarmuskel erlaubt Scharfeinstellung des Blicks (Akkomodation) --> bei nahen Objekten wird Linse dicker und runder (stärkere Brechung des Lichts) --> bei fernen Objekten wird Linse flacher und dünner (schwächere Brechung des Lichts)
Sclera = Lederhaut das Weiße des Auges
Limbus = "Rand, Umgrenzung" Übergang zwischen Cornea und Sclera (spielt wichtige Rolle in der Infrarot-Okulographie)
Retina = Netzhaut Struktur aus Zellschichten im posterioren (hinteren) Innenteil des Auges
Aufgaben der Retina Transduktion: Umwandlung von Lichtwellen in Nervenimpulse Photorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) im hintersten Teil des Auges enthalten Sehpigmente (Rhodopsin), die auf Licht reagieren und dadurch Rezeptorpotenziale auslösen – deren Amplituden der Lichtintensität entsprechen
Stäbchen ("rods) 120 Millionen hohe Lichtempfindlichkeit ermöglichen skotopisches Sehen: achromatische Farben weiß, grau, schwarz wichtig bei Dunkelheit ("nachts sind alle Katzen grau") hohe Konvergenz in der Peripherie der Retina
Zapfen ("cones") 6 Millionen ermöglichen photopisches Sehen: chromatische Farben wichtig bei guten Lichtverhältnissen hohe räumliche Auflösung geringe Konvergenz hauptsächlich in der Fovea centralis
"Konstruktionsfehler" im Auge Lage der Rezeptorzellen hinter anderen Zellschichten führt zu Verzerrung des Lichtsignals Lösung: Sehgrube mit geringerer Dichte an Axonen --> Fovea Centralis Verlassen der Axone der retinalen Ganglionzellen führt zu einer Stelle der Retina ohne Rezeptorzellen (Papilla nervi optici) und verursacht dadurch den sogenannten blinden Fleck (= Skotom) Lösung: Ausgleich des Informationsverlustes durch Filling In
Fovea Centralis = Sehgrube Bereich der höchsten Auflösung (des schärfsten Sehens) und der besten Farbverarbeitung in der Retina Sehgrube reduziert Verzerrung des Lichts durch anteriore Zellschichten und Axone Enthält nur Zapfen (ca. 50.000 Zapfen) Zusammenspiel von visueller Wahrnehmung und Okulomotorik (Augenbewegung): Blick wird so gesteuert, dass der Reiz im Fokus der Aufmerksamkeit in der Fovea centralis verarbeitet wird
Neuronale Verschaltung Verschaltung von Neuronen durch Freisetzung von Neurotransmitter
Aktionspotenzial Aktionspotential: vorübergehende (ca. 1ms) Veränderung des Membranpotentials eines Neurons von ihrem Ruhepotential (ca. -70mV)
Exzitatorische Neurotransmitter Exzitatorisch = erregend Freisetzung führt zu Depolarisierung des postsynaptischen Neurons – kann bei ausreichender Depolarisierung zu Aktionspotential führen
Inhibitorische Neurotransmitter Inhibitorisch = hemmend Freisetzung führt zu Hyperpolarisierung des postsynaptischen Neurons – verringert Wahrscheinlichkeit eines Aktionspotentials
Konvergenz bezeichnet in der Sinnesphysiologie die Stellung der Augen, bei der sich die Gesichtslinien vor den Augen schneiden Konsequenz: 1) Allgemein: Reduktion von Information zur erleichterten weiteren Verarbeitung 2) Auswirkung auf Empfindlichkeit und Spezifität
Konvergenz: Stäbchen und Zapfen Konvergenz: 126,000,000 Rezeptoren konvergieren auf 1,000,000 Ganglienzellen Aber: 120,000,000 Stäbchen vs. 6,000,000 Zapfen 120 Stäbchen --> 1 Ganglienzelle 6 Zapfen --> 1 Ganglienzelle (viele Zapfen in Fovea centralis projizieren 1:1) Ergebnis: Stäbchen = höhere Empfindlichkeit; Zapfen = erhöhte Sehschärfe und Detailwahrnehmung
Rezeptive Fläche = die Region eines Sinnesorgans, in der sich die Sensoren befinden --> Retina
Rezeptives Feld Bereich von Sinnesrezeptoren, der an ein einziges nachgeschaltetes Neuron Informationen weiterleitet
Zentrum-Umfeld-Antagonismus Viele rezeptive Felder lassen sich in ein Zentrum und ein Umfeld einteilen. Diese sind meist entgegengesetzt verschaltet. 1. On-Zentrum-Neurone: erregendes Zentrum und hemmendes Umfeld, d.h. Lichtreiz im Zentrum des rezeptiven Felds führt zu verstärktem Antwortverhalten der Zelle, Lichtreiz im Umfeld hemmt Antwortverhalten 2. Off-Zentrum-Neurone: hemmendes Zentrum und erregendes Umfeld
Chiasma opticum = Sehnervenkreuzung der beiden Hemisphären
Corpus geniculatum laterale Das Corpus geniculatum laterale enthält über den Tractus opticus visuelle Informationen (Bewegungs-, Farb- und Formenerkennung) eines Gesichtsfelds und leitet diese weiter zum visuellen Kortex.
