anderson-kap3-5_komplettpaket - Fachschaft Psychologie Freiburg
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Anderson: Kognitive Psychologie - Inhaltsverzeichnis Kapitel 3: Aufmerksamkeit und Leistung I Serieller Flaschenhals im Wahrnehmungssystem___________________________________S. 2 Parallelismus Bottleneck serieller Flaschenhals II Auditive Aufmerksamkeit____________________________________________________S. 2/3 dichotisches Hören Filtertheorie Die Dämpfungstheorie und die Theorie der späten Auswahl III Visuelle Aufmerksamkeit___________________________________________________S. 4 - 6 Spotlight-Metapher: komplexe visuelle Gegebenheiten: neuronale Grundlage visueller Aufmerksamkeit Das visuelle sensorische Gedächtnis IV Mustererkennung und Aufmerksamkeit_______________________________________S. 6 - 9 Merkmalsintegrationstheorie (TREISMAN, 1980) Neglect des visuellen Feldes Objektzentrierte Aufmerksamkeit zentraler Flaschenhals (intermodal) Automatisiertheit Stroop-Effekt (STROOP, 1935) Kapitel 4: Wahrnehmungsbasierte Wissensrepräsentationen I allgemein__________________________________________________________________S. 9 II Theorie der dualen Kodierung______________________________________________S. 9 / 10 III Beschaffenheit der Wissensrepräsentation______________________________________S. 10 IV Visuelle und räumliche Vorstellungen______________________________________S. 10 - 13 mentale Rotation Scannen mentaler Bilder Vergleich visueller Ausprägungen zwei Arten mentaler Vorstellungen visuelle Vorstellungen im Vergleich zur visuellen Wahrnehmung hierarchische Struktur mentaler Vorstellungen Mentale Landkarten V Der Transfer von Wörtern zu Vorstellungen______________________________________S. 13 VI Die Repräsentation verbaler Informationen___________________________________S. 13/14 Kapitel 5: Bedeutungsbezogene Wissensrepräsentationen I Gedächtnis für Interpretation der Bedeutung___________________________________S. 15/16 Gedächtnis für verbale Informationen Gedächtnis für visuelle Information II Details vs. Bedeutung beim Behalten___________________________________________S. 16 III Erinnerungsvermögen für Bedeutungen: Anwendungsaspekte_______________________S. 16 IV Propositionale Repräsentationen______________________________________________S. 17 V Propositionale Netzwerke____________________________________________________S. 18 VI Konzeptuelles Wissen___________________________________________________S. 18 - 21 Semantische Netzwerke Schemata unterschiedliche Grade der Klassenzugehörigkeit Ereigniskonzepte Abstraktionstheorien vs. Exemplartheorien Das Erlernen von Schemata in einem neuronalen Netzwerk Kategorien und das Gehirn 1 Kapitel 3: Aufmerksamkeit und Leistung I Serieller Flaschenhals im Wahrnehmungssystem Parallelismus: simultane Verarbeitung von Infos aus allen sensorischen Feldern Charakteristisch für menschliche Wahrnehmung Erstreckt sich jedoch nicht über das gesamte System => „Flaschenhals“ (bottleneck) im auditiven und im visuellen System Bottleneck: An einem bestimmten Punkt im Verarbeitungsprozess kann man nur einer gesprochenen Mitteilung oder einem Sachverhalt im visuellen Feld Aufmerksamkeit schenken Beschränkungen auch auf der motorischen Seite: ein einzelnes motorisches System kann selten zwei Dinge gleichzeitig tun serieller Flaschenhals: Punkt, an dem es nicht mehr möglich ist, weiterhin alles parallel zu verarbeiten Frage: Wie früh tritt dieser Flaschenhals auf? Theorien der frühen Auswahl (early selection) vs. Theorien der späten Auswahl (late selection) Wo immer sich ein Flaschenhals befindet, müssen unsere kognitiven Prozesse auswählen, welchen Informationsteilen sie Aufmerksamkeit schenken. II auditive Aufmerksamkeit dichotisches Hören zwei verschiedene Infos, getrennt nach Stereokanälen dargeboten Shadowing-Aufgaben: „Beschattung“ einer Information nur ganz wenig von der Info des unterdrückten Kanals wird verarbeitet (Bsp: Konzentration auf Gespräch auf einer Party, alles andere wird rausgefiltert) unterstützt eine Theorie der frühen Auswahl, da Infos ausgewählt werden, bevor die Botschaft potentiellen Verarbeitungsprozessen unterliegt. Filtertheorie (BROADBENT, 1958) sensorische Info durchläuft System ungehindert, bis sie eine Art Flaschenhals erreicht Auswahl von Infoteilen aufgrund physikalischer Merkmale (z.B. Stimmlage) neurophysiologisch plausibel: unterschiedliche Nervenbahnen für beide Ohren, die zusätzlich auch noch für die Übertragung unterschiedlicher Frequenzen zuständig sind => Auswahl von Nervenzellen, die „besondere Aufmerksamkeit“ garantieren. semantischer Inhalt entscheidet jedoch auch darüber, was wir auswählen (in FT nicht berücksichtigt) GRAY & WEDDERBURN (1960): Wechsel zwischen beiden Ohren für sinnvolle Nachricht; Probanden sind in der Lage, eine Mitteilung eher nach ihrer Bedeutung zu beschatten (dogs six fleas + eight scratch two => dogs