Allgemeine Psychologie I. Vorlesung 12. Prof. Dr. Björn Rasch, Cognitive Biopsychology and Methods University of Fribourg. Allg. 1 Björn Rasch Unifr

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1 Allgemeine Psychologie I Vorlesung 12 Prof. Dr. Björn Rasch, Cognitive Biopsychology and Methods University of Fribourg 1 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

2 Allgemeine Psychologie I Woche Datum Thema 1 FQ Einführung, Verteilung der Termine Einführung und Grundlagen Psychophysik Visuelle Wahrnehmung I Visuelle Wahrnehmung II Auditive Wahrnehmung Fällt aus - - (Allerheiligen) Schmerz, Geruch, Geschmack Aufmerksamkeit Aufmerksamkeit und exekutive Kontrolle Kurzzeitgedächtnis Langzeitgedächtnis Langzeitgedächtnis / Gedächtnis und Schlaf 12 Wiederholung und Fragen 2 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

3 Take-Home Messages Wahrnehmung ist ein Prozess, bei dem die sensorischen Informationen organisiert und interpretiert werden. Wahrnehmung ist abhängig von Lernerfahrungen, Kontext, Handlungszielen Eigenschaften der Wahrnehmung sind Begrenztheit, Selektivität, Konstruktivität, zeitliche Dauer, funktionale Korrektheit und Nützlichkeit, Kontextabhängkeit, Veränderbarkeit, Aktivität Modularität der Wahrnehmung Wahrnehmung ist ein informationsverarbeitendes System Erstellungen von internen Repräsentationen Repräsentationen können voneinander unabhängig sein Bsp.: ventraler vs. dorsaler Pfad 3 Björn Rasch, Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR

4 Ponzo Täuschung 4 Björn Rasch, Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR

5 Mögliche Prüfungsfragen Welche Aussage trifft zu? Die menschliche Wahrnehmung bildet die Realität 1:1 ab. Die menschliche Wahrnehmung ist begrenzt und selektiv. Wahrnehmung ist modular. Die visuelle Wahrnehmung funktioniert wie eine Kamera. Was legen visuelle Täuschungen wie z.b. die Ponzo-Illusion nahe? Die menschliche Wahrnehmung interpretiert die Realität im Sinne einer funktionalen Korrektheit und Nützlichkeit Die menschliche Wahrnehmung funktioniert nicht. Visuelle Täuschungen zeigen, wie intelligent das visuelle System mit mehrdeutigem Reizmaterial umgeht. Das visuelle Wahrnehmung ist unabhängig vom Kontext. 5 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

6 Take-Home Messages Eigenschaften der Wahrnehmung sind Begrenztheit, Selektivität, Konstruktivität, zeitliche Dauer, funktionale Nützlichkeit, Kontextabhängkeit, Veränderbarkeit, Aktivität Modularität der Wahrnehmung Wahrnehmung ist ein informationsverarbeitendes System Erstellungen von internen Repräsentationen Psychophysik Erfassung des Zusammenhangs zwischen Eigenschaften eines physikalischen Reizes und der subjektiven Wahrnehmung Weber sche Gesetz Unterschiedsschwellen stehen in einem konstanten Zusammenhang mit der Reizintensität (Weber sche Konstante) Steven sches Potenzgesetz Die Empfindungsstärke E ist eine Potenzfunktion der Reizintensität 6 Björn Rasch, Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR

7 Psychophysik Das Weber sche Gesetz Beispiel Gewichte Weber sche Gesetz: ΔR = k R mit k: Weber Konstante 7 Björn Rasch, Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR

