Das Kurzzeitgedächtnis

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1 Das Kurzzeitgedächtnis SS 2008 Zaunbauer-Womelsdorf, A. Chr. M. Überblick Kurzzeitgedächtnis (KZG) Historische Hintergründe zum KZG Theoretische Einbettung Gründe für die Unterscheidung eines KZG von anderen Gedächtnisspeichern Charakteristika des KZG Dauer Abruf 1 Überblick KZG 2 Kurzzeitgedächtnis und Mehrspeichermodell Historische Hintergründe zum KZG Entdeckung der begrenzten des KZG durch James Begriff des Primärgedächtnisses und Ebbinghaus Vergessenskurve vorbereitet KZG und LZG zunächst nur anhand neurologischer Strukturen und psychologischer Begrifflichkeiten unterschieden. Peterson und Peterson bahnbrechendes Experiment: KZG begrenzt und anfällig für Vergessensfehler, wenn kein Memorieren der Information möglich ist. 3 Historische Hintergründe zum KZG 4 Unterscheidung von Gedächtnisspeichern nach einer zeitlichen Dimension: Gründe dafür Introspektion Physiologische Untersuchungen (z.b. Fall H.M.: intaktes KZG, beeinträchtiges LZG) Primacy-Recency-Effekt Brown-Peterson-Paradigma Primacy- und Recency-Effekt Theoretische Einbettung 5 Theoretische Einbettung 6 1

2 Primacy- und Recency-Effekt Dauer Brown-Peterson-Paradigma: 1. VP liest eine Gruppe von 3 Buchstaben (z.b. CHJ) 2. Danach zählt VP in Dreierschritten von einer dreistelligen Zahl rückwärts. 3. Nach unterschiedlichen Zeitspannen ist die Buchstabengruppe aus dem Gedächtnis abzurufen Theoretische Einbettung 7 Dauer 8 Ein Beispiel FKT / usw. Dauer 9 Dauer 10 RHM / Dauer 11 Dauer 12 2

3 Bitte erinnern Sie die Buchstabenreihe! Ende des Versuchsdurchlaufs Dauer 13 Dauer 14 Ergebnisse aus dem Brown- Peterson-Paradigma Zusammenfassung Brown- Peterson-Paradigma Abrufmenge geht zurück, wenn Informationen nicht wiederholt werden dürfen Information ist wohl in einem Gedächtnis gespeichert, geht aber wieder verloren, wenn sie nicht wiederholt werden darf Dauer des KZG auf wenige Sekunden beschränkt (15-18 Sekunden) Kritik an B-P-Technik: Proaktive Interferenz Dauer 15 Dauer 16 Ein Beispiel Instruktion Kurzzeitgedächtnisspanne Sie werden nacheinander Zahlenreihen sehen. Die jeweils gezeigte Zahlenreihe lesen Sie sich einmal durch und merken sie sich. Sie verschwindet bald und Ihre Aufgabe ist es dann, die Ziffernfolge so gut wie möglich aufs Papier zu bringen. Fragen? Dauer

4

5 Ende des Versuchsdurchlaufs

6 Früheste Befunde von Sir William Hamilton (Murmelexperiment, 19. Jhdt.) Zahlenreihen von Jacobs (1887) Miller: Gedächtnismodell, in dem 7 +/-2 Informationseinheiten (z.b. Buchstaben) behalten Chunking: mehrere Buchstaben zu einem Wort verbunden erhöhen Behaltenskapazität DAXIBMARDUSA DAX IBM ARD USA [12 Einheiten] [4 Einheiten] Kurzzeitgedächtnis Chunking setzt voraus: Aktivierung von Informationen im LZG Experiment Bower & Springston (1970): Bedingung A: BM.. WFB.. ITH.. WIB.. M Bedingung B: BMW.. FBI.... THW.. IBM Beschränkung auf 7 Informationseinheiten, aber Dichte der Informationen in einer Einheit kann sehr variabel sein Methode zur Erinnerung von Binärzahlen (Mastersystem): Kurzzeitgedächtnis Kurzzeitgedächtnis = 65 ist nach dem Masterysystem = Schal Man merkt sich also 6 langweilige Binärzahlen einfach als einen gemütlichen Wollschal, den man vielleicht von seiner Oma bekommen hat. Dies z.b. mit Loci-Methode verbinden Hohe Gedächtniskapazität Geringe 7 +/- 2 Items Steigerung durch Chunking Beispiel Gedächtniskünstler mit Binärzahlen Kritik an einheitlicher Auffassung KZG: Allen Baddeley und Kollegen (ab 1974)

