Lernen: Klassische Konditionierung I

Überblick über „Lernen“
Lernen:
Klassische Konditionierung I
3 Vorlesungen
I. Klassische Konditionierung I:
Basisphänomene, Grenzen, Interpretation
II.
Klassische Konditionierung: RescorlaWagner Modell
Operante Konditionierung:
Dr. Knut Drewing
Uni Gießen
Basisphänomene
III. Operante Konditionierung: Grenzen,
Interpretation
Überblick
Überblick über Klassische Konditionierung
I. I. Grundprinzip
GrundprinzipKlassische
Klassische
Konditionierung
Konditionierung
Basisphänomene
II.II.II.Basisphänomene
SSS-S
Assoziation?
III.III.SR
S-Rvs.
oder
– Assoziation?
IV.IV.Biologische
Biologische Grenzen
Grenzen der
der
Konditionierung
Konditionierung
Kontingenz
vs.Kontiguität?
Kontiguität
V.V.V.
Kontingenz
oder
VI.[VI.
Rescorla-Wagner
[VI.
Rescorla-Wagner
Modell] Modell]
I.
Grundprinzip Klassische
Konditionierung
II. Basisphänomene
III. SR vs. SS Assoziation?
IV. Biologische Grenzen der
Konditionierung
V. Kontingenz vs. Kontiguität
[VI. Rescorla-Wagner Modell]
Grundprinzip Klassische Konditionierung
I. Grundprinzip KK
I. Grundprinzip KK
Iwan P. Pawlow
- Untersuchung des Speichelfluß bei Hunden
- Zufallsentdeckung Klassische Konditionierung
1
Erwerb (mehrmalige Paarung):
NS/CS (Ton) [kurz vor] – US (Futter)
Nachher:
CS (Ton)
Î CR (Speicheln)
[US (Futter) Î UR (Speicheln)]
CS: konditionierter Stimulus
US (UCS): unkonditionierter St.
CR: konditionierte Reaktion
UR (UCR): unkonditionierte Rk.
NS: neutraler Stimulus
Beispiel: Nickhautreflex
I. Grundprinzip KK
• US: Luftstoß
->
Erste Durchgänge
I. Grundprinzip KK
Vorher:
US (Futter) Î UR (Speicheln)
NS (Ton) Î keine/unspezifische R. (OR)
Schema – andere Darstellung
UR Lidschluß
• Klassische Konditionierung, z.B. auf Ton, Licht
Glocke
Futtergabe
UR
Reaktionen
(Speichelfluss)
Futtergabe
CR UR
Zeit
CS: konditionierter Stimulus
US (UCS): unkonditionierter St.
CR: konditionierte Reaktion
UR (UCR): unkonditionierte Rk.
NS: neutraler Stimulus
US: Elektroschock Æ UR: Springen, Quietschen,Unterbrechung normalen Verhaltens
zB: (operant konditionierten) Hebeldrückens
Ausmaß der
Unterdrückung
normalen Verhaltens
(„Freezing“)
quantifiziert CR
Akquisition und Extinktion
II. Basisphänomene
II. Basisphänomene
Grundprinzip Klassische
Konditionierung
II. Basisphänomene
III. S-R oder S-S – Assoziation?
IV. Biologische Grenzen der
Konditionierung
V. Kontingenz oder Kontiguität?
[VI. Rescorla-Wagner Modell]
US
Glocke
• CER = konditionierte emotionale Reaktion
Überblick
I.
CS
Spätere Durchgänge
Beispiel: CER/kond. Unterdrückung
I. Grundprinzip KK
I. Grundprinzip KK
Schema - Grundprinzip
Erwerb (Akquisition):
- CS-US Darbietung
Î Zunahme CR auf CS
Löschung (Extinktion):
- Darbietung CS ohne US
Î Abnahme CR auf CS
2
Generalisierung/Diskrimination
Schneller Wiedererwerb: Schnellere 2. Akquisition
nach Löschung (auch „abzüglich“ Spontanerholung)
Eine mgl. Hypothese: Extinktion beinhaltet
inhibitorische (Gegen)-Konditionierung
II. Basisphänomene
Spontanerholung: Wiederauftreten einer CR nach
Löschung und Verstreichen von Zeit
Generalisierung: Auch ein dem CS
ähnlicher Reiz kann die CR auslösen
Reflex,
US Æ UR
dann CS Æ CR=UR
ABER:
CR nicht gleich UR
- zB Orientierungsreaktion Teil der CR, aber nicht UR
- zB CER: CR – „Freezing“
UR – „Aktivitätsänderung“
- zB US E-Schock Æ erhöht Herzrate (Meerschweinchen)
Konditionierung CS – US (E-Schock)
CS
Æ erniedrigt Herzrate
zB:
Licht rechts – Luftstoß
Licht links – kein Luftstoß
Î anfangs: Licht rechts & links Æ Lidschluß
Î später: nur Licht rechts Æ Lidschluß (CR)
Was wird bei der klassischen
Konditionierung eigentlich gelernt?