8 Take-Home Messages Wahrnehmungen entstehen aus der Wechselwirkung zwischen vielen Neuronensystemen, die jeweils eine einfache Aufgabe ausführen. Die Verarbeitung beginnt in den mehrfachen neuronalen Schichten der Retina, anschließend übermitteln die 6 Mio. Zapfen und die 120 Mio. Stäbchen der Retina ihre Informationen über die bipolaren Zellen an die Ganglionzellen. Die Impulse wandern entlang der Axonen der Ganglionzellen, die den Sehnerv bilden, zum Thalamus und weiter zum visuellen Kortex. In der Sehrinde (primärer visueller Kortex, V1) reagieren Merkmalsdetektoren auf die besonderen Merkmale eines visuellen Reizes. Die übergeordneten Zellen eines höheren Niveaus führen diese gesammelten Daten zusammen, um sie dann in anderen Arealen des Kortex zu verarbeiten. Im dorsalen Strom wird räumliche Information verarbeitet, was für die Steuerung der Visuomotorik wichtig ist (Wo/Wie Strom). Im ventralen Strom wird v.a. Form und Farbe verarbeitet für die Wahrnehmung und Erkennung von Objekten (Was Strom). Wenn die sensorischen Signale die unterschiedlichen Verarbeitungsniveaus durchlaufen (bottom-up), werden sie von unseren Annahmen, Interessen und Erwartungen beeinflusst (topdown). 8 Björn Rasch Vorlesung Allg. Psychologie Uni FR

9 Retina (ca. 6 mio) amakrine Zelle (ca. 120 mio) 9 Björn Rasch Vorlesung Allg. Psychologie Uni FR

10 Vom Auge zum Kortex Informationen aus dem linken eigenen Gesichtsfeld werden von beiden Augen registriert, und im rechten visuellen Cortex verarbeitet Sehnerv (Axone der Ganglienzellen) Sehnerven-kreuzung (Chiasma opticum) Und umgekehrt kontra-laterale Verarbeitung Sehzentrum des Thalamus (Corpus geniculatum laterale, CGL) Tractus opticus Radiatio optica (Nach Frisby, 1979) Sehrinde (= striärer Cortex oder primärer visueller Cortex, V1) 10 All. Psychologie Rasch UniFr

11 Dorsaler und ventraler Strom (Aus Goldstein, 2008) 11 Björn Rasch Vorlesung Allg. Psychologie Uni FR

12 Take Home Messages Ohren nehmen Luftdruckveränderungen war Werden im Gehirn als Töne / Klänge / Geräusche kodiert Lautheit und Tonhöhe sind psychologische Eigenschaften Lautheit hängt von Amplitude ab, Tonhöhe von der Frequenz Aufbau des Hörsystems Aussenohr, Mittelohr, Innenohr Bewegungen der Haarzellen auf der Kochlea induziert Nervenimpulse, die in den auditorischen Cortex weiterleitet werden Kodierung ist Kombination aus Orts-und Frequenztheorie Ortstheorie: Gehirn interpretiert Töne durch stimulierten Ort auf der Basiliarmembran der Kochlea (hohe Töne) Frequenztheorie: Gehirn interpretiert Anzahl und die Frequenz der Nervenimpulse aus dem Hörnerv (tiefe Töne) Die auditorische Wahrnehmung ist konstruktiv Gesetze der Figurenerkennung 12 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR

13 Hörrinde (auditorischer Kortex) im Temporallappen 13 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR

14 Auditorischer Kortex 14 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR

15 Take Home Messages Selektive Aufmerksamkeit Fokussieren auf relevante Objekte / Objekteigenschaften Ausblenden irrelevanter Objekte / Objekteigenschaften Daueraufmerksamkeit (Vigilanz) Auf relevante Reize über einen längeren Zeitraum zu achten und reagieren Theorien der auditiven Aufmerksamkeit Filtertheorie (Bottleneck) vs. Theorie der späten Selektion vs. Dämpfungstheorie Aspekte der visuellen Aufmerksamkeit Attentional Spotlight Endogene vs. exogene Aufmerksamkeitssteuerung Objektbasierte Aufmerksamkeit Dimensionsbasierte visuelle Aufmerksamkeit Merkmalsintegrationstheorie vs. Theorie der gesteuerten Suche Visual Neglekt und Inattentional Blindness 15 Allg. Psychologie Rasch UniFr

