Theorien und Geschichte der Wahrnehmungspsychologie

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1 Theorien und Geschichte der Wahrnehmungspsychologie

2 Wahrnehmung wie gewinnen Menschen aus der Flut einströmender Information sinnvolle Erkenntnisse über die Realität? Geschichtliche Entwicklung - verknüpft mit Untersuchungsmethoden - Bsp.: Psychophysik neues Verständnis der Wahrnehmung & experimentelle Methode zu seiner Erforschung Information Umwelt Gehirn Handlung Mensch Umwelt Information Handlung

3 Platon ( v.u.z.) Was ist real? Vorstellung der Realität: Höhlengleichnis Materielle Welt nur ein Schatten Realität wird konstruiert Wahrnehmung = passiv nehmen nur das Abbild der Realität wahr nicht die Realität selbst Erkenntnis der Realität begrenzt

4 Sehen bei Platon Strahlen verschmelzen zu homogen Körper, der vom Objekt bis zum Auge reicht Bild kommt von außen homogener Körper erreicht die Seele SEHEN

5 Seele? Dualismus: Körper und Seele getrennt voneinander Geist Psyche Seele Materie Körper Leib Seele nicht Bestandteil des Körpers eigene, nicht-physikalische Substanz Realität kann über Wirkung auf die Seele indirekt erschlossen werden Fazit: Welt statisch Realität nicht greifbar Wahrnehmung passiv lässt Schluss über Realität zu Umwelt Gehirn

6 Aristoteles ( BC) Strahlen treten nicht aus Auge heraus! Es ist im Allgemeinen unvernünftig, anzunehmen, dass Sehen dadurch geschieht, dass irgendetwas aus dem Auge heraustritt, dass der Sehstrahl bis zu den Sternen reicht oder bis zu einem bestimmten Punkt geht und dann mit dem Objekt verschmilzt, wie manche glauben. Es wäre besser, anzunehmen, dass die Verschmelzung im Auge stattfindet. Aber auch das ist dumm: was bedeutet es, wenn Licht mit Licht verschmilzt? (Aristoteles, De sensu a6-438b2) physisches Medium, das Informationen zum Auge trägt Luft gerät in Schwingung Sinnesorgan empfängt Bewegung

7 Aristoteles ( BC) Strammvater der ökologisch orientierten Wahrnehmungstheorie kein Dualismus à la Platon Geist ist die Form des Körpers kann reale Welt erkennen nicht nur ihr Abbild Welt ist dynamisch können durch die W in Welt eingreifen Wahrnehmung = funktional Umwelt Gehirn richtet sich auf reale Dinge Handeln in der Welt

8 Mittelalter bis Descartes Euklid (ca BC): Optik & Perspektive Von Galen ( ): Sehen & Hören Abu Yusuf Ya qub ibn Ishaq Al-Kindi ( ): Geradlinigkeit visueller Strahlen Leon Battista Alberti ( ): perspektivisches Zeichnen Leonardo da Vinci ( ): Tiefenwirkung in Bildern Johannes Kepler ( ): Lichtbrechungstheorie für transparente gekrümmte Körper Reproduktion der Außenwelt auf der Netzhaut verkehrte NH-Bilder Auge selbst sieht nicht

9 Descartes ( ) alles Mystische aus der Wissenschaft verbannen alle Lebewesen funktionieren wie Maschinen Mensch besonders: hat Seele durch Körper zirkulieren Lebensgeister (esprit animal) Nervenfasern leiten Lebensgeister ins Gehirn Gehirn Sitz der Seele denkende Substanz getrennt vom Körper Cogito ergo sum Denken bestimmt die Existenz / Realität

10 Descartes Seele in Zirbeldrüse Seine Erkenntnisse beruhen auf 2 Feststellungen 1. Schmerz entsteht im Gehirn (Phantomschmerzen) 2. alles läuft in Zirbeldrüse zusammen naiver Realist: physiologische Korrelate im Gehirn Zustände im Gehirn spiegeln Außenwelt wider retinale Bilder werden auf Zirbeldrüse projiziert inkl. Fehler im Gehirn liegen idealisierte Bilder vor keine Gedächtnisprozesse beteiligt angeborene Strukturen

11 Bsp.: Erkennen von Tiefe 1. Akkommodation der Augen 2. Winkel zwischen Augen: > 60 m sind Augenachsen parallel können keine Entfernung über 60 m realistisch einschätzen Sonne u. Mond sehen gleich weit weg aus unser Wissen, dass beide unterschiedlich weit weg sind, ändert nichts an unserem Eindruck Unterscheidung zwischen Empfindung u. Wahrnehmung E = von den Sinnessystemen ausgehend W = bewusste Erfahrung