Retinotopie in der Weitergabe von neuronaler Information von Retina über CGL bis V1 bleiben die räumlichen Lagebeziehungen erhalten --> bildgetreue Abbildung der Informationen aus der Retina im Kortex
Zelltypen im visuellen Kortex 1. Einfache Zellen 2. Komplexe Zellen 3. Hyperkomplexe Zellen
Einfache Zellen reagieren nur schwach auf punktförmige Lichtreize reagieren auf Lichtstreifen einer bestimmten Orientierung nebeneinander liegende erregende und hemmende Zonen on-centre und off-centre Zellen
Komplexe Zellen reagieren auf Lichtstreifen einer bestimmten Orientierung und bestimmter Bewegungsrichtung Keine klare Unterteilung in hemmende und erregende Zonen: Aktivierung im Wesentlichen unabhängig von Lage des Stimulus im rezeptiven Feld
Hyperkomplexe Zellen reagieren auf Balken, Winkel oder Ecken einer bestimmten Bewegungsrichtung und einer bestimmten Länge Reaktion auf einen langen Balken ist schwächer als die Reaktion auf einen kurzen Balken
Einfache Dissoziation = die, meist durch Ausfall einer isolierten kognitiven Funktion (Läsion) kenntlich gemachte, Auftrennung eines neurologischen Prozesses in Teilprozesse 1 Patient, Läsion führt zu Beeinträchtigung in Funktion X aber nicht Funktion Y Patientin D. F.: konnte Aufgabe, eine Karte in einen Schlitz zu stecken, nicht lösen; erst als man ihr sagte, sie solle die Karte "wie in einen Briefkasten" stecken, gelang es ihr. --> Schluss: zwei getrennte Fähigkeiten, eine Orientierung einzuschätzen (was D.F. nicht konnte) und andererseits eine Aktion visuell zu kontrollieren (was ihr gelang)
Doppelte Dissoziation ermöglicht den Nachweis der Unabhängigkeit von zwei verschiedenen Dissoziationen mittels zweier Patienten Fall: Läsion in Region A (P1) führt zu Beeinträchtigung in Funktion X aber nicht in Funktion Y, Läsion in Region B (P2) führt zu Beeinträchtigung in Funktion Y aber nicht in Funktion X
Dorsaler Pfad Weg der Verarbeitung von Informationen, die zur Lokalisation eines Gegenstandes dienen Läsion: Patient kann Objekt nicht ergreifen
Ventraler Pfad Weg der Verarbeitung von Informationen, die zum Erkennen eines Gegenstandes (Farbe, Form, Größe) dienen Läsion: s. Patientin D.F.
Bewegungswahrnehmung Evolutionäre Bedeutung: Entdecken von Gefahren und Beute Wahrnehmung der Bewegung von Objekten, Tieren und Menschen von Bedeutung für eigene Motorik (siehe z.B. glatte Augenfolgebewegungen; Antizipation bei Greifbewegungen)
Bewegung und Aufmerksamkeit Bewegung zieht Aufmerksamkeit an, erfordert keine bewusste visuelle Suche Funktion des dorsalen Pfads
Farbwahrnehmung Evolutionäre Bedeutung der Farbwahrnehmung z.B. Farbe des Bluts als Warnsignal; Erkennen von reifen Früchten Unterscheidung von ca. 7.000.000 Farbstufen
Farbwahrnehmung und Licht Wahrnehmung entsteht durch Licht, und Lichtwellen unterschiedlicher Länge erzeugen beim Beobachter unterschiedliche Farbeindrücke Objekte reflektieren Lichtgemisch verschiedener Wellenlängen
Dreifarbentheorie (Young-Helmholtz) menschl. Wahrnehmung beruht auf 3 Rezeptorsystemen, die unterschiedlich stark auf verschiedene Wellenlängen reagieren Alle für den Menschen wahrnehmbare Farbtöne lassen sich durch Kombination von Licht aus nur drei Wellenlängenbereichen erzeugen kurzwellig (blau) mittelwellig (grün) langwellig (rot)
Gegenfarbentheorie (Hering) Alle wahrnehmbaren Farben lassen sich im alltäglichen Sprachgebrauch durch 4 Farbempfindungen (rot, grün, gelb, blau) beschreiben. Die Farben rot/grün und gelb/blau sind Gegensatzpaare ("Gegenfarben"). --> Rot-Grün-Schwäche
Zweistufentheorie 1. Stufe: frühe Verarbeitung gemäß Dreifarbentheorie 2. Stufe: spätere Verarbeitung gemäß Gegenfarbentheorie
Studie zur Unaufmerksamkeitblindheit "Gorilla-Studie" (Simons & Chabris, 1999) zirkulierende Personen in einem Raum --> Aufgabe, Umkreisungen zu zählen --> Hälfte der Probanden nehmen Gorilla-Kostüm/Frau mit Regenschirm nicht wahr
Funktion der Aufmerksamkeit Unzählige Reize aller Modalitäten strömen ständig auf uns ein, Mehrheit nicht relevant --> Auswahl der für die derzeitige Aufgabe relevanten Inhalte Perzeptive Selektion: Auswahl (Selektion) bestimmter Inhalte und Deselektion anderer Inhalte Handlungssteuernde Selektion: die beachtete Information der Steuerung von kognitiven und motorischen Prozessen bereitzustellen Schutz vor Überfrachtung unserer Informationsverarbeitung (unseres Bewusstseins)
Reiz, Stimulus Zielreiz (target) Distraktor Hinweisreiz (cue)
Reizdauer Präsentationsdauer des Stimulus
