Allgemeine Psychologie I Vorlesung 6

Allgemeine Psychologie I
Vorlesung 6
Prof. Dr. Björn Rasch, Cognitive Biopsychology and Methods
University of Fribourg
1
Björn Rasch, Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR
04.11.15
Allgemeine Psychologie I
2
Woche
Datum
Thema 1
FQ
20.2.13
Einführung, Verteilung derTermine
1
1.10.15
Einführung und Grundlagen
2
8.10.15
Wahrnehmung / Visuelle Wahrnehmung I
3
15.10.15
Psychophysik (Dr. Thomas Schreiner)
4
22.10.15
Visuelle Wahrnehmung II
5
29.10.15
Visuelle Wahrnehmung III
6
5.11.15
Auditive Wahrnehmung
7
12.11.15
Schmerz, Geruch, Geschmack
8
19.11.15
Aufmerksamkeit
9
26.11.15
Exekutive Kontrolle
10
3.12.15
Arbeitsgedächtnis
11
10.12.15
Langzeitgedächtnis I
12
17.12.15
Langzeitgedächtnis II
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Beispielfrage
3
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Retinotrope Anordnung
4
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Die Organisation von V1
Organisation des primären visuellen Kortex (V1)
}
}
Orientierungssäulen
}
}
6 verschiedene Schichten, davon eine Eingangs- und eine Ausgangsschicht
Zellen, die übereinander liegen haben ähnliche rezeptive Felder
¨
}
Nebeneinander liegende Orientierungssäulen zeigen nur leichte
Veränderungen der Orientierungsspezifität
¨
}
Gleiche Position im visuellen Feld und Orientierung
Windmühlenartige Anordnung, jede Orientierung nur einmal
Augendominanzsäulen
Eiswürfelmodell
}
}
Primären visuellen Kortex besteht aus Hypersäulen (ca 1 mm2)
}
}
5
2 Augendominanzsäulen + vollständiger Satz von Orientierungen
Hypersäulen als Verarbeitungsmodul für einen Auschnitt des visuellen Feldes
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Die Organisation von V1
Das Eiswürfelmodell
}
6
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Auditive Wahrnehmung
7
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Auditive Wahrnehmung
Hören verschafft Informationen, die wir über das Sehen nicht
erhalten können
}
}
}
Warnrufe, Hilferufe, Gefahrengeräusche, Weckgeräusche, etc.
Hören hat eineWarn- und Signalfunktion
Hören ist entscheidend für die soziale Kommunikation
}
}
Sprache
}
Verlust des Hörens kann soziale Isolation bedeuten
Hören kann emotionale Erlebnisse verursachen
}
}
Musik
}
Bsp.: Filmmusik
Hören hilft bei Orientierung im Raum und Objekterkennung
}
8
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Hören
Schallwellen sind ringförmige Bänder sich komprimierender
und sich ausdehnender Luft.
}
}
}
}
}
9
Ohren nehmen Luftdruckveränderungen war
Umwandlung in neuronale Impulse, die das Gehirn als Töne dekodiert
Frequenz von Schallwellen:Tonhöhe
Amplitude von Schallwellen: Lautstärke
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Grundbegriffe
}
}
Akustik: Physikalische Beschreibung der Schallwelle
Auditorisch / Auditiv
}
}
Hörbare Schallwellen
}
}
Im täglichen Leben Ausnahme (Kammerton A 440 Hz)
Klänge: Grundton mit mehreren Obertönen
}
}
Druckschwankungen der Luft, Frequenz in Hertz (Hz)
Ton: Sinusschwingung aus einer einzigen Frequenz
}
}
anatomische, biochemische und physiologische Vorgänge beim Hören
Obertöne sind ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Grundtones
Geräusch
}
}
10
umfasst praktisch alle Frequenzen des Hörbereiches
Z.B. Sprache
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Schallwellen
}
Kombination von drei
Sinusschwingungen
}
Frequenzanalyse
}
Fast Fourier
Transformation (FFT)
http://www.demonstrations.wolfram.com/SuperpositionOfSoundWaves/
http://demonstrations.wolfram.com/SineWavesForMusicalScales/
11
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Schallwellen
}
Ausbreitungsgeschwindigkeit in Luft
}
}
330 m/s
Vergleich Licht
}
}
300.000 km/s
Bewegte Schallquelle
}
}
Dopplereffekt
Beispiel: Feuerwehrauto
http://web-doc s.gsi.de/~w olle/F LAT LAND/P030.html
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Schalldruck und Schalldruckpegel
}
Schalldruck
}
}
}
Stärke einer Schallwelle (Amplitude)
Der Schalldruck wird wie jeder Druck in Pascal (Pa) angegeben:
Druck = Kraft / Fläche
P = F/A
1 Pa = 1 N/m2
Schalldruckpegel
}
Schalldruckpegel in dB = 20 log10 (p/p0)
}
}
}
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Schalldruck p zu Bezugsschalldruck p0
p0 = Schalldruck von 0.00002 Pa
In der Nähe der Hörschwelle
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Schalldruck und Schalldruckpegel
}
Steigt der Schalldruckpegel um 20 dB, so hat sich der Schalldruck tatsächlich
verzehnfacht.