Was wird bei der klass. Konditionierung assoziiert?
III. SS vs. SR Assoziation
III. SS vs. SR Assoziation
Grob schematisch:
Reizdiskrimination: Es kann gelernt
werden, zwischen ähnlichen Reizen zu
unterscheiden
S-S vs S-R Assoziation?
Pawlows (falsche) Stimulussubstitutionstheorie
„CS ersetzt US, so dass die ursprünglich nur vom US
ausgelöste Reaktion nun auch vom CS ausgelöst wird“
ÆGeneralisierungsgradienten
Was wird gelernt?
III. SS vs. SR Assoziation
II. Basisphänomene
Grundprinzip Klassische
Konditionierung
II. Basisphänomene
III. S-R oder S-S – Assoziation?
IV. Biologische Grenzen der
Konditionierung
V. Kontingenz oder Kontiguität?
[VI. Rescorla-Wagner Modell]
Konditionierung der Lidschlussreaktion
beim Kaninchen auf bestimmte
Tonhöhe (s. Pfeil)
Gynther (1957)
Überblick
I.
zB:
Siegel et al. (1968):
II. Basisphänomene
Spontanerholung / Schneller Wiedererwerb
?
ÎCR als vorbereitende Reaktion auf US?
3
Conditioned Emotional Response bei Ratten
US (lautes Geräusch) Î UR (Reaktionsunterdrückung)
Phase I – Konditionierung: CS(Licht) – US(Geräusch)
Î CS Æ Reaktionsunterdrückung
Phase II – 2 Gruppen (US-Abwertung vs Kontrolle)
1. Habituation US
2. kein Stimulus
S-S Lernen
US
Reaktion
Testphase
CS
CS Æ keine
?
Reaktion
CSÆ CR
S-R Lernen
US
Reaktion
Î Evidenz für S-S Lernen
CS
Phase I – Konditionierung Stimulus 1 (Ratten)
NS1 (Licht) – US (Futter)
Î CS1 (Licht) Æ CR (Aktivitätserhöhung)
Phase II – Konditionierung 2. Ordnung
NS2 (Ton) – CS1 (Licht) [Æ CR]
Î CS2 (Ton) Æ CR
US (Futter)-Abwertung (Sättigung der Ratten)
CS1 (Licht) Æ reduzierte CR
CS2 (Ton) Æ CR bleibt erhalten
Î Evidenz für S-R Lernen bei Konditionierung 2.
Ordnung
Testphase
S2 (Licht) Æ CR
CS
S-S Lernen
US
Reaktion
Î Evidenz für S-S Assoziation
CS
Î Assoziation mit salienterem Ereignis (S oder R) ?
ÎKonditionierung 1. Ordnung = SS-Assoz.
„CS = Antizipation von US“, „CR vorbereitend für US“
Äquipotenzannahme
IV. Biologische Grenzen
Grundprinzip Klassische
Konditionierung
II. Basisphänomene
III. S-R oder S-S – Assoziation?
IV. Biologische Grenzen der
Konditionierung
V. Kontingenz oder Kontiguität?
[VI. Rescorla-Wagner Modell]
S-R Lernen
US
Reaktion
S-S oder S-R Zusammenfassung
Überblick
VI. Rescorla-Wagner Modell
Phase II – Konditionierung Stimulus 1
S1 (Geräusch) – UCS (E-Schock am Bein)
Î CS1 (Geräusch) Æ CR (Bein wegziehen)
Rizley & Rescorla, 1972
Holland & Rescorla, 1975
I.
Phase I – Paarung zweier neutraler Reize
Licht (S2) – Geräusch (S1)
Rescorla, 1973
Konditionierung höherer Ordnung
III. SS vs. SR Assoziation
III. SS vs. SR Assoziation
Sensorische Vorkonditionierung
III. SS vs. SR Assoziation
III. SS vs. SR Assoziation
US-Abwertung
Starke Fassung:
„Alle NS und US sind gleich gut miteinander
assoziierbar (gleich schnell, gleich stark, gleich
löschungsresistent)“
Schwache Fassung:
„Ein NS oder US ist in
allen Kontexten gleich
gut oder schlecht
konditionierbar“
4
Assoziative Präferenzen
Test
Assoziative
Präferenzen:
Geschmack –Übelkeit
Licht/Ton – E-Schock
[statt Äquipotenzannahme]
IV. Biologische Grenzen
IV. Biologische Grenzen
Konditionierung
Weitere Hypothesen
Grundprinzip Klassische
Konditionierung
II. Basisphänomene
III. S-R oder S-S – Assoziation?
IV. Biologische Grenzen der
Konditionierung
V. Kontingenz oder Kontiguität?
[VI. Rescorla-Wagner Modell]
Kontingenz und Kontiguität
V. Kontiguität vs Kontingenz
V. Kontiguität vs Kontingenz
I.