Stimulus Onset Asynchrony (SOA) Zeitdauer zwischen Erscheinen des ersten Reizes und Erscheinen des zweiten Reizes
Inter-Stimulus Interval (ISI) reizfreies Intervall zwischen dem Verschwinden des ersten Reizes und dem Erscheinen des zweiten Reizes
Inter-Trial Interval (ITI) Intervall zwischen zwei Versuchsdurchgängen (z.B. leerer Bildschirm)
Reaktionszeit (RT) Zeitdauer (in ms) von Erscheinen des Reizes bis zu Reaktion (z.B. Tastendruck oder Blickbewegung) Grundannahme: Sequentielle Informationsverarbeitung bestehend aus Aufnahme (Input), Verarbeitung und Ausgabe (Output) --> Subtraktionsmethode
Subtraktionsmethode Schätzung der Dauer dieser Teilprozesse durch Konstruktion von Aufgaben, die nicht alle Schritte der Verarbeitung beinhalten 1. Auf einen Reiz muss mit einer Reaktion geantwortet werden (Einfachreaktion) --> Reaktionszeit 2. Verschiedenen Reizen sind unterschiedliche Reaktionen zugeordnet (Wahlreaktion) --> Reizidentifikation + Reaktionsauswahl + Reaktionszeit 3. Verschiedene Reize, von denen nur einem eine Reaktion zugeordnet ist --> Reizidentifikation + Reaktionszeit
Gestaltpsychologie: Figur-Grund-Trennung Organisation unserer Wahrnehmung in "Figur" und "Grund" Figur: vor dem Hintergrund befindlich, "dinghaft", in sich geschlossen, vollständig, hebt sich durch Kontur vom Hintergrund ab, besser erinnerbar Grund: unstrukturiert, ungeformt, unbestimmt, erstreckt sich auch hinter der Figur weiter --> Optische Täuschungen, Kipp-Figuren
Gestaltgesetz: Prägnanz Beim Gestaltgesetz der Prägnanz werden hauptsächlich Gestalten wahrgenommen, welche sich von anderen durch ein bestimmtes Merkmal abheben (also eine sogenannte Prägnanztendenz besitzen). Eine Figur wird demnach so wahrgenommen, dass sie in einer möglichst einfachen Struktur resultiert (="Gute Gestalt").
Gestaltgesetz: Nähe Elemente (Reize) mit geringem Abstand zueinander werden bevorzugt als zusammengehörig wahrgenommen
Gestaltgesetz: Geschlossenheit Die Tendenz, Einzelelemente zu Figuren zusammenzufassen, die eine sinnvolle Gestalt ergeben – dieser Faktor kann den Faktor der Nähe übertrumpfen
Gestaltgesetz: Ähnlichkeit Einander ähnliche Reizelemente werden bevorzugt als zusammengehörig wahrgenommen und gruppiert
Gestaltgesetz: Fortsetzung Wahrnehmung von Linien bestimmt durch den einfachsten Linienverlauf
Gestaltgesetz: Vertrautheit Elemente werden als eine Gestalt wahrgenommen, wenn ihre Gruppierung vertraut oder bedeutsam ist (z.B. Buchstaben, die zusammen ein sinnvolles Wort ergeben)
Gestaltgesetz: Gemeinsames Schicksal Elemente mit gleicher Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit werden als zusammengehörig wahrgenommen (z.B. Gruppe Radfahrer)
Selektive Aufmerksamkeit: Dichotisches Hören Unterschiedliche Nachrichten werden den beiden Ohren dargeboten Versuchsperson (VPN) ist aufgefordert eine der beiden Nachrichten nachzusprechen) --> Konzentration auf ein Ohr, Informationswiedergabe auf anderem nicht möglich
Selektive Aufmerksamkeit: Split-SpanParadigma Unterschiedliche Sequenzen von simultanen Ziffern oder Buchstabenpaaren beiden Ohren dargeboten VPN aufgefordert, Ziffern/Buchstaben wiederzugeben Ergebnis: Wiedergabe erfolgt bevorzugt nach Ohr und nicht nach Paar
Selektive Aufmerksamkeit: Psychologische Refraktärperiode (Welford, 1952) es werden zwei Reize nacheinander dargeboten --> serielle Verarbeitung, wodurch es zu einem Engpass kommt (bottleneck) --> zentrale Beschränkung des Verarbeitungssystems erst nach Verarbeitung des ersten Reizes, kann der zweite verarbeitet werden (beide Reize werden aber direkt sensorisch registriert) Reaktionszeit auf den zweiten Reiz hängt von dem zeitlichen Abstand zum ersten ab (SOA) bei kurzen SOAs ist die Reaktionszeit umso länger, je kürzer der Abstand
Selektive Aufmerksamkeit: Filtertheorie (Broadbent, 1958)
Selektive Aufmerksamkeit: Attenuationstheorie (Treisman, 1964) Stimulus durchläuft Hierarchie von Verarbeitungsstufen (physikalisches Reizmuster, Silbe, Wörter, etc.) Erreichtes Verarbeitungsniveau abhängig von verfügbarer Verarbeitungskapazität Reizselektion erfolgt früh aber flexibel
Selektive Aufmerksamkeit: Theorie später Selektion (Deutsch & Deutsch, 1963) Selektion erfolgt nicht früh, sondern spät, näher der Ausgabe des Systems (Reaktion, Verhalten) Alle Eingangsreize werden semantisch voll analysiert unabhängig davon, ob Aufmerksamkeit auf sie gerichtet wird oder nicht Weitere Verarbeitung (z.B. Überführung in Gedächtnis oder Generierung von Bewegung) nur für aktuell relevantesten Reiz (paralleler Prozess der Gewichtung nach Relevanz)