scratch fleas) 2 TREISMAN (1960): Probanden wechselten entgegen der Instruktion die Beschattung vom einen zum anderen Ohr, um der sinnvollen Mitteilung weiterhin zu folgen (allerdings nur wenige). Die Dämpfungstheorie und die Theorie der späten Auswahl Dämpfungstheorie (TREISMAN, 1964) als Modifikation des BROADBENT-Modells: bestimmte Infos zwar abgeschwächt, jedoch nicht völlig herausgefiltert semantische Auswahlkriterien immer anwendbar es ist einfacher, der nicht abgeschwächten Info zu folgen als semantische Kriterien anzuwenden, um die Aufmerksamkeit umzulenken Theorie der späten Auswahl (DEUTSCH & DEUTSCH, 1963): gesamte Info wird völlig ungedämpft verarbeitet keine Begrenzung der Kapazität des Wahrnehmungs-, sondern des Reaktionssystems zu jedem Zeitpunkt nur eine Info beschattbar, daher ist ein Auswahlkriterium für die Aufmerksamkeitsausrichtung nötig dieses kann sowohl das Festlegen auf ein Ohr oder aber auch die Bedeutung der Info sein Filter bei TREISMAN => welcher Info wird Beachtung geschenkt? Filter bei DEUTSCH => tritt auf, nachdem der wahrzunehmende Reiz einer Analyse des verbalen Inhalts unterzogen worden ist Kritisches Experiment von TREISMAN & GEFFEN (1967): Dichotisches Hören, ein Ohr beschatten und gleichzeitig auf ein bestimmtes Zielwort achten Nach der Theorie der späten Auswahl kommen beide Nachrichten durch, Signalwort müsste gleich gut erkannt werden Dämpfungstheorie besagt, dass die Entdeckungsrate auf dem nichtbeschatteten Ohr geringer ausfallen muss, da die Info nur abgeschwächt ankommt. der Dämpfungstheorie entsprechend wurde das Zielwort zu 87% im beschatteten Ohr und nur zu 8% im nicht-beschatteten Ohr erkannt. Aufmerksamkeit kann auf alternative Infos gelenkt werden, wenn diese große physikalische Stärke annimmt, besonders wichtig ist oder aber zur gerade verarbeiteten Info gehört. echoisches Gedächtnis (NEISSER, 1967): Experiment von GLUCKSBERG & COWAN (1970) Dichotisches Hören, eine Nachricht beschatten, Nennung von Zahlen innerhalb der nicht-beschatteten Nachricht Unterbrechung und Frage, ob und welche Zahl genannt worden sei Zahl konnte genannt werden, Entdeckungsrate fiel aber mit zunehmendem Zeitabstand rapide ab! Info der unbeachteten Nachricht steht für eine kurze Zeitdauer (5 Sek.) zur Verfügung echoisches Gedächtnis behält unverarbeitete auditorische Info, welche jedoch sehr schnell wieder verloren gehen kann. 3 III visuelle Aufmerksamkeit Indem wir auswählen, was wir fixieren, entscheiden wir uns auch dafür, einem bstimmten Teil des visuellen Feldes maximale visuelle Verarbeitungsressourcen zur Verfügung zu stellen und jene Ressourcen „abzuschwächen“, die wir der Verarbeitung der anderen Teile des visuellen Feldes zuordnen. Der Fokus der visuellen Aufmerksamkeit wird jedoch nicht immer foveal verarbeitet. Aufmerksamkeit liegt auf einem einzigen Teil des visuellen Feldes. Üblicherweise (aber nicht immer) fixieren wir diesen Teil. [Emp] POSNER, NISSEN & OGDEN (1978) Punkt fixieren, Reiz wird entweder 7 Grad links oder rechts vom Punkt dargeboten In einigen Durchgängen wurde Warnsignal gegeben, auf welcher Seite Reiz kommt Bei gegebenem Warnsignal erschien der Reiz in 80% der Fälle auf der angegebenen (erwarteten) Seite und in 20% auf der anderen => Probanden sind in der Lage, ihre Aufmerksamkeit von ihrem Fixationspunkt weg zu verlagern, so dass sie schneller reagieren, wenn Stimulus auf der erwarteten Seite erscheint, und langsamer, wenn er auf der unerwarteten Seite erscheint. Reaktions- 320 zeit in ms 280 220 Falscher Hinweisreiz kein zutreffender Hinweisreiz Hinweisreiz Spotlight-Metapher: Visuelle Aufmerksamkeit als eine Art Spotlight, das wir umher bewegen können, um versch. Teile des visuellen Feldes zu fokussieren Je größer der Bereich des visuellen Feldes, den das Spotlight umfasst, desto schlechter ist die Verarbeitung der Teile dieses Ausschnittes Spotlight kann allerdings fokussiert werden, so dass es nur wenige Grade des Sehwinkels ausmacht. Verengung des Spotlights => max. Verarbeitung dieses Teils des visuellen Feldes Experiment von LABERGE (1983) Buchstabenketten wie LACIE, Sehwinkel ca. 1,77 Grad (alle Buchstaben innerhalb Fovea): mittlere Buchstabe am Anfang oder am Ende des Alphabets? Kritische Reize => Stimulus z.B. +7+++ : Item eine 7 oder einer von zwei Distraktoren (T und Z)? Geschwindigkeit des Urteils in Abhängigkeit von der Distanz des Items vom Zentrum der Aufmerksamkeit Items lagen alle innerhalb des fovealen Sehens, Aufmerksamkeit war jedoch ganz unterschiedlich über dieses Gebiet verteilt 4 komplexe visuelle Gegebenheiten: Aufmerksamkeit muss im visuellen Feld umherbewegt werden, damit die visuelle Info verfolgt werden kann. NEISSER & BECKLEN (1975): zwei Videofilme wurden mit Hilfe einer Überblendtechnik übereinander gelegt dargeboten (Handschlagspiel + Ballspiel) => große Schwierigkeiten, beide Episoden gleichzeitig auf