Klassisches Konditionieren

Transkript

1 Professur für Allgemeine Psychologie Vorlesung im WS 2013/14 Lernen und Gedächtnis Klassisches Konditionieren Prof. Dr. Thomas Goschke

2 Alltagsbeispiele Ein Lied im Radio Eine heiße Herdplatte Ein verdorbenes Fischgericht Ein paar Feuerwerkskracher 2

3 Überblick zum Klassischen Konditionieren Standardparadigma des Klassischen Konditionierens Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion, Spontanerholung, Disinhibtion, Rekonditionierung Varianten: Lidschlagkonditionierung und konditionierte emotionale Reaktionen Generalisierung und Diskrimination Was wird gelernt: S-R Lernen oder S-S Lernen? Was ist die konditionierte Reaktion? Kontiguität oder Kontingenz? Konditionierte Inhibition Blockierung und konfigurales Lernen Das Rescorla-Wagner-Modell Biologische Einschränkungen 3

4 Iwan Pawlow ( ) Sohn einer russischen Priesterfamilie Studium der Chemie und Physiologie in Petersburg Forschung über physiologische Prozesse, insbesondere des Verdauungssystems 1888 Entdeckung der Nerven, die die Bauchspeicheldrüse stimulieren 1904 Nobelpreis Medizin für seine Arbeiten zur Verdauung 4

5 Pawlows Hund 5 Zimbardo & Gerrig (2004)

6 Pawlows Versuchsaufbau 7 Zimbardo & Gerrig (2004)

7 Prinzip der klassischen Konditionierung 8 Zimbardo & Gerrig (2004)

8 Prinzip der Klassischen Konditionierung Vor der Konditionierung: NS Keine spezifische Reaktion Lernphase: NS US UR Nach der Konditionierung: CS CR 9

9 Klassisches Konditionieren Terminologie US: unkonditionierter (unbedingter) Stimulus löst Reaktion ohne vorheriges Lernen aus (z.b. Futter) UR: unkonditionierte (unbedingte) Reaktion durch den US ausgelöste Reaktion (z.b. Speicheln) CS: konditionierter (bedingter) Stimulus neutraler Reiz, der keine besondere Reaktion auslöst (höchstens Orientierungsreaktion) (z.b. Glocke) CR: konditionierte (bedingte) Reaktion durch CS nach dem Lernen ausgelöste Reaktion (z.b. Speicheln Glockenton) 10

10 Klassische Konditionierung ist ein phylogenetischer alter Lernmechanismus Duftkonditionierung bei Fliegen Meeresschnecke Aplysia Kiemenrückziehreflex bei Berührung ist klassisch konditionierbar Gluck et al. (2008). Learning and memory. Worth Publ. 12

11 Alltagsbeispiele für klassisches Konditionieren Auch menschliche Reaktionen lassen sich klassisch konditionieren Beispiele Konditionierte Furcht: Berühren einer heißen Herdplatte Konditionierte Geschmacksaversion: Sie essen ein verdorbenes Pilzrisotto und Ihnen wird entsetzlich übel Lidschlagreflex 13

12 Überblick zum Klassischen Konditionieren Standardparadigma des Klassischen Konditionierens Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion, Spontanerholung, Disinhibition und Rekonditionierung Varianten: Lidschlagkonditionierung und konditionierte emotionale Reaktionen Effekte der zeitlichen Relation zwischen CS und US Generalisierung und Diskrimination Was ist die konditionierte Reaktion? S-R Lernen oder S-S Lernen? Kontiguität oder Kontingenz? Konditionierte Inhibition Blockierung und konfigurale Cues Das Rescorla-Wagner-Modell Biologische Einschränkungen und angeborene Lerndispositionen 14

13 Speichelfluss nach dem CS Grundlegende Phänomene Lernverlauf (Akquisition) Versuchsdurchgänge 15

14 Speichelfluss nach dem CS Grundlegende Phänomene Löschung (Extinktion) Der CS wird wiederholt ohne den US dargeboten CS US CR CS CR CR wird zunehmend schwächer Lerndurchgänge (CS + US) Löschungsdurchgänge (CS allein)

15 Stärke der CR Pause (z.b. 1 Tag) Grundlegende Phänomene Spontanerholung CS+US Nur CS Nur CS 17 Lerndurchgänge Löschdurchgänge Spontanerholung

16 Grundlegende Phänomene Spontanerholung: Theoretische Erklärungen Inhibition (Konorski, 1948) Akquisition exzitatorische (CS US) Assoziation Extinktion inhibitorische Assoziation (CS US) Inhibitorische Assoziation zerfällt schneller mit Zeit Aufmerksamkeit Extinktion: Organismus lernt, dem CS keine Aufmerksamkeit mehr zu schenken Nach Pause erregt CS für kurze Zeit wieder Aufmerksamkeit Ambiguität (Capaldi, 1966) CS wird ein ambiger Reiz, der sowohl mit US und US assoziiert ist Ob der CS die CR auslöst oder nicht, hängt vom Kontext ab 19

17 Grundlegende Phänomene Disinhibition Akquisition CS US Keine spezifische Reaktion UR Konditionierte Reaktion CS CR Exktinktion CS CR Disinhibition CS CR NS 20

18 Grundlegende Phänomene Rekonditionierung Wird nach Extinktion der CS erneut mit dem US gepaart, wird die CR schneller erworben als bei der ursprünglichen Konditionierung Akquisition CS US Erwerb der CR UR Exktinktion CS CR 22 Rekonditionierung CS US Schnellerer Erwerb der CR UR

19 Weitere Evidenz, dass Extinktion nicht zur permanenten Löschung der CS-US-Assoziation führt Kontextabhängige Erneuerung (renewal) Wiederherstellung (reinstatement) nach erneuter Darbietung des US 23 Rudy, 2008, Neurobiology of learning and memory. Sinauer Ass.