7 Arbeitsgedächtnis Ergebnisse Ausgangsfrage: Wenn das KZG als Arbeitsgedächtnis fungiert, muss bei voller sauslastung (z.b. Erinnern von Zahlenreihen) das gleichzeitige Verarbeiten anderer Informationen (z.b. logisches Denken) große Schwierigkeiten bereiten: Doppelaufgaben-Technik Arbeitsgedächtnis Arbeitsgedächtnis Befunde ABER: Die Vpn waren lediglich etwas langsamer Die Annahme eines einheitlichen Arbeitsbzw. Kurzzeitgedächtnisses war nicht mehr zu halten Zum Beispiel erwies sich das gleichzeitige Lösen zweier räumlicher Aufgaben als wesentlich anspruchsvoller, als wenn die Probanden eine räumliche und eine sprachliche Aufgabe gleichzeitig lösen mussten. Daraus schlossen die Autoren, dass verbale und visuelle Informationen in zwei verschiedenen Subsystemen verarbeitet werden Ein Beispiel Ein Beispiel WITZ, SUMME, SCHADEN, BUCHT, SPITZE Bitte wiederholen Sie die Wörter

8 Ein Beispiel Ein Beispiel UNIVERISTÄT, GELEGENHEIT, ALUMINIUM, KONSTITUTIONELL, AUDITORIUM Bitte wiederholen Sie die Wörter Befunde zum Arbeitsgedächtnis Im AG nur begrenzte Informationsmenge wiederholbar Aussprechen eines Wortes ist determinierender Faktor Wird das innere Wiederholen unterbunden, indem z.b. stets TAU TAU TAU wiederholt werden muss, so zeigt sich zwischen den Listen kein Unterschied Arbeitsgedächtnis Neue Prämisse: Arbeitsgedächtnis ein komplexes und flexibles System: Mehrsystemisches Arbeitsgedächtniskonzept Zentrale Exekutive Phonologische Schleife Visuell-Räumlicher Notizblock Arbeitsgedächtnismodell Arbeitsgedächtnis Zentrale Exekutive: Aufmerksamkeitsinstanz. Zentrales Steuersystem zur Verwaltung der Vorgänge im Arbeitsgedächtnis. Diese Leitzentrale soll Hilfssysteme haben, an die es weniger anspruchsvolle Aufgaben abdelegieren kann Phonologische Schleife (Phonologischer Speicher und artikulatorischer Kontrollprozesse) Visuell-räumlicher Notizblock Abbildung: Das working-memory-modell von Baddeley (1986, 1990)

9 AG-Spanne (24 : 6) + 4 = 9 FLUT (11 * 3) - 4 = 29 WALL im KZG??? Akustisch Visuell Semantisch

10 Akustische im KZG Akustische im KZG Experiment von R. Conrad (1963, 1964): Sequenzen von schwer und einfach zu diskriminierenden Items (6 Buchstaben), z.b. BGQTCDVP oder HWYKSMPR 1. Visuelle Präsentation von Sequenzen 2. Akustische Präsentation von Sequenzen mit Hintergrundrauschen Pro Buchstabe 0,75 Sekunden Reihenfolge der Items aus dem Gedächtnis abzurufen HINWEIS: Hohe Vertauschungsgefahr bei Buchstaben wie: T D, M N, S F im Englischen: C V, M N, S F, B P Geringe Vertauschungsgefahr z.b. bei H R, F D, T L, etc Akustische im KZG Analyse der Fehler: Fehler aufgrund des Klanges der Buchstaben, auch bei visueller Präsentation B häufig als P, S häufig als X abgerufen phonetisch gleiche Buchstaben wurden eher verwechselt Spricht für akustische im KZG Akustische im KZG: Experiment Di Mascio 1. BFNCST 2. XSNFBC Korrekte Widergabe der 1. Sequenz: 60 Ss (von 120) Korrekte Widergabe der 2. Sequenz: 16 Ss (von 120) im KZG Visuelle im KZG Experimente von Posner und Kollegen Akustisch Visuell Semantisch Posner und Kollgen gehen der Frage nach einem visuellen Kode im KZG nach: Buchstabenpaare präsentiert AA, Aa, AB, Ab Zweiter Buchstabe präsentiert: Simultan, 0.5 Sekunden, 1 Sekunde oder 2 Sekunden verzögert Beurteilung Gleichheit der Buchstaben

