Lernen und Kognition

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1 Lernen und Kognition Wie wird Information aufgenommen, gespeichert und wieder abgerufen? Lernmechanismen Gedächtnis Mentale Repräsentation Kognitive Prozesse Formen des Lernens 1

2 FORMEN DES LERNENS Habituation (Verlust einer Reaktion durch Gewöhnung) Reaktionsdauer von 7 Fischen (Nannacara( anomala) ) auf fluchtauslösende sende Reize an aufeinanderfolgenden Versuchstagen 1. Habituation 2

3 Habituation Habituation und reizinduzierte ( ) Dishabituation bei einem auf Bewegungs- reize reagierenden Neuron 3

4 2. Klassische Konditionierung Ivan Pawlow s Nachweis der Funktionsweise von Dressur: Assoziative Verknüpfung von unbedingtem (= Futter) mit bedingtem (= Glocke) Reiz FORMEN DES LERNENS Klassische Konditionierung (assoziative Verknüpfung von unbedingtem und bedingtem Reiz führt f zu bedingter Reaktion) 4

5 Formen der klassischen Konditionierung Zeitliche Konditionierung Ratten werden in 30 sek Intervallen mit Futter konditioniert und verteilen ihre Aktivitäten ten entsprechend 5

6 Drei Phasen klassischer Konditionierung Der Lidschlagreflex von Kaninchen wird zuerst mit 100% Verstärkung rkung konditioniert (Lernphase (I)), dann mit unterschiedlichen Raten verstärkt rkt (Erhaltungsphase (II)), wonach er ohne Verstärkung rkung wieder verloren geht (Extinktionsphase( (III)) Zusätzliche Faktoren beeinflussen den Konditionierungserfolg Der Lidschlagreflex wird von jungen Kaninchen schneller erlernt als von alten 6

7 FORMEN DES LERNENS Operante Konditionierung (die richtige Handlung wird verstärkt; rkt; z.b. Versuch- und Irrtumslernen) Die Skinner-Box 7

8 Operante Konditionierung Die Handlungen, die gezeigt und verstärkt rkt werden, sind Kontext-spezifisch Operante Konditionierung Auch falsche Handlungen zeitigen Konditionierungserfolg (Baumfrosch versucht sich an Bombardierkäfer) 8

9 Operante und klassische Konditionierung im Vergleich FORMEN DES LERNENS: Latentes Lernen Auch ohne Erfolg lernen Tiere, verschiedene Stimuli oder Situationen miteinander zu assoziieren 9

10 FORMEN DES LERNENS Einsichtslernen (Problemlösung durch Überlegung, ohne Versuch- und Irrtumslernen oder Verstärkung) rkung) Einsichtslernen wird vor allem von Menschenaffen gezeigt Einsichtslernen Problemlösung durch Überlegen und Projektion in die Zukunft ( was wäre, wenn...) 10

11 FORMEN DES LERNENS Soziales Lernen (Übertragung von Leistungen zwischen Artgenossen) Blaumeisen lernen Milchflaschen zu öffnen durch Stimmungsübertragung, sowie örtliche und objektbezogene Verstärkung rkung Soziales Lernen Stimmungsübertragung (social( facilitation) Örtliche Verstärkung rkung (local( enhancement) Objektbezogene Verstärkung rkung (stimulus enhancement) Beobachtungskonditionierung (observational conditioning) Echte Imitation (Handlungsablauf wird kopiert) Ziel-Emulation (goal( emulation) Werkzeuggebrauch bei Spechtfink (Galapagos) und Schmutzgeier (Nordafrika) 11

12 Soziales Lernen spielt beim Erlernen des Werkzeuggebrauchs von Spechtfinken keine Rolle Im Expteriment erlernten Spechtfinken mit (durchgezogen) und ohne (strichliert( strichliert) ) Vorbild gleich schnell, Werkzeuge zu gebrauchen (Stadium 5) durch Versuch- und Irrtumslernen in einer sensiblen Periode. FORMEN DES LERNENS Prägung (lang-anhaltend, anhaltend, + irreversibel, an kritische Entwicklungsperiode gebunden) 1. Nachfolgeprägung gung: : Trainings- und Testapparat für f r HühnerH hner- und Entenküken ken 12

13 Prägung Prägungsexperimente zeigen, dass Merkmale in einer sensiblen Phase gelernt werden und nur bedingt reversibel sind (Nachfolge-, Sexual- und Habitatprägung) 2. Motorische Prägung gung: : die Gesangs- produktion folgt dem während w der Aufzucht anwesenden Vorbild 3. Sexuelle Prägung gung: : der Typus mög- licher Sexualpartner wird während w der Jugendentwicklung gelernt 13

14 Welche Faktoren beeinflussen die Lernleistung? Aufmerksamkeit Aktive Erkundung (Exploration) Lerndisposition (artspezifisch, angeboren) Generalisation (Übertragung auf neue Situationen) Nicht jede Leistungsverbesserung ist auf Lernen zurückzuführen: Reifung 14

15 Gedächtnis chtnis: Das Speichern von Lernergebnissen verändert das Zentralnervensystem Das Futterverstecken von Singvögeln geln führt f zur Vergrösserung ihres Hippocampus Erinnerung: Das Abrufen gespeicherter Lernergebnisse Der Zeitverlauf der Erinnerung: Bienen bevorzugen andressierten Duft immer zur selben Tageszeit - Erinnerung ist Kontext-spezifisch. 15

16 Episodisches Gedächtnis chtnis: Inhalt und Zeit gespeicherter Information werden miteinander verknüpft Im Experiment holen sich Blaubuschhäher her das von ihnen selbst versteckte Futter in Abhängigkeit seiner Verderblichkeit oder vom Zeitpunkt des Versteckens? Episodisches Gedächtnis bei Blaubuschhähern hern Wenn das attraktivere Futter nicht verdirbt, bevorzugen sie es im Test immer,, egal wann sie es versteckt haben. 16

17 Kognition: Information kann explizit ( Wissen( über etwas ) ) oder prozedural ( Satz von Anweisungen ) ) verarbeitet werden Ein Beispiel für f r explizites Wissen bei Tieren: Tauben erkennen Wasser auf Bildern in verschiedenen Abstraktionsformen (Tropfen, Fluss,, See...) Intelligenz : Die Fähigkeit, F bestimmte Aufgaben innerhalb begrenzter Zeit zu lösenl Tauben erkennen visuelle Muster gleich gut wie Menschen, sind dabei aber schneller und werden vom Drehwinkel nicht beeinflusst.. Wer ist intelligenter? 17