ungewöhnliche Ereignisse zu überwachen => Kombination des Gebrauchs körperlicher und inhaltlicher Hinweisreize (krit. Details auf Fovea und im Zentrum der Aufmerksamkeit einerseits und Bezugnahme auf den Inhalt der Ereignisse andererseits) Aufmerksamkeit kann auf wenige Grad des visuellen Feldes fokussiert werden. Um ein bedeutungshaltiges Ereignis zu verarbeiten, kann der Aufmerksamkeitsfokus über dem visuellen Feld bewegt werden. neuronale Grundlage visueller Aufmerksamkeit auditive Aufmerksamkeit: das kortikale Signal jenes Ohrs, auf das Aufmerksamkeit gerichtet ist, wird verstärkt visuelle Aufmerksamkeit auf best. Raumregionen gerichtet => verstärkte neuronale Verarbeitung in den Teilen des visuellen Cortex, die mit diesen Raumregionen korrespondieren (S. 86) die elektrophysiologischen Daten sind konsistent mit dem Modell der frühen Auswahl: Aufmerksamkeitsauswahl auf der Basis von physikal. Eigenschaften und speziell von Orten im Raum Das visuelle sensorische Gedächtnis Ganzberichtverfahren: X M R J visuelle Anordnung von Items entspr. Abbildung C N K P Aufmerksamkeit bewegt sich normalerweise von Buchstabe zu V F L B Buchstabe bei kurzzeitiger Darbietung der Anordnung (50 ms): Wiedergabe von höchstens 6 bei insgesamt 12 Buchstaben möglich Teilberichtsverfahren (Variation von SPERLING, 1960): Tonsignal = Anweisung, sich auf bestimmte Zeile zu konzentrieren kurze Reizdarbietung => Tonsignal => Wiedergabe Probanden konnten alle oder fast alle Items einer Viererzeile wiedergeben Da die Probanden nicht wussten, welche der Reihen sie wiedergeben sollten, mussten zumindest die meisten Items in einer Art visuellem KZG gespeichert werden. Bei GBV konnten nicht mehr Items wiedergegeben werden, weil diese verblassten, bevor ihnen Aufmerksamkeit geschenkt werden konnte => Visuelle Aufmerksamkeit kann diesem kurzen Erfahrungsgedächtnis ebenso wie der perzeptuellen Erfahrung selbst zugeteilt werden. Wenn die Verzögerung des Hinweistons auf 1 Sek. gesteigert wird, geht die Leistung auf das Niveau des Ganzberichts (4-5 Elemente) zurück => Es bleibt nur das übrig, worauf die Aufmerksamkeit gelenkt und was in eine beständigere Form überführt wurde Existenz eines visuellen sensorischen Speichers, der die gesamte Info einer visuellen Anordnung effektiv erfassen kann. spezieller visueller Charakter dieses sensorischen Speichers bei dunklem Nachexpositionsfeld wurde Info länger behalten „Überschreibung“ der ersten bei Aufeinanderfolgen zweier Reizvorlagen 5 Icon (NEISSER, 1967) = kurzlebige visuelle Info: wenn ihr keine Aufmerksamkeit zuteil wird, geht sie verloren. ikonisches Gedächtnis: entspricht dem echoischen Gedächtnis des auditiven Systems und ist stark von sensorischen Gegebenheiten geprägt. SAKITT (1976): ikonische Bilder spiegeln Eigenschaften der Stäbchen wider; starke Ähnlichkeit eines Icons mit einem Nachbild; durch Haber (1983) bezweifelt, da wir Welt normalerweise nicht in kurzen Schlaglichtern wahrnehmen COLTHEART (1983): Icons treten auf, wenn keine stäbchenbedingten Nachbilder produziert werden, und sind wichtig für die tägliche Infoverarbeitung Aufmerksamkeit muss sich sehr schnell durchs ikonische Gedächtnis bewegen, und versch. Orte fokussieren, um die Elemente zu enkodieren. Verweildauer ca. 1 Sekunde, vier Items können in dieser Zeit enkodiert werden IV Mustererkennung und Aufmerksamkeit Merkmalsintegrationstheorie (TREISMAN, 1980) Es muss zuerst Aufmerksamkeit auf den Stimulus gelenkt werden, bevor die Merkmale zu Mustern zusammengesetzt werden können TREISMAN & GELADE (1980): T in einer Anordnung von Is und Ys entdecken Annahme, dass nach dem T-Querstrich-Merkmal als Unterscheidungsmerkmal gesucht würde einfache Suche nach einem Merkmal => 400 ms Wenn T innerhalb einer Anordnung von Is und Zs dargeboten wurde mussten die Vps den Quer- und den vertikalen Strich verknüpfen Merkmalsverknüpfung bei der Mustererkennung nahm doppelt soviel Zeit (800ms) in Anspruch Variation der Größe einer Anordnung hat bei der Erkennung von Merkmalskombinationen einen stärkeren Einfluss (Zahl der Distraktoren) Vorhandensein eines einzelnen Merkmals kann ohne das Wissen darüber, wo dieses genau liegt, entdeckt werden. Eine Verknüpfung erfordert jedoch das Wissen über die Stelle innerhalb der Reizdarbietung und muss fixiert werden. Zur Bestätigung der Verknüpfung muss die Aufmerksamkeit einem bestimmten Ort zugewandt werden. Scannen: 40 ms, um ein Item in Betracht zu ziehen und zurückzuweisen (keine Identifikation) TREISMAN & SCHMIDT (1982): Hauptaufgabe (Aufmerksamkeitsbündelung): Identifikation von aufleuchtenden schwarzen Ziffern In einem anderen Teil des visuellen Feldes wurden Buchstaben unterschiedlicher Farbe dargeboten Nennung der Buchstaben und deren Farben => oftmals illusorische Verknüpfungen von Merkmalen Kombination von Merkmalen zu einer zutreffenden Wahrnehmung nur möglich, wenn Aufmerksamkeit auf ein Objekt