Ortsbasierte vis. Aufmerksamkeit: Spatial Cuing Task Zentral oder peripher dargebotener ortsbezogener Hinweisreiz gibt den Ort eines folgenden peripheren Zielreizes mit bestimmter Wahrscheinlichkeit (Validität) an Valider Hinweisreiz verringert die Reaktionszeit; invalider Hinweisreiz erhöht die Reaktionszeit
Ortsbasierte vis. Aufmerksamkeit: Eriksen Flanker Task Antwort auf einen zentral dargebotenen Zielreiz erfordert Peripher (flankierend) dargebotene inkongruente Distraktoren führen zu Erhöhung der RT im Vergleich zu kongruenten Distraktoren
Ortsbasierte vis. Aufmerksamkeit: Spotlight-Metapher Lichtkegel ist von konstanter Größe Aufmerksamkeit wird von einem Ort zu einem anderen in drei Schritten verlagert 1. "disengage": Loslösen der Aufmerksamkeit von einem Ort 2. "move": Bewegung des Lichtkegels zu einem anderen Ort 3. "engage": Bindung der Aufmerksamkeit an einen neuen Ort nach Bewegung Lenkung des Lichtkegels auf einen Ort erlaubt schnellere und gründlichere Verarbeitung der an diesem Ort befindlichen Reize
Ortsbasierte vis. Aufmerksamkeit: Aufmerksamkeit als zoom lense Aufmerksamkeit mit hoher Auflösung auf einen kleinen Bereich gerichtet (fokussiert) Aufmerksamkeit mit geringerer Auflösung auf größeren Bereich gerichtet (unfokussiert)
Exogene Aufmerksamkeitsorientierung reizgesteuert, reflexiv ("bottom-up") automatisch kurze Latenz transiente Aktivierung unabhängig von Zweitaufgabe
Endogene Aufmerksamkeitsorientierung intentional, willentlich ("top-down") kontrolliert kann durch Zweitaufgabe gestört werden
Rückkehrhemmung (Inhibition of Return) Hemmung (Inhibition) der Aufmerksamkeitsorientierung auf einen bereits beachteten Ort Gedächtnisgesteuerte, inhibitorische Markierung des Ortes ("been there, done that")
Visuelle Suche Finden eines Zielreizes in einer Gruppe von Distraktoren Parallele Suche (leicht): Zielreiz unterscheidet sich in einem Merkmal einer Dimension von Distraktoren = Merkmalssuche Serielle Suche (schwer): Zielreiz unterscheidet sich in einer Kombination von Merkmalen von Distraktoren = Konjunktionssuche jedes Objekt wird mit ortsbezogener, fokaler Aufmerksamkeit einzeln betrachtet ("bottleneck")
Merkmalsintegrationstheorie der visuellen Suche Objekt lässt sich als Kombination von Merkmalen beschreiben --> Verknüpfung erfordert selektive Aufmerksamkeit (Aufmerksamkeit als mentaler Klebstoff) Ähnliche Merkmale (z.B. rot oder blau) bilden Dimensionen (z.B. Farbe) Verschiedene Merkmale werden gruppiert
Determinanten geteilter Aufmerksamkeit (multi-tasking) Aufgabenähnlichkeit Übung Aufgabenschwierigkeit
multi-tasking: Aufgabenähnlichkeit Ähnliche Aufgaben erschweren Doppelaufgabenperformanz
multi-tasking: Übung Übung reduziert Task-Interferenzen, eliminiert sie aber nicht vollständig Verbesserungen kommen durch verringerte Anforderung an Aufmerksamkeitsressource
Do "Brain-Training" Programs Work? (Simons, 2016) Training (Faktor Übung) führt zu Verbesserungen in der geübten Aufgabe Weniger Evidenz für Verbesserungen in ähnlichen Aufgaben Wenig Evidenz für Verbesserungen in entfernter verwandten Aufgaben oder kognitiver Leistungsfähigkeit im Alltag
multi-tasking: Aufgabenschwierigkeit Leistung in Doppel-und Mehrfachaufgaben abhängig von der Schwierigkeit der Aufgaben Messung mittels 1. Performance-Resource-Function (PRF) 2. Performance-Operating-Characteristic-Curve (POC-Kurve)
Performance-Ressource-Funktion (PRF) Abbildung der Performanz (Leistung) in Abhängigkeit der verwendeten Ressourcen Wichtige Unterscheidung: 1. Ressourcenlimitierte Verarbeitung 2. Datenlimitierte Verarbeitung
Ressourcenlimitierte Verarbeitung verstärkter Einsatz von Ressourcen führt zu Verbesserung in der Leistung (z.B. erhöhter Krafteinsatz beim Fahrradfahren)
Datenlimitierte Verarbeitung weiterer Einsatz von Ressourcen führt zu keiner Verbesserung (z.B. verstärktes Drücken des Gaspedals, wenn es bereits voll durchgedrückt ist)
Performance-Operating-Characteristic-Curve (POC-Kurve) Abbildung der Performanz einer Aufgabe in Abhängigkeit der Leistung in der anderen Aufgabe Interaktion bei zwei ressourcenlimitierten Aufgaben: Leistungserhöhung in Aufgabe A führt zu Leistungsminderung in Aufgabe B (und umgekehrt) Verändert sich Leistung in Aufgabe A nicht in Abhängigkeit von Aufgabe B: Aufgabe A ist datenlimitiert Maximale Leistung in A und B bei gleichzeitiger Ausführung: Verwendung unterschiedlicher Ressourcen