}
Bei 80 dB sind bereits 4 Verzehnfachungsschritte (80/20=4) erreicht. Der
Schalldruck ist daher um 104, also um das zehntausendfache gesteigert.
}
100 dB entspricht gemäss EU
Norm der Maximallautstärke
von MP3 Playern.
}
Längerfristige Schalleinwirkung
von über 85 dB kann zu Hörschäden führen.
}
Bei 100 dB kann bereits nach
80 Minuten ein Hörschaden
auftreten.
(Nach Schmidt & Schaible, 2006)
14
Zunahme des
Schalldruckes
1
1,41
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
Schalldruckpegel(SPL)
dB
Bezugsschalldruck
mittlereHörschwellebei1000Hz
ländliche Ruhe
leises Gespräch
normales Gespräch
lauter Straßenlärm
lauter Industrielärm
Schuss,Donner
Düsentriebwerk
0
3
20
40
60
80
100
120
140
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Lautheit
}
Lautheit als psychologische Grösse
}
}
Nur subjektive messbar, keine physikalische Grösse
Lautheit folgt Potenzgesetz von Stevens
}
}
Lautheit steigt mit zunehmendem Schalldruck immer langsamer an
}
}
}
Steven Konstante von 0.5
Verzehnfachung des Schalldrucks entspricht nicht einer Verzehnfachung der
Lautheit
Erhöhung um 10 dB => ca. Verdopplung der Lautheit
Lautheit ist zusätzlich von der Frequenz abhängig
}
Lautstärkepegel (phon)
}
15
Entspricht Schalldruckpegel bei einem Ton von 1000 Hz
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Lautstärkepegel
}
Isophone
}
}
Hörfläche
}
}
gelb
Hauptsprachenbereich
}
}
Kurven gleicher
Lautstärkepegel
orange
Phon und Dezibel
stimmen bei 1
kHz überein
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Hörrinde
(auditorischer Kortex)
im Temporallappen
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Auditorischer Kortex
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Vom Ohr zum Gehirn
}
Das periphere Hörsystem (äusseres Ohr)
}
Besteht aus Ohrmuschel und Ohrkanal
}
Individuelle Form reflektiert Schall, verstärkt einzelne Frequenzen
Ohrkanal wirkt wie ein Resonanzkörper, verstärkt mittel-hohe Frequenzen (2-5 kHz)
}
}
Das Mittelohr
}
Kammer zwischen dem Trommelfell und Kochlea
}
3 Knöchelchen: Hammer, Amboss und Steigbügel
Mechanische Verstärkung der Schwingungen des Trommelfells für Übertragung in die
Flüssigkeit-gefüllte Kochlea
}
}
Das Innenohr
}
Kochlea, Bogengänge und Sacculi des Vestibularapparats (Gleichgewichtsapparat)
}
Basiliarmembran wird in wellenartige Bewegung versetzt
Verursacht Druckveränderungen in der Kochleaflüssigkeit
}
}
}
19
Bewegung der winzigen Haarzellen löst Nervenimpulse aus
Weiterleitung über den Thalamus an den auditorischen Kortex im Gehirn
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Haarzellen der Kochlea
}
Kochlea
}
}
Enthält ca. 16.000 Haarzellen
Haarzellen
}
}
}
}
}
}
20
Befinden sich auf der Basiliarmembran
Reagieren auf Tonhöhe (Frequenz) und Lautstärke
(Amplitude)
Bestehen aus mehreren Flimmerhaaren (Zilien) und
Zellkörper
Lösen elektrisches Signal aus, wenn Zilien im
Gegensatz zum Zellkörper bewegt werden
Verschiedene Tonhöhen haben Auslenkungsmaxima
an unterschiedlichen Orten der Membran
Schädigung durch kurze laute Geräusche oder
langfristige Stimulation über 85 dB
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http://commons.wikimed ia.or g/w iki/Fi le:K a nä le _e in er_ H aars i nn esz ell e.p ng
Basiliarmembran und Wanderwelle
}
Basiliarmembran
}
}
}
Wanderwelle
}
}
}
}
An Spitze der Kochlea nachgiebig
(resonant auf tiefe Frequenzen)
Bei Steigbügel / ovalem Fenster steif
(resonant auf hohe Frequenzen)
Je höher der Ton, desto näher ist das
Wanderwellenmaximum an der
Kochleabasis
Je tiefer der Ton, desto mehr nähert sich
das Maximum der Wanderwelle der
Kochleaspitze
Nur bei Wanderwellenmaximum werden
einige wenige Haarzellen gereizt
Unterschiedliche Tonhöhen reizen
damit unterschiedliche Haarzellen
entlang der Basiliarmembran.