20 Grundlegende Phänomene Schlussfolgerungen für das Konzept der Löschung Extinktion führt nicht zur Auslöschung der gelernten Assoziationen Spontanerholung Disinhibition Rekonditionierung Renewal und Reinstatement Mögliche Erklärung: Aufbau einer neuen Assoziationen (CS kein US) und Hemmung der ursprünglichen CS-US-Assoziation Erklärt warum z.b. konditionierte Furchtreaktionen nach Extinktion wieder auftauchen können (z.b. unter Stress) Der orbitofrontale Kortex scheint an der Hemmung konditionierter Furchtreaktionen beteiligt zu sein (LeDoux, 2000) 24 Rudy, 2008, Neurobiology of learning and memory. Sinauer Ass.

21 Überblick zum Klassischen Konditionieren Standardparadigma des Klassischen Konditionierens Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion, Spontanerholung, Disinhibition und Rekonditionierung Varianten: Lidschlagkonditionierung und konditionierte emotionale Reaktionen Effekte der zeitlichen Relation zwischen CS und US Generalisierung und Diskrimination Was ist die konditionierte Reaktion? S-R Lernen oder S-S Lernen? Kontiguität oder Kontingenz? Konditionierte Inhibition Blockierung und konfigurale Cues Das Rescorla-Wagner-Modell Biologische Einschränkungen und angeborene Lerndispositionen 25

22 Lidschlagkonditionierung Applikation eines schwachen Luftstoßes (US) auf das Auge löst eine Lidschlussreaktion (UR) aus Luftstoß wird mit einem Ton oder Lichtreiz als CS gepaart Nach einigen Paarungen löst der CS die CR (Lidschluss) aus 26 Gluck, Mercado and Myers: Learning and Memory Copyright 2008 by Worth Publishers

23 Akquisition und Extinktion der Lidschlagkonditionierung Moore & Gormezano (1961): Akquisition und Extinktion Gluck, Mercado and Myers: Learning and Memory, First Edition Copyright 2008 by Worth Publishers

24 30 Lidschlagkonditionierung bei 5 Monate alten Säuglingen

25 Ton Furchtkonditionierung Ton Stromschlag Ton Freezing 31

26 Konditionierte emotionale Reaktionen Prozedur 1. Ratte wird trainiert, Hebel zu drücken, um Futter zu bekommen 2. CS (Ton) für 2 min, unmittelbar gefolgt von US (leichter Stromstoß) 3. CS allein, während Ratten Hebel drücken können Konditionierte emotionale Reaktion Unterdrückung des aktuellen Verhaltens ( Einfrieren ) Suppressionsrate = (Reaktionen während CS) / (Reaktionen während CS + Basisrate) - 100/( ) = 0.5 (keine Suppression) - 50/(50+100) = 0.33 (teilweise Suppression) - 0/(0+100) = 0 (vollständige Suppression) 32

27 34 Konditionierte emotionale Reaktion

28 Konditionierte Furcht Emotionale Reaktionen (z.b. Angst) können über klass. Kond. mit neutralen Reizen assoziiert werden Klassisches Experiment von Watson & Rayner (1920): "kleiner Albert" Nach heutigen Standards ethisch fragwürdig! 35

29 Konditionierte Furchtreaktionen Der kleine Albert (Watson und Rayner, 1920) Der kleine Albert: 9 Monate alter Säugling Albert zeigte keine Angst vor Ratten (NS) Albert zeigte Furchtreaktion bei lautem Geräusch (Schlag auf Eisenstange) (US) Konditionierung: weiße Ratte (CS) + Krach (US) Nach 2 Paarungen wollte Albert die Ratte nicht mehr anfassen nach 7 Paarungen starke Angstreaktion auf die Ratte (Albert schreit, versucht wegzukrabbeln) (= CR) Angstreaktion generalisierte auf einen Hasen, einen Hund, eine Nikolausmaske, einen Pelzmantel Angstreaktion auch noch nach 1 Monat 36

30 Konditionierte emotionale Reaktionen Konditionierung der elektrodermalen Reaktion Lernphase Unerwarteter lauter Ton 37

31 Konditionierte emotionale Reaktionen Konditionierung der elektrodermalen Reaktion Testphase Erhöhte elektrodermale Reaktion (Aktivität d. Schweiss- Drüsen) = Indikator für körperliche Erregung (feuchte Hände) 38 Bechara et al., 1995, Science, 269, )

32 Die Amygdala (Mandelkern) ist an klassischen Furchtkonditionierung beteiligt Amygdala Hippokampus 39

33 Einige Kerne und Verbindungen der Amygdala 40

34 Zentraler Kern der Amygdala hat efferente Verbindungen zu subkortikalen Zentren, die an der Steuerung autonomer u. endokriner Reaktionen beteiligt sind Amygdala vermittelt Assoziation sensorischer Reize mit autonomen Reaktionen 41

35 Patienten mit einer Läsion der Amygdala zeigen keine konditionierte Furchtreaktion mehr 42 Bechara et al., 1995, Science, 269, )