16 Theorien der Aufmerksamkeit Zusammenfassung der Theorien Gazzaniga et al., Allg. Psychologie Rasch UniFr

17 Visuelle Suche Leichte Suche Distraktoren unterscheiden sich eindeutig in einem Merkmal (Farbe) Schwierige Suche Distraktoren unterscheiden sich eindeutig Suchzeit nimmt nicht mit Displaygrösse zu Parallele Suche Suchzeit nimmt mit Displaygrösse zu Serielle Suche Pop-Out 17 Allg. Psychologie Rasch UniFr

18 Take Home Messages Bindungsproblem (binding problem) Merkmalsintegrationstheorie vs. Synchronizitätshypothese Hemisphärenspezialisierung der Aufmerksamkeit Rechter parietaler Kortex für ortsbezogene Aufmerksamkeit Linker parietaler Kortex für objektbezogene Aufmerksamkeit Kapazitätsbegrenzung der Aufmerksamkeit Hypothese I: Alles-oder-nichts Verteilung der Aufmerksamkeit Hypothese II: Graduelle Kapazitäts-/Ressourcenverteilung Eine oder mehrere Aufmerksamkeitsressourcen? Automatisierte vs. kontrollierte Prozesse Beispiel Stroop Effekt Exekutive Kontrolle Umfasst u.a. planning, task shifting, inhibition und updating Durch-/Ausführung der exekutiven Kontrolle: lateraler PFC (BA 9/46) Konfliktdetektion: medialer PFC / ACC (BA 32/24) 18 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

19 Aufmerksamkeit und exekutive Kontrolle Exekutive Kontrolle Unterschiedliche kognitive Mechanismen Besonders wichtig, wenn Zielerreichung bei einer Handlung schwierig ist Neue Handlungen; Vermeidung von Fehlern; Kombination mehrerer Tätigkeiten Hemmung automatischer Handlung / Kontrolle von Impulsen Erreichung durch exekutive Kontrollprozesse Modell des Supervisory Attentional System (Norman & Shallice, 1986) 19 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

20 Take Home Messages Exekutive Kontrolle Umfasst u.a. planning, task shifiting, inhibition und updating Durch-/Ausführung der exekutiven Kontrolle: lateraler PFC (BA 9/46) Konfliktdetektion: medialer PFC / ACC (BA 32/24) Fähigkeit zur Selbstkontrolle ist eine begrenzte Rssource Ego-Depletion, Muskel-Metapher Prozess der Gedächtnisbildung Enkodierung, Speicherung, Abruf Gedächtnissysteme (Mehrspeichermodell) Sensorischen Kurzzeitgedächtnis, Kurzzeitgedächtnis, Langzeitgedächtnis Kurzzeitgedächtnis und Gedächtnisspanne Arbeitsgedächtnis Erweiterung des Konzepts des Kurzzeitgedächtnisses Modell von Baddely und Hitch (1974) Phonological loop visual-spatial sketchpad, central executive and episodic buffer 20 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

21 Das Mehrspeichermodell Das Mehrspeichermodell Atkinson & Shiffrin (1968) 21 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

22 Arbeitsgedächtnis Modell von Baddeley und Hitch (1974) Erweiterung von Baddeley (2000) 22 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

23 Take-Home Messages Arbeitsgedächtnis Erweiterung des Konzepts des Kurzzeitgedächtnisses Modell von Baddeley und Hitch (1974) Phonological loop, visual-spatial sketchpad, central executive and episodic buffer Artikulatorische Suppression, Mental rotation task, N-Back Task Langzeitgedächtnis Vergessenskurve (Ebbinghaus): Je länger das Behaltensintervall, um so mehr vergessen Enkodierungsprozesse Schematheorie: Güte der Enkodierung von Vorwissen / Integrationsmöglichkeit abhängig Levels of processing Ansatz: Tiefe der Enkodierung beeinflusst LZG Transferadäquate Verarbeitung, Generierungseffekt, Organisation 23 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