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Kochleabasis
Kochleaspitze
http://labspace.open.ac.uk
http://de.wikipedia.org/wiki/Hörschnecke
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Orts- und Frequenztheorie
}
Ortstheorie
}
Gehirn interpretiert Töne durch stimulierten Ort auf der Basiliarmembran der
Kochlea
}
}
}
Basiert auf Wanderwellenmaximum
Ortskodierung erklärt Wahrnehmung von hohen Tönen
Frequenztheorie
}
Gehirn interpretiert Anzahl und die Frequenz der Nervenimpulse aus dem
Hörnerv (auch Volleykodierung genannt)
}
}
50 Hz Ton: 50 Aktionspotentiale pro Sekunde
Erklärt Wahrnehmung für tiefe Töne
}
Bei hohen Tönen nicht möglich, da Neuronen nicht schnell genug feuern
}
Bei sehr hohen Tönen Aktionspotential nur bei jedem 2. / 3. Wellenberg
¨
}
Effekt des fehlenden Grundtons
Mittlere Frequenzbereich
}
22
Kombination aus beiden Verfahren
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Figurenerkennung
}
Auditive Wahrnehmung erfasst sinnvolle Einheiten
}
}
Konstruktivität der Wahrnehmung
Gestaltgesetze
}
Ähnlichkeit
}
}
Nähe
}
}
Elemente, die sich in gleicher Richtugn bewegen, werden gruppiert
Prägnanz
}
23
Melodienverläufe können sich kreuzen
Gemeinsames Schicksal
}
}
Töne in ähnlicher Tonhöhe werden gruppiert
Gute Fortsetzung
}
}
Ähnliche Elemente werden gruppiert (z.B. Gitarrensolo)
Gruppieren von prägnanten Einheiten
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Lokalisation einer Geräuschquelle
}
Interauraler Intensitätsunterschied
}
}
}
Schall ist lauter an einem Ohr
Funktioniert bei hohen Frequenzen
Interauraler Laufzeitunterschied
}
Schall trifft an einem Ohr früher ein
}
}
}
Funktioniert gut bei niedrigen Frequenzen
Konstante Schallwelle vor / hinter / über uns
}
}
}
}
bis zu 1 ms
Keine interauralen Unterschiede
können durch Kopfbewegungen erzeugt werden
Verbessert die Verortung der Schallquelle
Gehirn berechnet aus Unterschieden Ort der Schallquelle
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Schwerhörigkeit
}
Schallleitungsschwerhörigkeit
}
Schädigung des mechanischen Systems, das die Schallwellen an die
Kochlea überträgt.
¨
¨
}
Schallempfindungsschwerhörigkeit
}
}
}
Bsp. 1: Loch im Trommelfell.
Bsp. 2: Beeinträchtigung der Gehörknöchelchen im Mittelohr
Nervenschwerhörigkeit
Schädigung von Haarzellen in Kochlea oder verbundenen Nerven
Mögliche Ursachen
}
}
Krankheiten und Unfälle
altersbedingte Störungen und dauernde Konfrontation mit lauten
Geräuschen sind die häufigeren Ursachen von Schwerhörigkeit
}
25
vor allem von Nervenschwerhörigkeit
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Schwerhörigkeit im Alter
}
Ältere Menschen
}
}
}
hören niedrige Frequenzen meist besser als hohe Frequenzen
Nervendegeneration am Anfang der Basiliarmembran
Digitale Hörhilfen
}
}
26
Verstärkung der Schwingungen bei (hohen) Frequenzen
Komprimierung der Geräusche
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Kochleaimplantate
}
Kochleaimplantat
}
}
}
elektronisches Gerät, welches
Geräusche in elektrische Signale
umwandelt
an unterschiedlichen Stellen mit
dem Hörnerv in der Kochlea
verbunden.
