Allgemeine Psychologie I Vorlesung 3 Prof. Dr. Björn Rasch, Cognitive Biopsychology and Methods University of Fribourg 1
Allgemeine Psychologie I Woche Datum Thema 1 FQ 20.2.13 Einführung, Verteilung der Termine 1 24.9.13 Einführung und Grundlagen 2 2.10.13 Wahrnehmung 3 9.10.13 Psychophysik 4 16.10.13 Visuelle Wahrnehmung I 5 23.10.13 Visuelle Wahrnehmung II 6 30.10.13 Auditive Wahrnehmung 7 6.11.13 Schmerz, Geruch, Geschmack 8 13.11.13 Aufmerksamkeit 9 20.11.13 Exekutive Kontrolle 27.11.13 ---- Fällt aus ----- 10 4.12.13 Arbeitsgedächtnis 11 11.12.13 Langzeitgedächtnis I 12 18.12.13 Langzeitgedächtnis II 2
Klausur: Beispielfragen 3
Wahrnehmung Verarbeitung Reizinformationen werden intern verarbeitet Bottom-up Prozess: Datengeleitet, von den Daten her kommend Merkmale eines Musters für komplexe Wahrnehmungsleistung genutzt Im Gedächtnis verfügbare Informationen nicht genutzt Schnelle Verarbeitung (ca. 200 ms) Top-down Prozess Verarbeitung von im Gedächtnis vorhandenen Informationen beeinflusst Bsp.: Scheinkonturen Extrem Beispiel Visuelle Vorstellung bei geschlossenen Augen 4
Klausur: Beispielfragen 5
Wahrnehmung Dorsaler vs. ventraler Pfad der Wahrnehmung Dorsaler Pfad: Visuelle Handlungssteuerung Dorsal: rückenwärts, zum Rücken hin Ventraler Pfad: Objekterkennung Ventral: bauchwärts, zum Bauch hin (grösstenteils) unabhängige Repräsentationen https://www.youtube.com/watch?v=za-_ourkqw4 Milner & Goodale (1995) 6
Definition Psychophysik: Erfassung des Zusammenhangs zwischen Eigenschaften eines physikalischen Reizes und der subjektiven Wahrnehmung Auch in Verbindung mit neurowissenschaftlichen Methoden Klassische Psychophysik Methodeninventar zur Erfassung von Wahrnehmungsschwellen 7
Ernst Heinrich Weber (1795-1878) Wichtigster Vorläufer Experimente zur Hautsensibilität Entdeckung des Webergesetzes Gustav Theodor Fechner (1801-1877) Begründer der Psychophysik Webergesetz, Fechnergesetz Innere und äussere Psychophysik 8
Sinne als Messinstrumente 9
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Wahrnehmungsschwellen Übergang von einer perzeptiven Erfahrung zu einer anderen als Resultat einer minimalen Änderung des physikalischen Reizes Beispiele: Welchen Abstand müssen zwei Druckreize haben, um sie als zwei Berührungen wahrzunehmen? In welchem zeitlichen Abstand müssen zwei Töne präsentiert werden, um sie als zwei Töne wahrzunehmen? Wie schnell muss sich ein Reiz bewegen, damit seine Bewegung wahrgenommen wird? Absolutschwelle Geringste Intensität eines Reizes für bewusste Wahrnehmung Unterschiedsschwelle Minimale Änderung des Reizes, die bewusst wahrgenommen wird 11
Schwellen sind nicht in jeder Situation gleich Hörschwellen: Unterschiede zwischen Individuen / mit dem Alter Abhängig von situativen Variablen Müdigkeit, Motivation, Ablenkung, Drogen etc. Lage der Schwelle schwankt Psychometrische Funktion Schwelle: 50% der Reize wahrgenommen, 12
Ist Wahrnehmung kulturell unterschiedlich? 13
Methoden der Schwellenbestimmung Methode der Herstellung Beobachter kontrolliert die Reizintensität Variiert die Reizintensität bis zu einer Änderung der Wahrnehmung Methoden der konstanten Reize Versuchsleiter kontrolliert die Reizdarbietung Versuchsperson gibt an, ob Reiz wahrgenommen wurde oder nicht Ermöglicht Erstellung einer psychometrischen Funktion Adaptive Methode Nächster Reiz von der Beurteilung des letzten Reizes abhängig Richtige Beurteilung: Reizintensität verringert Falsche Beurteilung: Reizintensität erhöht Effizient Problem der Antworttendenzen / Antwortverzerrungen 14
Signaldetektionstheorie Annahme: zweistufiger Urteilsprozess Sensorischer Prozess erstellt interne Repräsentation Entscheidungsprozess wahrgenommen ja oder nein Berechnung von zwei Parametern d (d-prime): Sensitivität der Wahrnehmung c: Antwortkriterium 15
Ernst Heinrich Weber Bestimmung von Unterschiedsschwellen Wie stark müssen sich zwei Reize unterscheiden um wahrgenommen zu werden? Das Weber sche Gesetz Unterschiedsschwellen stehen in einem konstanten Zusammenhang mit der Reizintensität Je grösser die Reizintensität, desto grösser die Unterschiedsschwelle Je kleiner die Reizintensität, desto kleiner die Unterschiedschwelle Beispiel: Ist ein Ton leise, so wird bereits eine kleine Veränderung der Lautstärke wahrgenommen Ist ein Ton laut, wird erst eine starke Veränderung der Lautstärke wahrgenommen 16