24 Enkodierungsprozesse Levels of Processing Theorie Craig & Tulving (1975) Speicherung im LZG abhängig von der Tiefe der Verarbeitung Je tiefer die Verarbeitung, desto besser die Erinnerung Beispiele Oberflächliche Verarbeitung: Ist das Wort gross geschrieben? HUND Oder: Wie viele Vokale hat das Wort Hund? Phonetische Verarbeitung: Reimt sich das Wort auf Tonne? Sonne Semantisch: Passt das Wort Gras in den folgenden Satz: Die Kuh kaute genüsslich das saftige... Ergebnisse: Oberfläche Verarbeitung: nur 20% von 60 Worten erinnert Phonetische Verarbeitung: nur 35% erinnert Semantische Verarbeitung: nur 65 % erinnert 24 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

25 Langzeitgedächtnis Lernkurve Abfrage nach 1 Woche Einfluss von Lernen und Abfrage Aktives Abfragen aller Wortpaar bei Wiederholungen für LZG essentiell!!!! Übung des Abrufs entscheidend für das Langzeitgedächtnis (passives) Wiederholen aller Wörter nicht notwendig Wiederholte (passive) Enkodierung der nicht gewussten Wortpaare ausreichend Alleiniges aktives Abfragen der nicht gewussten Wörter reicht nichts aus!!! 25 Typische Karteikartenmethoden mit zurücklegen nicht empfehlenswert Allg. 1 Björn Rasch Unifr

26 Take-Home Messages Gedächtnissysteme Deklaratives Gedächtnis: Episodisches Gedächtnis vs. Semantisches Gedächtnis Schnelle Enkodierung und (relativ) langes Erinnern, Enkodierung abhängig vom Hippokampus 2 Speicher Modell, Übergangsspeicherung (Hippokampus) und langfristiger Speicher (Neokortex) Non-deklaratives Gedächtnis Motorisch-prozedurales Gedächtnis, Priming, Klassische Konditionierung, Non-assoziatives Lernen Schwer verbalisierbar, Wissen drückt sich in Verhalten aus Enkodierung erfordert wiederholtes Üben, nach Wissenserwerb nur geringes Vergessen Enkodierung nicht vollständig vom Hippokampus abhängig Abrufprozesse im deklarativen Gedächtnis Free recall, cued recall und recognition Bei Wiederholung: Aktives Abrufen aller (!) Items entscheidend für langfristige Speicherung Kontexteffekte (State-dependent learning; Cue-specificity principle) Fehlleistungen des deklarativen Gedächtnisses Zerfall, Geistesabwesenheit, Blockierung, Fehlattribution, Beeinflussbarkeit, Verzerrung, Persistenz Schlaf verbessert die Gedächtniskonsolidierung 26 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

27 Gedächtnissysteme Hippokampus notwendig für Enkodierung Hippokampus nicht notwendig für Enkodierung 27 Björn Rasch Squire & Zola, 1996

28 Deklaratives Gedächtnis Patient H.M. ( ) Entfernung des medialen Temporallappen nach Epilepsie Enthält Hippokampus Starke anterorade Amnesie Kann keine neuen deklarativen Informationen lernen Alte Erinnerungen intakt Lernen von prozeduralen Inhalten weiterhin möglich Verbales Gedächtnis Uhr - Gabel

29 Deklaratives Gedächtnis Episodisches Gedächtnis makes it possible for a person to be consciously aware of an earlier experience in a certain situation at a certain time E. Tulving, 1993; S. 67 Enthält Inhalt + zeitlichen sowie räumlichen Kontext Schnell erlernbar und (relativ) lange gespeichert one-trial learning Bsp.: Erinnerung an den letzten Urlaub Semantisches Gedächtnis Nur Inhalt, ohne zeitlich / räumlichen Kontext Bsp.: Faktenwissen Was ist die Hauptstadt von Frankreich? Ernest Tulving 29 Prof. Dr. Björn Rasch