multi-tasking: Theorien der Modularität Existenz mehrerer, spezialisierter Ressourcen oder Verarbeitungssubsysteme (Module) Kritischer Faktor: Aufgabenähnlichkeit Aus Interferenz kann geschlossen werden, dass beide Aufgaben die gleichen Subsysteme oder Ressourcen beanspruchen
multi-tasking: Theorien zentraler Kapazität Grundannahme: limitierte zentrale Verarbeitungskapazität Diese Kapazität kann flexibel verschiedenen Aufgaben zugewiesen werden Kritischer Faktor: Aufgabenschwierigkeit (Anforderung an Ressourcen) --> Interferenz entsteht, wenn die Kombination zweier oder mehrerer Aufgaben die Gesamtressourcen der zentralen Kapazität übersteigt
multi-tasking: Attention and Effort-Theory Aufmerksamkeit als limitierte Ressource: Ressource kann flexibel auf eine oder mehrere Aufgaben verwendet werden, "Schwierige" Aufgaben erfordern einen erhöhten Einsatz von effort Verfügbare Kapazität der Aufmerksamkeit auch abhängig von Erregungsniveau (arousal)
Automatische Verarbeitung laufen schnell ab führen nicht zu Minderung der Kapazität, die anderen Aufgaben zur Verfügung steht inflexibel (nur wenig modifizierbar) unvermeidbar (werden immer ausgelöst wenn ein bestimmter Reiz vorliegt) dem Bewusstsein nicht zugänglich
Kontrollierte Verarbeitung laufen langsam ab beanspruchen Kapazität, führen zu Interferenz flexibel, modifizierbar intentional, deliberat introspektiv zugänglich
Experimente mit automatischer und kontrollierter Verarbeitung Stroop-Aufgabe Automatisch: Farbwortlesen Kontrolliert: Wortfarbe benennen Antisakkaden-Aufgabe Automatisch: Sakkade (schnelle Augenbewegung) zu einem plötzlich erscheinenden Stimulus Kontrolliert: Sakkade in entgegengesetzte Richtung Konflikt erzeugt erhöhte Reaktionszeiten und Fehlerraten
Gedächtnis Fähigkeit, zu einem Zeitpunkt t Informationen aufzunehmen, zu enkodieren, zu speichern, sie gegebenenfalls weiter zu verarbeiten und sie zu einem Zeitpunkt t+x abzurufen
Gedächtnis: Methoden Präsentation mehrerer Items (z.B. eine Wortliste) zum Lernen mit anschließender Abrufaufgabe 1. Wiedererkennen (recognition) 2. freie Wiedergabe (free recall) 3. Wiedergabe in vorgegebener Reihenfolge (serial recall) 4. Wiedergabe mit Hinweisreizen (cued recall) 5. Gezielte Wiedergabe (probed recall) R-Antwort (remember): Erinnerung an Präsentation des Stimulus in der Lernphase, an Kontexte (z.B. Stimmung, Assoziationen) K-Antwort (know): Wissen, dass der Stimulus präsentiert wurde ohne Details der Lernphase zu erinnern
Sensorisches Register/Gedächtnis Information für wenige hundert Millisekunden gehalten --> "Brücke zwischen Wahrnehmung und Gedächtnis" Studie Sperling, 1960: 1. "Whole Report" (Gesamtbericht): gesamtes Display berichten 2. "Partial Report" (Teilbericht) mit akustischem Hinweisreiz: nach Darbietung des Tons eine bestimmte Zeile berichten
Kurzzeit- und Arbeitsgedächtnis primary memory bewusste, semantische Verarbeitung von Information; kapazitätslimitiert
Langzeitgedächtnis secondary memory große Mengen von Information für lange Zeit gespeichert
Langzeitgedächtnis: Systemorientierter Ansatz
Systemorientierter Ansatz: Deklarativ (verbalisierbar) Explizit Abfragbares Wissen (Episoden, Ereignisse, Fakten, Namen, Begriffe)
Deklaratives Gedächtnis: Episodisch Erinnerungen an persönlich erlebte Erfahrungen und ihre raum-zeitliche Einordnung Patienten mit retrograder Amnesie zeigen Beeinträchtigungen im episodischen Subsystem, jedoch geht semantisches Wissen weniger verloren durch häufigere Präsenz
Deklaratives Gedächtnis: Semantisch Wissen über die Welt (Fakten und Ereignisse) ohne raum-zeitliche Einordnung des Erlernprozesses
Systemorientierter Ansatz: Non-deklarativ (nicht verbalisierbar) implizit, unbewusst Priming-Effekte (Erfahrungsnachwirkungen) Erlernte Fertigkeiten (assoziatives Wissen)
Non-deklaratives Gedächtnis: Priming Prime: Art von Hinweisreiz Aktivierung von inhaltlichen Assoziationen durch Prime
Non-deklaratives Gedächtnis: Prozedurales Lernen Beispiel Sequenzlernen: Präsentation systematischer Reizreihenfolgen (z.B. Punkte am Bildschirm) auf die VPN mit motorischer Reaktion antwortet --> Verbesserung der RT nach mehreren Durchgängen
Langzeitgedächtnis: Prozessorientierter Ansatz Rolle der Verarbeitungstiefe Rolle der Prozesse bei Enkodierung und Abruf Kontexteffekte
Prozessorientierter Ansatz: Verarbeitungstiefe tiefere Verarbeitung eines Stimulus führt zur stärkeren Repräsentation im Gedächtnis Verarbeitungsebenen: 1. physikalische/perzeptuelle Merkmale 2. strukturelle Merkmale 3. Analyse der Bedeutung