12 Empfindung & Wahrnehmung zwei Boote am Horizont führen zur gleichen Empfindung gleich viele Rezeptoren auf der Netzhaut werden erregt aber nur, wenn das Kleine näher ist Eindruck Wissen um tatsächliche Größe ändert nichts an unserem Eindruck / unserer Wahrnehmung Wenn Entfernung berücksichtig wird, kann Eindruck korrigiert werden

13 Empfindung & Wahrnehmung im Ames Room Empfindung = Wahrnehmung rechtes Mädchen ist größer Wenn Entfernung richtig erkannt würde Urteil ändern

14 Johannes Peter Müller ( ) Physiologie des Sehens retinales Bild wird von höherer Instanz betrachtet Homunculus-Theorie Aber: 1. Gehirn nimmt nicht Figur als Ganze wahr (Abdruck) 2. Erfahrung spielt für Wahrnehmung große Rolle (top-down Verarbeitung)

15 Gesetz der spezifischen Sinnesenergien 1. Das Sensorium ist sich nicht der äußeren Gegenstände bewusst, sondern nur der Zustände der Sinnesnerven. 2. Es gibt 5 spezifische neuronale Energien, je einen für die fünf Sinne. 3. Derselbe Reiz, der verschiedene Nerven erregt, lässt unterschiedliche Qualitäten entstehen, während unterschiedliche Reize, die denselben Nerven erregen, dieselbe Qualität entstehen lassen 4. Das Sensorium erhält deshalb korrekte Informationen über die Außenwelt, weil in der Regel nur bestimmte Nerven von bestimmten Gegenständen erregt werden. 5. Der Ort der Spezifität der Sinnesenergien liegt nicht am Rezeptor, sondern eher dort, wo die Leitungsbahn im Gehirn ändert.

16 Ernst Heinrich Weber ( ) Begründer der modernen Sinnesphysiologie Berechnung der Wahrnehmungsfähigkeit von Sinnessystemen kleinster merklicher Unterschied richtet sich nach der Größe des Standardreizes Weber sches Gesetz: k = I I Beschreibt Beziehung zwischen zwei Reizintensitäten im Sinne eines eben wahrnehmbaren Unterschieds Formel ermöglicht Vergleich zwischen verschiedenen Sinnessysteme, Lebewesen und Individuen

17 Gustav Fechner ( ) Begründer der experimentellen Sinnesphysiologie Webers Befund als Grundlage für Experimentiertechnik: Psychophysik Methoden zur Feststellung des KMU Weiterentwicklung Skala der Wahrnehmung beschreibt Beziehung zwischen Reizintensität und Empfindung E = k log I Empfindlichkeit E steht in logarithmischer Beziehung zur Reizintensität I entscheidender Schritt in Richtung auf eine eigenständige Wahrnehmungspsychologie

18 Hermann von Helmholtz ( ) Untersuchungen zur Leitgeschwindigkeit von Nerven, physiologischer Optik, Akustik, Zusammenhang von Sinnesreiz und Wahrnehmungsergebnis Nervenleitgeschwindigkeit Kein unmittelbare Reaktion des Körpers auf wahrnehmbare Ereignisse viele Verarbeitungsschritte zwischen Stimulation der Sinnesorgane und der W-Reaktion Farbwahrnehmung Young-Helmhotz-Theorie / Dreifarbentheorie

19 Unbewusste Schlüsse Information von Rezeptoren nicht ausreichend für korrektes Bild der Realität Sinnesinformation wird durch kognitive Prozesse ergänzt dafür spricht: 1. Unbewusste Schlüsse sind nicht revidierbar. 2. Unbewusste Schlüsse werden durch Erfahrungen gebildet. 3. Unbewusste Schlüssel sind induktiv ebenso wie bewusste.

20 Wilhelm Wundt ( ) Begründer der experimentellen Psychologie experimentelle Methode als Grundlage der Psychologie beobachtete Phänomene müssen in ihre Einzelteile zerlegt werden Stukturalismus Komponenten des menschl. Bewusstseins Methode: Introspektion komplexes Erleben setzt sich aus elementaren Empfindungen und Gefühlen zusammen Erleben = simultane und sukzessive Verkettung elementarer Prozesse

21 Gestaltschule Max Wertheimer, Wolfgang Köhler, Kurt Koffka Wie werden Sinnesempfindungen zu subjektiven Erfahrungen? Geräusche, Licht etc. nur Rohdaten der W. Rohdaten wird Sinn erst im Gehirn verliehen was ans Gehirn weitergeleitet wird, muss nicht unbedingt gleich sein mit dem, was in der Außenwelt tatsächlich vorliegt Reaktion auf Strukturalismus Bewusstsein lässt sich nicht in elementare Prozesse zerlegen

22 Max Wertheimer Max Wertheimer: Phi-Phänomen Wahrnehmung einer kontinuierlichen Bewegung nicht durch Strukturalismus erklärbar W keine Aufsummierung von elementaren Komponenten Wahrnehmung erfolgt "gestalthaft" und nicht "reizhaft", d.h. nicht elementarisch (Lück & Miller, 1999) Musik: nehmen Melodie wahr nicht einzelne Noten Das Ganze ist mehr als die Summer seiner Teile.