Simultane Konditionierung
CS
US
Spurenkonditionierung
CS
US
++
US
Rückwärtsgerichtete
Konditionierung
CS
/
Î Keine reine Kontiguität, „Vorhersagekraft“ ?
US
Kontiguität
“raum-zeitliche Nähe von CS und US”
P(US | CS) = Wahrscheinlichkeit d. Auftretens von
US wenn CS
Kontingenz (~Vorhersagekraft)
“CS und US treten gemeinsam auf
(wenn-dann und nur dannBeziehung)”
P(US | CS) – P (US | nicht CS)
Rescorlas (1968) Experiment
V. Kontiguität vs Kontingenz
V. Kontiguität vs Kontingenz
Zeitliche Relation CS-US
US
Konditionierung mit
langer Verzögerung
CS
Öhman
• Entstehung von Phobien – leichter bei
evolutionär relevanten Stimuli?
Garcia & Koelling, 1966
Überblick
Konditionierung mit
kurzer Verzögerung
CS
Seligman 1970
Vorbereitete Assoziationen
Gegenläufig vorbereitete Assoziationen
Nicht vorbereitete Assoziationen
US: Elektroschock, UR: k. emotionale Unterdrückung
Gruppe A: Vor jedem Schock ein Ton
Gruppe B: Auch Schocks ohne Ton
Aber, gleich viele Schocks nach Ton (Kontiguität gleich)
Î zeigt CR
Î keine CR
Î Kontingenz
5
Kamins Blocking
Zimmer-Hart &
Rescorla, 1974
• Konditionierungsphase I
Geräusch (CS+) - US (E-Schock)
Geräusch & Licht (CS-) - kein US
ÎCS+ Æ CR
CS+ & CS- Æ keine CR
Î Licht ist konditionierter Inhibitor, d.h. unterdrückt die CR
• Evidenz Verzögerungstest
Konditionierung CS- (Licht) - US
Î Dauert länger als Konditionierung Licht – US ohne
Phase I
• Evidenz Summationstest
zusätzliche Konditionierung CS3 – US
CS3 & CS- Æ abgeschwächte CR
ÎCS- sagt kontingent Abwesenheit von US vorher! (Kontiguität
=0!!!)
V. Kontiguität vs Kontingenz
Überblick über Klassische Konditionierung
I.
Grundprinzip Klassische
Konditionierung
II. Basisphänomene
III. SR vs. SS Assoziation?
IV. Biologische Grenzen der
Konditionierung
V. Kontingenz vs. Kontiguität
V. Kontiguität vs Kontingenz
V. Kontiguität vs Kontingenz
Konditionierte Inhibition
Kamin, 1968
16 Durchgänge
8 Durchgänge
ÎLicht–Schock-Kond. blockiert Ton–Schock-Kond.
ÎTrotz Kontiguität !!!!!!!!!!!!!!!
ÎTon liefert keine neue Information zur Vorhersage des US
ÎRescorla-Wagner Modell
Conclusio
Vorher:
US (Futter) Î UR (Speicheln)
I. Grundprinzip Klassische
NS (Ton)
Î keine/unspezifische R. (OR)
Konditionierung
Erwerb (kontingente Paarung):
II.II.
Basisphänomene
NS/CS (Ton) [kurz vor] – US (Futter)
III.SR
vs.
SS
Assoziation?
Nachher:
CS (Ton)
Î CR
(Speicheln)der
[ähnlich UR]
IV.Biologische
Grenzen
Konditionierung
Was wird gelernt?
kein Reflexlernen, eher
Kontingenz
vs. Kontiguität
- „CSV.V.
sagt US
vorher“
- Ggf.
„CR als vorbereitende
Reaktion für US“
VI.[VI.
Rescorla-Wagner
Modell]
- „Preparedness pot. CS-US Assoziation“
Robert Rescorla
Literatur
Anderson, J.R. (2000). Learning and Memory (2nd edition). Hoboken: Wiley
& Sons.
Mazur, J.E. (2004). Lernen und Gedächtnis (translation of 5th Edition).
Pearson: München.
6