gerichtet ist; sonst: korrekte Wahrnehmung der einzelnen Merkmale, aber Kombination zu einer Wahrnehmung eines Objekts, das es nie gegeben hat (Scheinverbindungen; siehe auch Goldstein) 6 Merkmalsinfo muss sich im Zentrum der Aufmerksamkeit befinden, um zu einem Muster zusammengesetzt zu werden. Neglect des visuellen Feldes neuronale Strukturen, die die Aufmerksamkeitsverlagerung kontrollieren, liegen nicht im primären visuellen Cortex, sondern u.a. der hintere Parietallappen sowie der Colliculus superior Schädigungen dieser Areale führen zu Defiziten der visuellen Aufmerksamkeit POSNER et al. (1984): Patienten mit einer Schädigung des Parietallappens haben Schwierigkeiten, die Aufmerksamkeit von einer Seite des visuellen Feldes abzuziehen (rechter PL geschädigt: Schwierigkeiten, Aufmerksamkeit vom rechten visuellen Feld abzuziehen) visuelle Löschung (Schädigung des parieto-occipitalen Cortex): Schädigung der RH: keine Probleme mit Objekten im linken visuellen Feld; bei einem konkurrierenden Objekt im rechten visuellen Feld kann das Objekt im LVF jedoch nicht wahrgenommen werden unilateraler visueller Neglect (noch extremere Version dieser Aufmerksamkeitsstörung): vollständiges Ignorieren der Seite des VFs, die von der geschädigten Hirnhälfte verarbeitet wird. Objektzentrierte Aufmerksamkeit Belege dafür, dass wir die Aufmerksamkeit manchmal eher auf best. Objekte als auf Raumregionen fokussieren. BEHRMANN, ZEMEL & MOZER (1988): Ähnliche visuelle Figuren, die sich überlappen, als Stimuli dargeboten. Entscheiden, ob die Anzahl an Ausbuchtungen an zwei Enden von Objekten gleich ist. Probanden konnten die Urteile schneller abgeben, wenn sich die Ausbuchtungen auf dem gleichen Objekt befand, obwohl sie eigentlich näher zueinander lagen, wenn sie sich auf unterschiedlichen Objekten befanden => Aufmerksamkeit auf ein Objekt und nicht auf einen Ort gelenkt! Wenn ein Merkmal bzw. zwei zu vergleichende Merkmale auf demselben Objekt liegen, besteht daher keine Notwendigkeit, die Aufmerksamkeit zu bewegen. Hemmung der Rückkehr (inhibition of return): Wenn wir auf eine bestimmte Raumregion geblickt haben, dann fällt es uns schwerer, mit unserer Aufmerksamkeit erneut zu dieser Region zurückzukehren. Sinn: ein Ort bereits durchsucht, visuelles System lieber auf noch unerforschte Orte TIPPER, DRIVER & WEAVER (1991): Objekte, die aus drei Quadraten bestanden Zuerst Aufmerksamkeit auf äußerem Quadrat (durch Blinken), dann auf mittlerem Quadrat, Testreiz wieder äußeres Quadrat Wenn der Testreiz an der Stelle des äußeren Quadrats dargeboten wurde, das zuerst blinkte, waren die Antwortreaktionen langsamer. Probanden reagierten langsamer, wenn sie die Aufmerksamkeit auf einen Ort lenken, an dem sie bereits war. eigentlich aber eine Hemmung der Rückkehr zum selben Objekt und nicht zum selben Ort => objektzentriert! Bsp: visueller Neglect bezieht sich oftmals auf eine best. Seite des Objekts, unabhängig davon, in welchem visuellen Feld sich dieses befindet. 7 zentraler Flaschenhals (intermodal) Flaschenhälse in den verschiedenen perzeptuellen Modalitäten: immer nur einen Sachverhalt zu einem Zeitpunkt innerhalb einer Modalität verarbeitbar KARLIN & KESTENBAUM (1968): dual-task-design mit Aufgaben aus zwei versch. Sinnesmodalitäten (visuell und auditiv) Aufgabe 1: Reaktion auf Zahl (1 vs. 2); Aufgabe 2: Reaktion auf Töne (hoch vs. tief) Interferenz zwischen beiden Aufgaben. Aufgaben konnten weder gänzlich parallel bearbeitet werden, noch mussten sie zunächst die eine Aufgabe komplett abgeschlossen haben, bevor sie die andere bearbeiten konnten (Verarbeitungsprozesse konnten sich um 60ms überlappen). auditive Stimulus wurde enkodiert, während die erste Aufgabe bearbeitet wurde. auditive Stimulus wurde enkodiert, während die erste Aufgabe noch ausgeführt wird. Allerdings erreichten Vps bei der Enkodierung des aud. Stimulus einen zentralen Flaschenhals und konnten daher nicht an der 2. Aufgabe weiterarbeiten Wir können mehrere perzeptuelle Modalitäten gleichzeitig bearbeiten oder mehrere Aktionen gleichzeitig ausführen (z.B. wenn ein Prozess hoch automatisiert ist), aber wir können nicht über zwei Dinge gleichzeitig nachdenken. Automatisiertheit allgemeiner Effekt der Übung: zentrale kognitive Komponente wird reduziert (z.B. Tippen von Transkripten) Wenn Aufgabe wenig oder keinen Denkaufwand mehr erfordert: Automatisiertheit (geringere zentrale Kognition) Die verschiedenen perzeptuellen Systeme, die versch. motorischen Systeme und die zentrale Kognition sind voneinander unabhängige Systeme, die parallel arbeiten. Allerdings ist jedes System für sich genommen seriell (immer nur eine Sache auf einmal) Die zentrale Kognition stellt of den Flaschenhals dar, weil so viele Aufgaben Koordination erfordern bei Automatisiertheit: wenig Konfliktpotential innerhalb eines Systems Stroop-Effekt (STROOP, 1935) DUNBAR & MCLEOD (1984) Vps