11 Visuelle im KZG Visuelle im KZG Reaktionszeitergebnisse zum Experiment von Posner und Kollegen (z.b. 1969): AA < Aa AA: Vergleich aufgrund äußerer/visueller Merkmale Aa: Vergleich aufgrund akustischer/verbaler Merkmale, dieser benötigt theoretisch mehr Zeit Vorteil nur für kurze Zeit gegeben. Aber Hinweis für visuelle Visuelle im KZG Experimente von Solso und Short (1979) Visuelle im KZG Untersucht wird, ob eine Parallelverarbeitung im KZG erfolgt: Präsentation (simultan oder zeitversetzt) Farben + Farbe Farbe + Farbname Farbe + Assoziation Beurteilung der Passung von Farbe und Farbe/Farbname/Farbassozitation 63 Reaktionszeit in Millisekunden Intervall in Millisekunden Farbe - Farbassoziation Farbe - Farbbezeichnung Farbe - Farbe 64 Zusammenfassung visuelle im KZG Parallelverarbeitung im KZG: Physikalischer Code, Namenscode und Assozitationscode Wahrgenommene Dinge zunächst zur ans Gedächtnis geleitet. Alle drei Codes aktiviert, aber unterschiedliche Stärke: Physikalischer Code bei Farben und Buchstaben anfänglich stark genug, um erfasst zu werden (bis 500 ms) Parallel dazu Namenscode initiiert (volle Stärke bei 500 ms) Parallel dazu Assoziationscode, nimmt erst nach 1500 ms an Stärke zu Farbreiz Visuelle im KZG: Aktivierung unterschiedlicher Codes Anfängliche Kopie Kognitiver Code Farbe Farbname (ROT) Farbassoziation (BLUT) Millisekunden 1500 Millisekunden

12 Akustisch Visuell Semantisch im KZG Semantische im KZG Können semantische/bedeutungshaltige Informationen im KZG repräsentiert werden? Experiment von Delos Wickens und Kollegen (1963) in einer Technik, die dem Brown-Peterson-Paradigma ähnelt: Semantische im KZG Ablauf: Gruppe von drei zusammenhängenden Items aus einer Kategorie (z.b. Hunde) geboten: Schwedischer Elchhund, Hühnerhund, Bulldogge Wiederholungsaufgabe Abrufphase Semantische im KZG Experimentalgruppe & Kontrollgruppe: Durchgang 1 (Kategorie Hunde) Durchgang 2 (Kategorie Hunde) Durchgang 3 (Kategorie Hunde) Experimentalgruppe Durchgang 4: Kategorie Blumen Kontrollgruppe Hunde Semantische im KZG Prozentsatz korrekter Antworten Berufe Fleischsorten Blumen Gemüse Kontrollgruppe Semantische im KZG: Kritik am Experiment von Wickens et al. (1963) Zeitspanne der Präsentation überschreitet KZG-Speicherzeit Aber: In Studie von Solso et al. (1987) lässt sich semantische Eigenart des KZG nachweisen: Durchgang