Das Weber sche Gesetz Beispiel Gewichte Weber sche Gesetz: ΔR = k R mit k: Weber Konstante 17
Weberkonstanten für verschiedene Empfindungen 1,3% 2,0% 2,2% 2,9% 4,8% 7,9% 8,3% Die Weber-Konstante ist nur in mittleren Intensitätsbereichen konstant gilt nicht bei sehr niedriger oder sehr hoher Reizintensität 18
Gustav Theodor Fechner (1801-1877) Begründer der Psychophysik Webergesetz, Fechnergesetz Innere und äussere Psychophysik 19
Unterscheidung äussere und innere Psychophysik (Weber) 20
Unterscheidung äussere und innere Psychophysik (heute) 21
Beispiel für äussere Psychophysik 22
Beispiel für innere Psychophysik 23
Gustav Theodor Fechner Zusammenhang zwischen Empfindungsstärke und physikalischer Reizintensität Wie laut empfindet ein Mensch einen Ton mit einer bestimmten Intensität? 24
Fechner sche Gesetz Trifft nicht immer zu Bsp: elektrische Schocks Potenzgesetz nach Stevens Die Empfindungsstärke E ist eine Potenzfunktion der Reizintensität Exponent n variiert nach Reizdimension n < 1 Empfindungsstärke ändert sich schwächer bei wachsender Reizintensität n > 1 Empfingungsstärke ändert sich stärker bei wachsender Reizintensität 25
Exponenten des Potenzgesetzes nach Stevens (1962) 26
Intermodaler Vergleich Empfindungsstärke wird auf zwei Dimensionen angegeben Bsp.: Helligkeit eines Lichtreizes durch Handkraft Ergibt ebenfalls Potenzfunktion Neuer Exponent entspricht Verhältnis der einfachen Exponenten nach Stevens 27
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 28
Visuelle Wahrnehmung 29
Physiologie des Auges 30
Akkomodation (Aus Eysel, 2006) (Aus Goldstein, 2008) 31
Physiologie des Auges Das Licht tritt durch die Hornhaut des Auges (Cornea) ein. Die Größe der Pupille wird durch die Iris (Muskelring) eingestellt, Abhängig von Lichtmenge und Emotionalem Zustand Die Linse verändert ihre Form, um auch nahe und entfernte Gegenstände auf der Retina (Netzhaut) scharf abzubilden (Akkomodation). Anspannung der Ziliarmuskeln führt zur Erschlaffung der Zonulafasern, Linse nimmt auf Grund von Eigenelastizität runde Form an (Nahsehen) Elastizität der Linse nimmt mit zunehmendem Alter ab Die Fovea ist der Bereich des schärfsten Sehens auf der Retina. Dichte von Rezeptoren am höchsten (vor allem Zapfen). In Retina wird Lichtenergie in Nervenimpulse umgewandelt (Transduktion). Bild auf der Retina steht auf dem Kopf Nach der Kodierung in der Retina gelangen die Nervenimpulse über den Sehnerv ins Gehirn 32
Sehschärfe Normalsichtigkeit: Kurzsichtigkeit (Myopie) Nahe Gegenstände schärfer als entfernte Objekte Lichtstrahlen überschneiden sich vor der Netzhaut Brille, Kontaktlinsen oder laserchirurgischen Eingriff Weitsichtigkeit (Hyperopie) Entfernte Objekte schärfer als nahe Objekte Brennpunkt hinter der Retina Bei Kindern: Korrektur durch Akkomodation Erwachsene: Flexibilität der Linse / Akkomodation lässt nach Lesebrille 33
Wellenlänge und Amplitude Die Wellenlänge bestimmt den Farbton (z.b. blau, grün, etc.). Die Intensität des Lichts (Energiemenge / Amplitude von Lichtwellen) bestimmt die Leuchtkraft der Farben. 34 Wellenlänge in Nanometer
Retina (ca. 6 mio) amakrine Zelle (ca. 120 mio) 35
Zapfen und Stäbchen Die beiden Arten von Rezeptoren in der Netzhaut (Retina) sind die Stäbchen und die Zapfen. Sie unterscheiden sich in Bezug auf Gestalt, Anzahl, Verbindungen zum Gehirn, Funktion und Lage auf der Netzhaut. Zapfen Stäbchen Stäbchen Anzahl 6 Mio 120 Mio Verbindungen zum Gehirn Oft 1:1 Übertragung Viele Stäbchen auf eine Bipolarzelle Zapfen Funktion Lage auf der Netzhaut Detailliertes Tagessehen und Farbensehen Zentrum (Fovea) Sehen bei wenig Licht, kein Farbensehen Peripherie Zapfen und Stäbchen unter dem Elektronenmikroskop 36
Dunkeladaptation Im Dunklen weiten sich sofort die Pupillen mehr Licht in Peripherie des Auges (Stäbchen). Nach ca. 5 min übernehmen die Stäbchen das Sehen maximale Lichtempfindlichkeit nach ca. 20 min Demonstration zum ausprobieren: 1. Rechtes Auge abdecken, 20 min warten. 2. Zimmerbeleuchtung so stark verdunkeln, dass man mit dem offenen Auge ein Buch noch knapp lesen kann. 3. Rechtes Auge öffnen -> mit diesem Auge kann man das Buch perfekt lesen. 37
Dunkeladaptation 38
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 39