Prozessorientierter Ansatz: Enkodierung und Abruf 1. Semantische Verarbeitung: passt ein Wort inhaltlich in einen Satz mit Lücke? 2. Phonologische Verarbeitung: reimt sich ein Wort auf ein anderes Wort? 3. Rekognitionstest: angeben welche Wörter in der Orientierungsaufgabe vorkamen 4. Reim-Wiedererkennenstest: angeben welche Wörter sich mit einem Wort aus der Orientierungsaufgabe reimen Im Rekognitionstest bessere Leistung nach semantischer Orientierungsaufgabe Im Reim-Wiedererkennenstest: bessere Leistung nach phonologischer Orientierungsaufgabe --> Nicht Tiefe der Verarbeitung sondern Grad der Überlappung von Prozessen bei Enkodierung und Abruf von Bedeutung (= "Transferangemessenheit der Verarbeitung")
Prozessorientierter Ansatz: Kontexteffekte Reize außerhalb der zu lernenden Stimuli spielen eine Rolle beim Lernen (physikalischer Kontext, Wahrnehmungskontext z.B. Gerüche, emotionaler Zustand) Prinzip der Enkodierungsspezifität: Leistung im Abruf aus dem Gedächtnis am höchsten, wenn Abruf im selben Kontext wie Enkodierung stattfindet (Vorstellung ebenfalls ausreichend) Beispiel: 1. Lernen von Wortlisten im (1) alkoholisierten oder (2) nüchternen Zustand 2. Abruf im (1) alkoholisierten oder (2) nüchternen Zustand 3. Ergebnis: beste Leistung bei nüchterner Enkodierung und nüchternem Abruf --> Bedeutung des zustandsabhängigen Erinnerns Anwendung: größere Genauigkeit von Zeugenaussagen wenn Zeugen sich Kontext der Tat detailreich vorstellen (auch irrelevante Details)
Vergessen Zwei Arten des Vergessens: (1) nach Wechsel zu neuer Karte wird die alte PIN erinnert --> proaktive Interferenz (2) beim Versuch die alte PIN abzurufen wird die neue erinnert --> retroaktive Interferenz
Vergessen: Proaktive Interferenz alte Information stört beim Abruf später gelernter Information
Vergessen: retroaktive Interferenz neue Information stört beim Abruf älterer Information
Gedächtsnistäuschungen erinnertes Ereignis stimmt nicht mit tatsächlich vorgelegenem Ereignis überein können Einsicht in die Funktion des Gedächtnisses geben
Primacy-Effekt früh dargebotene Items werden länger wiederholt (rehearsal)
Recency-Effekt spät dargebotene Items werden oft zuerst wiedergegeben, da noch im Kurzzeitgedächtnis
Ähnlichkeitseffekt KZS-Leistung für ähnlich klingende Buchstaben (c, t, e, b) schlechter als für unähnlich klingende Buchstaben (v, q, i, r)
Fallstudie H.M. (Scoville & Milner, 1957) Epilepsie, 1953 bilaterale Entfernung des medialen Temporallappens inkl. Hippocampus Anterograde Amnesie: Beeinträchtigung des Erwerbs neuer Gedächtnisinhalte im deklarativen LZS Normaler KZS: Wiedergabe von bis zu 6 Ziffern (siehe "magical number seven"; Miller 1956) Wichtige Evidenz für die Rolle des Hippocampus in der Konsolidierung neuer Gedächtnisspuren
Fallstudie K.F. (Shalice & Warrington, 1970) Läsion im linken Parietalkortex Stark beeinträchtigte KZS-Leistung Keine anterograde Amnesie: normale Erinnerungsleistung für früh gelernte Wörter in Wortliste
Kurzzeitspeicher nach Atkinson & Shiffrin (1968) Information im sensorischen Register zerfällt, wenn sie nicht in den Kurzzeitspeicher (KZS) überführt wird KZS hat limitierte Kapazität Information aus sensorischem Register wird seriell in KZS überführt; Auswahl unterliegt Aufmerksamkeitskontrolle durch die Person KZS hat verschiedene Unterteilungen: sprachlich, räumlich, etc. Im KZS: 1. Umwandlung von sensorischen zu kategorialen Repräsentationen (Beispiel: Striche werden zu Buchstaben) 2. (Bewusste) Wahrnehmungsinhalte werden durch Zugriff auf semantisches Gedächtnis Kategorien zugeordnet 3. Überführung in den Langzeitspeicher 4. Abruf von Information aus dem LZS durch Überführung in den KZS
Arbeitsgedächtnismodell nach Baddeley & Hitch (1986) Arbeitsgedächtnis: Information für kurze Zeit aktiv aufrechterhalten und damit dynamisch arbeiten Zentrale Rolle bei komplexen kognitiven Aufgaben (Planen, Problemlösen) Subsysteme: 1. Domänenunabhängige zentrale Exekutive 2. Modulare und voneinander unabhängige Sklavensysteme (phonologische Schleife, visuell-räumlicher Notizblock) 3. Episodischer Puffer
Phonologische Schleife (Baddeley & Hitch, 1986) 1. Passiver phonologischer Speicher: hält sprachliches Material für bis zu ca. 2 Sekunden, dann zerfällt es 2. kann durch Artikulationsprozess (rehearsal) länger aufrecht erhalten werden
Phonologischer Ähnlichkeitseffekt (Baddeley & Hitch, 1986) Schlechtere Wiedergabe bei kurzzeitiger Speicherung von ähnlich klingenden als unähnlich klingenden Buchstaben/Wörtern Ähnlichkeitseffekt auch bei visuell dargebotenen Buchstaben/Wörtern und bei benennbaren Bildern (Haus, Maus, etc.)