Gehörlose Kinder können
einige Töne hören
}
}
27
Lernen der Verwendung der
gesprochenen Sprache
Am wirkungsvollsten bei kleinen
Kindern (Vorschulalter)
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Sensorische Kompensation
}
Menschen die einen Sinneskanal verlieren,
können dies durch eine Verbesserung ihrer
anderen sensorischen Fähigkeiten teilweise
ausgleichen.
}
Extrembeispiel:
Die Schottin Evelyne Glennie ist seit dem
Alter von 12 Jahren völlig taub. Sie ist
hauptberuflich Percussion-Solistin. Die
Beziehung zu ihren Instrumenten stellt sie
über den Tastsinn her (sie tritt ohne
Schuhe auf), die Beziehung zum Dirigenten
über ihr scharfes Sehvermögen.
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Synästhesie
}
Sinneswahrnehmungen getrennter Sinneskanäle können
verschmelzen
}
}
Bsp.: Fingernägelkratzen auf Schiefertafel
Synästhesie
}
}
Kreuzung von Sinnesmodalitäten
Beispiele
}
}
}
}
Kreuzung auch innerhalb einer Sinnesmodalität möglich
}
}
29
Lichtreiz kann Tonempfindung auslösen
Ton kann Farbwahrnehmung auslösen
Etc.
Graphem-Farb-Synästhesie: Buchstabe / Ziffer mit Farbe verknüpft
Studie: Rechnen mit Ziffern gleicher Farbe einfacher
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Take Home Messages
}
Ohren nehmen Luftdruckveränderungen war
}
}
Lautheit und Tonhöhe sind psychologische Eigenschaften
}
}
}
Aussenohr, Mittelohr, Innenohr
Bewegungen der Haarzellen auf der Kochlea induziert Nervenimpulse, die in den
auditorischen Cortex weiterleitet werden
Kodierung ist Kombination aus Orts-und Frequenztheorie
}
}
}
Lautheit hängt von Amplitude ab, Tonhöhe von der Frequenz
Aufbau des Hörsystems
}
}
Werden im Gehirn als Töne / Klänge / Geräusche kodiert
Ortstheorie: Gehirn interpretiert Töne durch stimulierten Ort auf der
Basiliarmembran der Kochlea (hohe Töne)
Frequenztheorie: Gehirn interpretiert Anzahl und die Frequenz der
Nervenimpulse aus dem Hörnerv (tiefe Töne)
Die auditorischeWahrnehmung ist konstruktiv
}
30
Gesetze der Figurenerkennung
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Propriozeption
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Propriozeption
}
}
Sinn für die Stellung des Körpers im Raum
beinhaltet folgende Sinne:
}
Kraftsinn
}
}
Positionssinn
}
}
Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung einzelner Gliedmassen
Vestibulärer Sinn
}
}
Stellung einzelner Körperteile
Kinästhesie
}
}
Kraftaufwendung bzw. Gewicht
Bewegung und Lage des Körpers im Raum, Gleichgewichtsfunktion
Propriozeption basiert auf Signalen von Muskeln, Sehnen- und
Gelenkmechanosensoren sowie auf Signalen vom
Vestibularorgan.
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Gleichgewichtssinn
Utriculus
Sacculus
Schmidt & Schaible, 2006
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Gleichgewichtssinn
}
Vestibuläres System
}
}
Teil des Innenohrs
Drei Bogengänge
}
flüssigkeitsgefüllte, halbkreisförmige Tunnel
¨
¨
}
Wahrnehmung von Drehbeschleunigungen
¨
¨
}
Kopfdrehungen versetzen träge Flüssigkeiten in Schwingungen
Je nach Drehrichtung werden bestimmte Bogengänge stimuliert
Zwei Maculaorgane
}
Utriculus & Sacculus
¨
}
Zwei mit Flüssigkeit und Haarzellen gefüllte Hohlräume
Wahrnehmung von Translationsbeschleunigungen
¨
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Stehen im rechten Winkel zueinander
Bogengänge enthalten Haarzellen
Bsp.: Anfahren eines Autos, Abbremsen eines Fahrstuhls etc.
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Drehbeschleunigungen
}
Eine Kopfdrehung bewirkt eine Drehung der Bogengänge.
}
}
}
Die Flüssigkeit der Bogengänge (Endolymphe) und die Cupula bleiben zurück.
Dadurch werden Haarzellen
ausgelenkt, was zu elektrischen
Signalen im Nervus vestibularis
führt.
Demonstration
}
Drehen Sie sich schnell im Kreis
und bleiben Sie dann plötzlich stehen.
Die Endolymphe dreht noch eine Weile
weiter, was zur Empfindung führt,
man würde sich noch weiter drehen.
Cupula
Bogengang
mit
Endolymphe
Schmidt & Schaible, 2006
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Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
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