13 Semantische im KZG: Experiment von Solso, Heck & Mearns (1987) Präsentationsphase: (1.2 Sekunden pro Item) KUGEL MOND PLANET GLOBUS Abrufphase: War das jeweilige Wort vorhanden? MOND STAHL ERDE Semantische im KZG: Experiment von Solso, Heck & Mearns (1987) MOND mit großer Wahrscheinlichkeit als vorhanden eingeschätzt STAHL mit großer Wahrscheinlichkeit als nicht vorhanden eingeschätzt ABER: ERDE häufig als vorhanden eingeschätzt (Fehlidentifikation) Weil semantische Beziehung von ERDE zu den Wörtern der Gruppe: KUGEL, MOND, PLANET, GLOBUS Zusammenfassung semantische im KZG Semantische findet im KZG statt Grundsätzlich finden zwischen KZG und LZG Interaktionen statt Im KZG scheint eine Abstraktion oder ein Prototypenlernen stattzufinden Abruf aus dem KZG 3 Möglichkeiten des Abrufs aus dem KZG laut Sternberg: Parallele Suche (Gedächtnisinhalt als Ganzes abgetastet, alle Items gleichzeitig mit dem Testitem verglichen). Serielle Suche mit Abbruch (Items im KZG nacheinander abgetastet und jedes Einzelne mit dem Testitem verglichen. Stimmt ein Item mit dem Testitem überein Suche abgebrochen) Serielle Suche ohne Abbruch Items nacheinander einzeln mit dem Testitem verglichen. Ist letzteres gefunden, wird die Suche jedoch nicht abgebrochen, sondern bis zum Ende fortgesetzt. 75 Abruf 76 Abruf aus dem KZG Abruf aus dem KZG Sternbergparadigma Gedächtniszahlenreihe (1-2 Sek. pro Item) präsentiert: Gedächtnisreihe variiert von 1-6 Items 2 Sek. nach Präsentation Testziffer 6 Beurteilung, ob in Testreihe gewesen Mit der Anzahl der Ziffern steigt die Reaktionszeit linear an sequentiellen Abruf: des Reizes serieller Vergleich Binäre Entscheidung Planung der Reaktion Reaktion Abruf Linearer Zusammenhang zwischen Länge der Lernliste und Reaktionszeit kurze Liste = schnellere Reaktion lange Liste = langsame Reaktion d.h. Reaktionszeitzuwachs pro Item = konstant (40ms) Liste der Items sequentiell abgesucht und jedes Item einzeln geprüft, ob es mit dem Testitem identisch ist oder nicht Abruf 78 13

14 Abruf aus dem KZG Annahme: Bei parallelem Vergleich würde RZ bei negativen vs. positiven Durchgängen nicht ansteigen Bei sequentieller Suche ist für negative Durchgänge erst nach dem letzten Testitem eine Entscheidung (ob Item vorhanden war) möglich Für positive Durchgänge bereits, wenn Testitem gefunden wurde Position des Testitems in der Lernliste randomisiert. Bei konstanter Prüfzeit pro Item: bei positiven Durchgängen im Durchschnitt nur halb so viele Items zu prüfen wie bei negativen Reaktionszeitzuwachs bei positiven Testitems nur halb so groß wie bei negativen Abruf aus dem KZG ABER überraschend: Zuwachs von 40ms sowohl für positive als auch negative Durchgänge gefunden: Zuwachs bei beiden Fällen gleich groß Schlussfolgerung: Auch bei pos. Durchgängen wird Liste vollständig durchsucht und Entscheidung erst am Ende der Liste getroffen. Es findet eine sequentielle und erschöpfende Suche statt Abruf 79 Abruf 80 Abruf aus dem KZG Kritik an Sternbergs Annahme serieller exhausiver Suche: Übung führt zu automatisierter Zielsuche und damit parallele Suche (serieller Abruf nur bei ungeübten Personen) Items der ersten und letzten Position werden besser erinnert Kürzere RZ, wenn Testitem mehrmals in Reihe vorkommt (Wiederholungseffekte) Bekanntheitsgrad bestimmt die Art des Suchprozesses Abruf 81 Zusammenfassung KZG KZG eigener Speicher (u.a. aufgrund von physiolog. Studien) Dauer: Brown-Peterson-Technik: Sekunden : 7 +/-2, Chunking, AG-Modell : akustisch, visuell, semantisch Abruf: Sternberg-Paradigma: sequentiell und exhaustiv (Ausnahmen möglich!) Zusammenfassung KZG 82 14