Wortlängeneffekt (Baddeley & Hitch, 1986) Wortspanne: Anzahl der Wörter, die sofort in richtiger Reihenfolge genannt werden können Geringer (schlechtere Leistung) bei längeren als bei kürzeren Wörtern, sowohl für visuell als auch auditiv dargebotene Wörter Wichtige Rolle des Artikulationsprozesses
Artikulatorische Suppression (Baddeley & Hitch, 1986) Artikulatorischer Kontrollprozess hält phonologisch kodierte Information für mehrere Sekunden aufrecht (rehearsal) --> Maximale Belegung des artikulatorischen Kontrollprozesses durch konstante Aussprache von einfachen Zahlen (1-8) oder Silben (bla, bla, bla), d.h. Unterbrechen des rehearsals --> Verschwinden des Wortlängeneffekts bei visuell dargebotenen Wörtern
Visuell-räumlicher Notizblock (Baddeley & Hitch, 1986) Hält visuelle (visual cache) und räumliche Information (inner scribe) für begrenzten Zeitraum
Episodischer Puffer (Baddeley & Hitch, 1986) Kurzzeitige, passive Speicherung von episodischem und multimodalem Material: Puffer zwischen Wahrnehmung, AG und LZS Erlaubt Bindung verschiedener Codes zu Informationseinheiten (chunks) Begrenzte Kapazität: vermutlich 4 Chunks
Zentrale Exekutive (Baddeley & Hitch, 1986) = kognitive Kontrolle im Arbeitsgedächtnissystem selbst keine Speicherkapazität Überwacht Sklavensysteme Exekutive Funktionen: überwacht Denkprozesse, greift in Situationen von Konflikt korrigierend ein Unterbindet automatische Handlungen wenn diese situationsunangepasst sind Gefordert wenn Handlung von Routine abweicht Planung komplexer Handlungssequenzen
Dysexekutives Syndrom nach Läsionen des Präfrontalkortex Verhaften an Routinetätigkeiten, geringe Flexibilität bei Reaktion auf Veränderungen in der Umwelt Extreme Ausprägung: Utilisationsverhalten (= ungehemmte, aber nicht zielgerichtete Benutzung eines Gegenstands)
Rolle des Präfrontalkortex anhand der Fallstudie Phineas Gage Durch Unfall bei Eisenbahnarbeiten erworbene Läsion im linken präfrontalen Kortex Intakte basale sensorische und motorische Fähigkeiten Beeinträchtigungen in der Kontrolle von nicht automatisierten Handlungen, in der Unterdrückung von automatischen oder unerwünschten Reaktionen und in der flexiblen Anpassung des Verhaltens an Veränderungen in der Umwelt --> ausgeprägtes impulsives, enthemmtes Verhalten
Problemlösen Überführen des Anfangszustands in den Zielzustand Überwinden von Hindernissen oder Barrieren (keine unmittelbare Umwandlung von A zu Z)
Gut definierte Probleme (well-defined) typischer experimenteller Versuchsaufbau: A und Z bekannt, z.B. defekte Glühbirne verhindert Anschalten einer Lampe
Schlecht definierte (offene) Probleme (ill-defined) im Alltag häufig A und/oder Z nicht bekannt, z.B. der Plan eine Website so zu verändern, dass sie von mehr Kunden genutzt wird
Semantisch reiche Probleme (knowledge-rich) Expertise-Forschung Problemlöser besitzt Vorwissen über Situation/Instruktion hinaus Wichtig: dasselbe Problem kann für zwei Personen semantisch arm oder reich sein (z.B. Reparatur eines Autos)
Semantisch arme Probleme (knowledge-lean) experimentelle Forschung Es besteht kein Vorwissen Wichtig: dasselbe Problem kann für zwei Personen semantisch arm oder reich sein (z.B. Reparatur eines Autos)
Transformationsprobleme A und Z gut definiert Problemlösen erfordert Sequenz von Handlungen oder Denkschritten um A in Z zu transformieren Die richtige Lösung muss unter Vielzahl von Möglichkeiten gefunden werden
Neuordnungsprobleme Generelle Beschreibung von Z sowie alle Problemelemente sind vorgegeben Elemente müssen neu geordnet werden um der generellen Beschreibung von Z zu entsprechen Beispiel: Anagramme
Induktionsprobleme Aus mehreren Beispielen oder Instanzen soll abstrakte Struktur erschlossen werden Struktur eines bekannten Problems soll auf neues Problem übertragen werden Beispiel: Analogieprobleme