sollen Druckfarbe benennen, mit der einzelne Wörter geschrieben sind, entweder Farbwort oder neutrales Wort Bei Farbwörter entweder Kongruenz oder Inkongruenz zwischen Bedeutung und Druckfarbe Langsamere Benennung der Druckfarbe innerhalb der Konflikt-Bedingung Außerdem Erfassung der Reaktionszeiten für bloßes Lesen der Wörter Effekte sind asymmetrisch, was bedeutet, dass die Probanden nicht eine ebensolche Erleichterung oder Interferenz beim Lesen eines Wortes durch die Druckfarbe erfahren. Das dargebotene Farbwort kann sich sogar gegen die zu benennende Druckfarbe durchsetzen Ausführung von automatisierten Prozessen kann nur schwer unterbrochen werden; starke Tendenz von Wörtern, automatisch erkannt zu werden 8 Das Lesen eines Wortes ist ein so stark automatisierter Prozess, dass es schwierig ist, ihn zu unterdrücken. Er interferiert mit anderen Infos, die sich auf das Wort beziehen. Kapitel 4: Wahrnehmungsbasierte Wissensrepräsentationen I allgemein: Weiterverarbeitung von Infos hängt davon ab, auf welche Weise sie in diesem System repräsentiert sind („Wissensrepräsentationen“) Kognitive Psychologie: Anspruch, dass interne Wissensrepräsentationen vorliegen, über die der Verstand arbeitet (im Gegensatz zum frühen Behaviorismus) „mentale Vorstellung“ = Verarbeitung von internen Informationen Untersuchungen zur Wissensrepräsentation gehen der Frage nach, wie Informationen im LZG organisiert und genutzt werden II Theorie der dualen Kodierung (PAIVIO, 1986) postuliert verschiedene Repräsentationen für verbale und visuelle Informationen bessere Gedächtnisleistungen, wenn Infos sowohl visuell als auch verbal enkodiert werden Experiment von SANTA (1977; S. 109f) Vps betrachteten zunächst einen Vorgabereiz und hatten dann zu entscheiden, ob die Prüfreize die gleichen Elemente enthalten. uV1: Konfiguration (gleich vs. linear), uV2: Art der Elemente (identisch vs. anders) Geometr. Bedingung: Gleiche-Konfiguration-Bedingung ruft schnellste Reaktion hervor, weil visuelles Gedächtnis die räumliche Info aufrechterhält Verbale Bedingung: Lineare-Konfiguration-Bedingung ruft schnellste Reaktion hervor, weil sie die Wörter der Vorgabereize ebenfalls linear kodiert hatten. Starker Interaktionseffekt zwischen beiden Bedingungen Ein Teil der visuellen Info wird eher entsprechend ihrer räumlichen Anordnung, andere Infos hingegen eher als lineare Anordnung gespeichert. Versuchsaufbau von SANTA (1977) Geometr. Bedingung Vorgabereiz Prüfreiz z.B. Verbale Bedingung Vorgabereiz Prüfreiz z.B. Dreieck Kreis Dreieck Kreis Quadrat Quadrat 9 bloße Vorstellung von Info in einer Modalität => gleiche Hirnregionen beteiligt wie bei der Wahrnehmung dieses Materials verbale und visuelle Infos werden in unterschiedlichen Arealen und auf unterschiedliche Art und Weise verarbeitet. III Beschaffenheit der Wissensrepräsentation Art und Weise, wie Wissen repräsentiert ist, kann die Möglichkeiten der Wissensverarbeitung beeinflussen. Aktivität des visuellen Cortex korrespondiert mit der räumlichen Struktur des Reizes (topographische Repräsentation); Sinn: benachbart neuronale Gebiete, die angrenzende Info verarbeiten, können besser interagieren, da sie direkt verschaltet werden können. Vorstellung einer visuellen Anordnung ruft eine Repräsentation im Sinne eines Aktivationsmusters von Zellen hervor. Anschauliche Vorstellungen werden auf die gleiche Weise repräsentiert und verarbeitet wie perzeptuelle Infos. IV Visuelle und räumliche Vorstellungen „mentale Bilder“: Repräsentationen, die anschaulichen Vorstellungen unterliegen 1) mentale Rotation SHEPARD und METZLER (1971): Den Vps wurden paarweise 2-dimensionale Darstellungen 3-dimensionaler Objekte dargeboten; sie sollten entscheiden, ob die beiden Objekte identisch sind oder nicht. Vps drehten Objekte in ihrer Vorstellung so weit, bis es mit einem anderen Objekt zur Deckung kam. Linearer Zusammenhang zwischen Winkeldisparität und Reaktionszeit: Jede Zunahme des Rotationswinkels geht mit einer proportionalen Erhöhung der benötigten Reaktionszeit einher. Rotation in der Bildtiefe benötigt nicht mehr Zeit als Rotation in der Bildebene => Vps operieren offenbar immer mit 3-dimensionalen Repräsentationen. Mentale Rotation bringt allmähliche Verschiebung der Zellaktivitäten mit sich, ausgehend von Zellen, die für die Enkodierung des ursprünglichen Stimulus zuständig sind (Präsentation), hin zu Zellen, die den transformierten Stimulus enkodieren (motorische Reaktion) Mensch: Planen und Ausführen von Bewegungen => Aktivitäten in Frontal- und Parietallappen Annahme, dass mentale Rotationen normalerweise zur Vorbereitung motorischer Aktionen unternommen werden, wenn man mit einem Objekt in ungewohnter Position zu tun hat. 2) Scannen mentaler Bilder Auf der Suche nach relevanten Infos scannen wir mentale Bilder Experiment von BROOKS (1968): Kontur eines vorgestellten Blockdiagramms (beispielsweise des