30 Deklaratives Gedächtnis Kontexteffekte (state-dependent learning) Räumlich-zeitlicher Kontext bei Enkodierung mit abgespeichert Teil der episodischen Gedächtnisspur Je stärker die Übereinstimmung von Enkodierungs-und Abrufkontext, desto besser der Abruf Encoding specificity principle (E. Tulving) Cues, die während der Enkodierung präsent waren, fördern Abruf aus episodischem Gedächtnis Kontext sehr breit definiert Räumlich-zeitlicher Kontext Blauer vs. roter Raum, Wasser vs. Land etc. Physiologischer Kontext Entspannt vs. Angestrengt, Betrunken etc. Emotionaler Kontext stimmungsabhängiges Gedächtnis (fröhlich vs. traurig) Kognitiver Kontext Lernen in zwei Sprachen Godden & Baddeley Allg. 1 Björn Rasch Unifr

31 Fehlleistungen des Gedächtnisses Die 7 Sünden des deklarativen Gedächtnisses (Schacter 2003) 31 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

32 Schlaf und Gedächtnis (Nicht prüfungsrelevant) 32 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

33 Schlaf und Gedächtnis Schlaf fördert die Konsolidierung von Gedächtnis. Konsolidierung: Speicherung / Stabilisierung der Gedächtnisspur Lernen Konsolidierung Abfrage 33 Prof. Dr. Björn Rasch

34 Schlaf Wach REM N1 N2 N3 N1 N2 SWS REM EOG Slow Wave Spindel REM EEG K-Komplex 34 Prof. Dr. Björn Rasch

35 Schlaf und Gedächtnis Jenkins & Dallenbach 1924, Am. J. Psychol. nach Rasch & Born, Physiol. Rev Björn Rasch

36 Schlaf und Gedächtnis Gedächtnisinhalte werden im Schlaf erneut reaktiviert Annahme: Spontane Reaktivierung im Tiefschlaf verbessert die Speicherung von Gedächtnisinhalten Integration vom kurzfristigen Speicher (Hippokampus) in den langfristigen Speicher im Neokortex Hypothese Verstärkte Reaktivierung von Gedächtnisinhalten im Tiefschlaf verbessert das Gedächtnis. Wie reaktiviert man Gedächtnisinhalte im Schlaf? 36 Allg. 1 Björn Rasch Unifr

37 Kontext-abhängiges Gedächtnis Lernen Konsolidierung Abfrage 37 Prof. Dr. Björn Rasch

38 Kontext-abhängiges Gedächtnis Lernen Konsolidierung Abfrage 38 Prof. Dr. Björn Rasch

39 Kontext-abhängiges Gedächtnis Lernen Konsolidierung Abfrage 39 Prof. Dr. Björn Rasch

40 Ablauf Lernen Schlaf Abfrage Geruch Geruch / Placebo Kein Geruch Rasch et al., Science, Prof. Dr. Björn Rasch

41 Lernen Rasch et al., Science, Prof. Dr. Björn Rasch

42 Abfrage Rasch et al., Science, Prof. Dr. Björn Rasch

43 Ergebnisse Reaktivierung im Tiefschlaf verstärkt das Gedächtnis. Geruch beim Lernen Kein Geruch beim Lernen recalled card pairs % *** % Placebo Geruch Odor 0 Placebo Geruch Odor 43 Prof. Dr. Björn Rasch

44 fmrt-experiment 44 Prof. Dr. Björn Rasch

45 fmrt-experiment Rasch & Born, Current Opinions in Neurobiology, Prof. Dr. Björn Rasch

46 Laufende Projekte Reaktivierung von gelernten Vokabeln Holländisch-Deutsch Schreiner & Rasch, under revision 46 Prof. Dr. Björn Rasch

47 Laufende Projekte Reaktivierung von Vokabeln verbessert das Vokabellernen Nur im Schlaf! Schreiner & Rasch, under revision 47 Prof. Dr. Björn Rasch

48 Frohe Weihnachten 48 Allg. 1 Björn Rasch Unifr