Problemlösen in der Historik Würzburger Schule: Denkprozesse haben unanschaulichen Charakter Sinnliche Vorstellungen folgen dem Gedanken, nicht umgekehrt Das "Aha-Erlebnis"tritt nach dem Denkprozess auf Behaviorismus: Problemlösen bei Tieren (z.B. Katzen) --> Graduelles Lernen durch Versuch und Irrtum (trial and error), kein Aha-Erlebnis durch Einsicht Verstärkung zielführender Verhaltensweisen führt zu Reproduktion dieser entsprechenden Reaktionen Gestaltpsychologie: Ausgangszustand ist eine unbefriedigende Gestalt, das Ziel ist eine "gute Gestalt" --> Prozess der Überführung einer schlechten in eine gute Gestalt: Umstrukturierung --> produktives, nicht reproduktives Denken
Problemlösen in der Gestaltpsychologie: Schimpanse Sultan (Köhler, 1921) Schimpanse möchte Banane bekommen (schlechte Gestalt) Problem: Banane ist unerreichbar Wahrnehmung und Manipulation weiterer Objekte im Käfig gedankliches Probehandeln, Umstrukturierung der Elemente (Kisten aufeinander türmen) Einsicht Umsetzung und Erreichen der guten Gestalt
Phasen des kreativen Problemlösens (Wallas, 1926) Preparation/Vorbereitung: Sammeln von Information (Rohmaterial), Probehandeln, erste Versuche Inkubation: sich vom Problem entfernen, es beiseitelegen oder gar ignorieren (Unbewusstes beschäftigt sich weiter mit Problem) Illumination: plötzliche Einsicht (Aha-Erlebnis; Heureka-Erlebnis) Verifikation: Überprüfung der Richtigkeit der Lösung
Problemlösen in der Gestaltpsychologie: Funktionale Gebundenheit Vorwissen oft hilfreich beim Lösen von Problemen, kann aber auch stören Vorwissen führt zu mentaler Blockierung einem bekannten Gegenstand gegenüber durch Prinzip der funktionalen Gebundenheit (Kerzen-Problem)
Problemlösen im Informationsverarbeitungsparadigma: Problemraumtheorie Problemraum: Es gibt eine Vielzahl möglicher Zustände (d.h. Wege durch das Labyrinth) Die Gesamtheit der denkbaren, möglichen Zustände stellt den Problemraum dar (Mentale) Operatoren: (Mentale) Handlungen, die einen bestimmten Zustand in einen anderen Zustand transformieren (wenn..., dann...)
Stärken und Schwächen der Problemraumtheorie Stärken: Normativer und allgemeingültiger Ansatz Erlaubt es die Struktur von Problemen zu spezifizieren und die bestmögliche Lösung zu finden (s. Turm von Hanoi) Vergleich dieser optimalen Strategie mit dem Verhalten von VPN erlaubt die Bewertung der Strategien von VPN und die Entdeckung systematischer Abweichungen Schwächen: Geringe Anwendbarkeit im Alltag
Probleme und Heuristiken: Unterschiedsreduktion Verwendung des mentalen Operators, der zu einem Zustand führt, der dem Zielzustand möglichst ähnlich ist z.B. Annäherung im Labyrinth an die Position des Ausgangs; Höhengewinn beim Bergsteigen
Probleme und Heuristiken: Schleifenvermeidung Vermeidung von Zuständen, die bereits durchlaufen wurden
Probleme und Heuristiken: Mittel-Ziel-Analyse Errechnen des Unterschieds zwischen aktuellem Zustand und Zielzustand Erstellen eines Teilziels, das den Unterschied zwischen aktuellem Zustand und Zielzustand verringert Auswahl eines mentalen Operators, der das Teilziel erreichen lässt
Problemlösen: Neuronale Grundlagen Komplexe kognitive Fähigkeit im PFC Planung und Ausführung der Handlung über mehrere Sekunden/Minuten ausgedehnt Erfordert Rekrutierung und Koordination mehrerer kognitiver Prozesse --> Hinweis auf bedeutende Rolle der zentralen Exekutive gemäß Baddeley
Problemlösen: Präfrontaler Kortex Rolle in der Planung von komplexen Handlungen, Unterdrückung automatisierter und irrelevanter Reaktionen, Arbeitsgedächtnis, exekutive Funktionen Patienten mit PFC-Läsionen weisen Schwierigkeiten in der Turm-von-Hanoi-Aufgabe und ähnlichen Aufgaben auf - besonders in Situationen, in denen Heuristiken zu Schwierigkeiten führen
Motorik Fortbewegung Ortsveränderung (Lokomotion) Sprechmotorik Gestik und Gesichtsausdrücke Okulomotorik und Wahrnehmung Ausübung von zielgerichteten manuellen Bewegungen
Klassen von Bewegungen 1. Reflexe 2. Automatische Bewegungen 3. Willkürbewegungen
Reflexe Beispiele: Husten, Lidschlussreflex, Kniesehnenreflex, Greifreflex bei Neugeborenen Stereotype Bewegungsmuster Durch sensorische Stimuli ausgelöst Unwillkürlich (nur beschränkt durch den Willen beeinflussbar) Kurze Latenzen: 20-120ms Neuronale Steuerung: spinal, Hirnstamm
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