Buchstaben F) sollte von einem best. Anfangspunkt aus in einer vorgeschriebenen Richtung gescannt werden 10 Klassifizierung der Eckpunkte, je nachdem, ob diese auf der obersten oder untersten Außenkante („ja) oder auf der Umrisslinie dazwischen („nein“) lagen. Nicht-visuelle Kontrastaufgabe: Sätze dargeboten, Klassifizierung der Wörter als Substantiv oder Nicht-Substantiv Antwortmodi: verbal vs. Handbewegung links/rechts vs. auf Buchstaben deuten Buchstaben deuten beim Blockdiagramm benötigte viel mehr Zeit als die anderen Antwortmodi; bei den Sätzen war dies nicht der Fall Konflikt zwischen dem Scannen des Antwortblatts und dem Scannen einer mentalen Anordnung Problem ist räumlicher, nicht spezifisch visueller Natur und entsteht daraus, dass die Vps die physikalische Anordnung und das mentale Bild in konfligierende Richtungen scannen mussten Beim Scannen einer mentalen Anordnung liegt eine Repräsentation vor, die einer physikalischen Anordnung analog ist. Interferenz zwischen Scannen einer externen physikalischen Anordnung und Scannen eines mentalen Bildes Scannen mentaler Bilder wird durch Interferenzen behindert, wenn gleichzeitig räumliche Strukturen der Umgebung verarbeitet werden müssen 3) Vergleich visueller Ausprägungen Reaktionszeit zur Unterscheidung zwischen zwei Objekten steigt kontinuierlich, je geringer die Größendifferenz zwischen den beiden Objekten ausfällt (linearer Zusammenhang) MOYER (1973): Größenbeurteilung zweier Tiere (aus dem Gedächtnis) Beurteilungszeiten umso kürzer, je stärker die geschätzten absoluten Größen voneinander abwichen. Der Größenvergleich zweier vorgestellter Objekte – genau wie der Größenvergleich zweier wahrgenommener Objekte – ist umso schwieriger, je ähnlicher sich die Objekte hinsichtlich ihrer Größe sind Linearer Zusammenhang zwischen geschätztem Größenunterschied und Reaktionszeit JOHNSON (1939): Beurteilung, welche von zwei gleichzeitig dargebotenen Linien länger sei Dieselben Ergebnisse wie bei Moyer (mentale Vergleichsurteile) hier für tatsächliche physikalische Ausdehnungen (Wahrnehumgsurteile) 4) zwei Arten mentaler Vorstellungen intuitiv scheinen anschauliche Vorstellungen sowohl räumliche als auch visuelle Komponenten zu enthalten räumliche Repräsentationen sind nicht an die visuelle Modalität gebunden, sondern können auch über taktile oder akustische Infos aufgebaut werden Erkennen von visuellen Objekten und von Mustern: Temporallappenbereich Visuelle oder taktile Aufgaben, die den Ort von Objekten betreffen: Parietallappenbereich Vorstellungsaufgaben, die räumliche Urteile erfordern => Parietallappen; keine modalitätsspezifischen Effekte Vorstellungsaufgaben, die Zugriff auf visuelle Details erfordern => Temporallappen; modalitätsspezifische Effekte neuropsychologische Befunde: verschiedene Hirnregionen für die Unterstützung der räumlichen und der visuellen Aspekte von mentalen Vorstellungen zuständig. 11 5) visuelle Vorstellungen im Vergleich zur visuellen Wahrnehmung FINKE, PINKER & FARAH (1989): Vps sollten anhand von Instruktionen mentale Bilder aufbauen und dann eine Reihe von Transformationen an diesen Bildern durchführen Die zusammengesetzten Bilder konnten genauso gut erkannt werden, als wenn sie tatsächlich dargeboten worden wären. In unserer Vorstellung können also neue mentale Objekte entstehen WALLACE (1984): Erste Bedingung: Vps. wurde ein umgedrehtes V, dargeboten, das zwei horizontale Linien enthält, wobei die untere Linie das V nicht berührt Zweite Bedingung: nur die beiden horizontalen Linien waren gegeben, das umgedrehte V sollte mental vorgestellt werden Unter beiden Bedingungen schätzten die Vps die obere Linie als länger ein, obwohl sie das nicht ist. Ponzo-Illusion im Bereich mentaler Vorstellung ebenso aktiv wie als klassische optische Täuschung Spricht für Äquivalenz zwischen der mentalen Vorstellung und der Wahrnehmung CHAMBERS & REISBERG (1985) Unterschiede: Bei der Verarbeitung von Kippfiguren kann oft keine zweite Interpretation gefunden werden vorgestellte Bilder sind im Gegensatz zu tatsächlichen an eine bestimmte Interpretation gebunden! Es ist zwar möglich, jedoch schwieriger, visuelle Vorstellungen zu reinterpretieren. Spricht gegen Äquivalenz von mentaler Vorstellung und Wahrnehmung. Daten neuronaler Aktivitäten sprechen jedoch ebenfalls für eine Ähnlichkeit zwischen Wahrnehmung und Vorstellung: Bei der mentalen Vorstellung sind grundlegende visuelle Verarbeitungsprozesse beteiligt (Aktivität des primären visuellen Cortex) 6) hierarchische Struktur mentaler Vorstellungen komplexe mentale Vorstellungen können aus einer Hierarchie von Elementen aufgebaut sein. Chunk = Einheit der Wissensrepräsentation; auf der einen Ebene verbindet ein Chunk eine gewisse Anzahl primitiver Einheiten; auf der anderen Ebene ist es selbst die Basiseinheit einer größeren Struktur MCNAMARA, HARDY & HIRTLE (1989) Zerlegung eines Raumes in Teilräume und Zuordnung von bestimmten Objekten zu bestimmten Teilräumen durch Vps. Vps waren schneller in der Lage, ein Objekt aus einem bestimmten Teilraum zu erinnern, wenn sie gerade zuvor ein Objekt desselben Teilraums erinnert hatten. Sie brauchten mehr Zeit, um sich an ein Objekt in gleicher Entfernung, aber aus einem anderen Teilraum zu erinnern. Visuelle Vorstellungen sind hierarchisch strukturiert, wobei der Aufbau einer Hierarchie meist in idiosynkratischer Weise erfolgt. Dabei sind Teile der visuellen Vorstellung oder Chunks innerhalb größerer Teile oder Chunks organisiert. 