23 Organisationsleistung Ganzes entsteht durch aktive Organisationsleistung z.b. Gruppierung von zeitlich oder räumlich benachbarten Reizelementen Gestaltschließung durch elektrische Feldkräfte Regelwerk mehrerer Gestaltprinzipien Probleme: Gestaltprinzipen nicht generalisierbar (Kippfiguren) Wie wird konstante W erreicht? Wahrnehmung rein passiv

24 Wahrnehmungskonstanz & Bewegung trotz Veränderung des sensorischen Inputs haben wir konstante Wahrnehmung Formkonstanz Größenkonstanz Helligkeitskonstanz Keine Lösung durch Gestaltpsychologen!

25 James Gibson: moderne W-Psychologie Ökologischer Ansatz Mensch kein passiver Empfänger sensorischer Info sind aktive Informationssucher wie sortieren Menschen Muster (z.b. Melodien) aus Umweltinformationen? Muster = Invarianten konstante visuelle Muster in verändernden Fluss der Information Invarianten sind Rohdaten der Wahrnehmung um Invarianten zu finden aktive Suche erforderlich!

26 Invarianten & Wahrnehmungskonstanz Größenkonstanz Gegenstände in Zusammenhang mit Untergrund betrachten Größe der Säulen wird im Verhältnis zu den Fußwegplatten wahrgenommen. Invarianz: Verhältnis zwischen Säulen und Bodenplatten bleibt gleich. Die Beziehung zwischen Boden und Gegenstand bleibt invariant das gilt in der Realität und auch auf der Netzhaut.

27 Aktive Suche eingehende Information aktiv verändern dadurch verändert sich Reizinformationen nur so wir adäquate W erreicht Veränderung der Empfindungen macht W überhaupt erst möglich! Versuch zur aktiven Erforschung Erkennen von metallischen Plätzchenformen passiv: Form aufgelegt aktiv: Form ertastet Ertasten verändert die Empfindung auf der Haut Kontinuierliche Veränderung der sens. Info führt zu Entdeckung sens. Invarianten

28 Fazit Gibson Zusammenhang zwischen Wahrnehmen und aktiver Erforschung zeigt wie die visuelle Welt ohne kognitive Konstruktion auskommt. Informationen so reichhaltig, dass dies ausreicht, die reale Welt wahrzunehmen Wahrnehmung direkt (keine unbewusste Schlüsse) aber auch Erfahrung bedeutsam Ökologische Wahrnehmung

29 David Marr ( ) alle Prozesse sind Phänomene der Informationsverarbeitung Wahrnehmung als Prozess im Gehirn Gehirn = Computer Computer Theorie (computational theory) Fokus: visuelles System Vision (1982): Computer-Theorie des Sehens Wie geschieht Sehen im Gehirn? dafür 3 Erklärungsebenen

30 Erklärungsebenen 1. Berechnungstheorie Was ist das Ziel der Berechnung? Welche Strategie zur Durchführung? 2. Algorithmus Welche Form haben Eingangs- / Ausgangsdaten? Wie Transformation zwischen ihnen? Input: Licht? Output 3. Technische Realisierung Wie wird Berechnung/Algorithmus physikalisch und physiologisch umgesetzt?

31 Beispiel: Kontrastwahrnehmung Stufen der Informationsverarbeitung 1. retinales Bild Entwurf (primal sketch) Entwurf (2 ½ D-sketch) 4. 3-D-Modell (Punkte: Stärke der Erregung der Rezeptoren auf der Netzhaut) Licht = Helligkeitsverteilung retinales Erregungsmuster

32 Beispiel: Kontrastwahrnehmung 1. Entwurf: Rohwerte der Helligkeitsverteilung zeigt an, wo Helligkeitsunterschiede auftreten. 1. und 2. Ableitung wird gebildet enthält Konturen, Bewegung, Oberflächentextur, Schattierungen 2. Entwurf Bild aus 1. Entwurf mit binokulären Informationen kombiniert Tiefe und Orientierungsinformation 3-D-Modell genaue Tiefeninformation: Disparitäten beider Augen ausgewertet stabile Wahrnehmung

33 Erfolge & Kritik + - Konstruktion optischer Maschinen Neuroinformatik Interdisziplinäre Zusammenarbeit Unterscheidung zwischen wesentlichen und unwesentlichen Merkmalen Einbezug des Kontext Kategorisierungsleitung

34 Zussamenfassung Schwerpunktsetzung auf unterschiedliche Aspekte der Wahrnehmung Wahrnehmung als top-down bzw. bottom-up Prozess Bottom-up: reizgesteuerte Verarbeitung Top-down: Vorwissensgesteuerte Verarbeitung

35 Umwelt Handlung Gehirn Information