8) Mentale Landkarten Mentale Landkarten sind bildliche Repräsentationen der Welt um uns HART & MOORE (1973): mentale Landkarten durchlaufen während der kindlichen Entwicklung einen Prozess von sogenannten Routenkarten ausgehend zu Übersichtskarten 12 Routenkarte: eine Art Pfad, der markante Punkte angibt, aber keine 2-dimensionalen Infos enthält Verzerrte Landkarten Wegen der hierarchischen Struktur von Landkarten können bestimmte systematische Verzerrungen entstehen. Probanden greifen auf abstrakte Fakten über die relative Lage großer Einheiten zurück, um Urteile über Orte zu treffen. Nicht-kongruente Landkarten: relative Lage der Gebiete A und B kommt nicht mit der Lage der Städte X und Y überein. Das Sich-Verlassen auf Infos „höherer Ordnung“ führt in diesem Fall zu Fehlurteilen. V Der Transfer von Wörtern zu Vorstellungen notwendig, wenn wir Richtungsangaben oder Situationsbeschreibungen mental verarbeiten mentale Vorstellungen können konfligieren, z.B. wenn man versucht, während des Autofahrens einem Football-Spiel im Radio zu folgen FRANKLIN & TVERSKY (1990): Vps lasen Texte mit zahlreichen räumlichen Informationen Danach wurden sie durch verschiedene Beschreibungen aufgefordert, sich selbst in die Szenerie einzuordnen, und anzugeben, was sich in einer bestimmten Richtung befand Probanden fällen Oben-Unten-Urteile am schnellsten und Rechts-Links-Urteile am langsamsten, weil sie während des Lesens eine räumlichen Rahmen konstruieren und sie links und rechts wegen der Achsensymmetrie des Körpers leicht verwechseln verbale Beschreibungen können in detaillierte mentale Landkarten unserer Umgebung umgewandelt werden. VI Die Repräsentation verbaler Informationen zweite Art der Wissensrepräsentation nach PAIVIOs Schema der Dualen Kodierung unterschiedliche Arten verbaler Vorstellungen es gibt außerdem Komponenten verbaler Vorstellungen, die mit der seriellen Ordnung zu tun haben. separate Repräsentationen einer nicht modusgebundenen seriellen Ordnung und dem Klang oder den sensorischen Eigenschaften eines verbalen Materials Nachweis für akustische Repräsentationen: Auftreten akustischer Verwechslungen in den Wiederholungen. CONRAD (1964): Wenn Personen Buchstaben nicht erinnern können, fügen sie oftmals Buchstaben ähnlichen Klanges ein. Buchstabensequenzen: B wird eher durch D ersetzt als durch S. Generell dieselben Ergebnisse, wenn man anhand von Bildern, Buchstaben, Ziffern oder Ereignissen das Gedächtnis testet Experiment von ANDERSON et al. (1998) zur Repräsentation von Infos serieller Ordnung: 13 Vps wird eine Reihe von Elementen gezeigt Man zeichnet auf, mit welcher Genauigkeit sie die Gegenstände der Liste wiedergeben Anfangsanker-Effekt: Vps konnten die Elemente am Anfang der Liste viel besser wiedergeben als die am Ende Experiment von STERNBERG (1969): Reihe von bis zu 7 Ziffern wird gelernt Nach Vorgabe einer Prüfziffer ist die nächste Ziffer der Reihe zu nennen Vps suchen die Reihe vom Anfang her ab, bis sie auf die Prüfziffer stoßen, und dann die jeweils darauf folgende Zahl nennen. Zeigt ebenfalls die Bedeutung der Anfangsverankerungen bei seriellen Effekten. Seriell geordnete Infos werden so repräsentiert, dass die Infos der Anfangselemente am leichtesten erreicht werden können und dass eine serielle Suche entlang der Informationsstruktur durchgeführt werden kann. Hierarchische Enkodierung seriell geordneter Informationen: JOHNSON (1970): Vps mussten Zufallsreihen von Buchstaben lernen, wobei durch unterschiedliche Abstände zwischen den Buchstaben eine bestimmte hierarchische Ordnung nahegelegt wurde. Vps bauten aus einzelnen Sequenzen Hierarchien auf, die durch die Abstände vorgegeben waren; die untergeordneten Sequenzen wurden später als Einheiten abgerufen Wenn sie sich an den ersten Buchstaben der Unterliste erinnerten, lag die Fehlerrate nur bei 10% Wenn der letzte Buchstabe einer vorangegangen Liste erinnert wurde, betrug die Fehlerrate für die Erinnerung des ersten Buchstaben der folgenden Unterliste allerdings 30% Probanden organisieren lange Listen von Elementen hierarchisch. Dabei bilden Unterfolgen die Elemente hierarchisch höherer Folgen (Bsp: ABC-Lied). Kapitel 5: Bedeutungsbezogene Wissensrepräsentationen Allgemein Mensch besitzt Fähigkeit, das Wesentliche eines Ereignisses zu behalten, ohne sich an viele der genauen Einzelheiten zu erinnern Details können in die Quere kommen, wenn man Dinge erinnern soll, die man sich merken sollte Gedächtnis: Fähigkeit, sich am besten an das zu erinnern, was am wichtigsten ist Enkodierung in bedeutungsbezogenen Repräsentationen zwei Arten bedeutungsbezogener Repräsentationen: propositionale Strukturen, in denen die bedeutsame Info über ein bestimmtes Ereignis kodiert ist Schemata, in denen Klassen von Ereignissen und Gegenständen an Hand ihrer typischen Eigenschaften und Merkmale repräsentiert ist 14 I Gedächtnis für Interpretation der Bedeutung 1) Gedächtnis für verbale Informationen Experiment von WANNER (1968): Tonbandaufzeichnungen 1. Gruppe mit Hinweis: bestimmte Sätze aus den Instruktionen erinnern; 2. Gruppe ohne Hinweis vier kritische Sätze innerhalb der Instruktionen für beide Gruppen: 1x Bedeutungsänderung, 1x stilistische Variation anschließende Darbietung des kritischen Satzes zusammen mit einem ähnlichen Alternativsatz Messung der Fähigkeiten, sich an die Bedeutung bzw. den Stil der Sätze zu erinnern Wortlautveränderungen, die zu Bedeutungsänderungen führen, werden besser erinnert als Wortlautveränderungen, die lediglich eine stilistische Veränderung hervorrufen Überlegenheit des bedeutungsbezogenen Gedächtnisses; es gehört zum üblichen Verstehensprozess, sich die Bedeutung einer Äußerung zu merken Der vorwarnende Hinweis beeinflusst das Gedächtnis für die stilistische Veränderung; normalerweise speichern wir kaum Infos über die wörtliche Formulierung, es sei denn, wir richten unsere Aufmerksamkeit darauf Gedächtnis für stilistische Info selbst nach einem entsprechenden Hinweis noch schlechter als das Gedächtnis für die Bedeutung. Nach der Verarbeitung einer sprachlichen Äußerung erinnern Menschen normalerweise nur ihre Bedeutung und nicht ihren exakten Wortlaut! Ergebnisse aus dem Experiment von WANNER (1968) Gedächtnis für Bedeutung 100% Gedächtnis für Formulierungsstil 50% Ohne Hinweis mit Hinweis 2) Gedächtnis für visuelle Information Experiment von SHEPARD (1967) Wiedererkennen von Zeitschriftenbildern: aus einem Bildpaar das schon gesehene Bild heraussuchen Fehlerrate: 1,5% Wiedererkennen von Sätzen: aus einem Satzpaar den schon gelesenen Satz heraussuchen Fehlerrate: 11,8% Erinnerungsleistung in der Satzbedingung recht hoch, in der Bildbedingung praktisch perfekt. Erinnerung allerdings an eine Interpretation des Bildes und nicht an dessen konkrete physikalische Beschaffenheit. 15 Experiment von MANDLER & RITCHEY (1977) Wiedererkennen von Bildern; in der Testphase neben Originalbildern auch Distraktorbilder: merkmalsbezogen (optisches Detail) vs. typenbezogen (Wechsel der Objektklasse) Typenersetzung stellte jeweils eine wichtigere Veränderung der Bildbedeutung dar als die Merkmalsersetzung Merkmalsveränderte Distraktorbilder wurden zu 60%, typenveränderte Bilder dagegen zu 94% ausgesondert! Vps reagierten sehr viel empfindlicher auf bedeutungsrelevante Veränderungen innerhalb eines Satzes; möglicherweise besseres Gedächtnis für die Bedeutung von Bildern BOWER, KARLIN & DUECK (1975) Gedächtnisleistung für sog. „droodles“ gemessen Es wurde entweder eine Interpretation der Bilder vorgegeben oder nicht, danach folgte ein Gedächtnistest. Reproduktionsleistungen bei Vorgabe einer Interpretation (70%) besser als ohne vorgelegte Interpretation (51%) Gedächtnisleistung für derartige Zeichnungen hängt entscheidend von der Fähigkeit ab, den Bildern eine bedeutungshaltige Interpretation zuzuschreiben. Wenn Menschen ein Bild sehen, dann merken sie sich in der Regel eine Interpretation seiner Bedeutung. II Details vs. Bedeutung beim Behalten Menschen enkodieren zunächst viele der wahrnehmungsbezogenen Details eines Satzes oder eines Bildes; diese Info wird aber schnell wieder vergessen, danach merkt man sich ur noch die Interpretation des Bildes Räumliche Orientierung eines Bildes gehört zu den visuellen Details, die in der Erinnerung recht schnell verschwinden Das Erinnerungsvermögen an die Inhalte von Bildern bleibt auch über einen längeren Zeitabstand hinweg sehr groß Experiment von ANDERSON (1974b) Hören einer Geschichte („Missionar erschoss den Maler.“) und anschließende Darbietung verschiedener Sätze. Angabe, ob der Satz aus der gehörten Geschichte logisch folgt und ob er tatsächlich gehört wurde Urteile entweder gleich nach dem Hören des Satzes oder mit 2-minütiger Verzögerung abgegeben Einfluss der zeitlichen Verzögerung auf das Ausmaß korrekter Antworten: Bei logischen Schlussfolgerungen fast kein Einfluss Bei exaktem Wiedererkennen eines Satzes allerdings drastischer Verzögerungseffekt! Die Erinnerung an Details ist am Anfang vorhanden, wird aber schnell vergessen, während die Erinnerung an die Inhalte erhalten bleibt. III Erinnerungsvermögen für Bedeutungen: Anwendungsaspekte Methoden der Gedächtnisverbesserung; „Mnemotechnik“: Gedächtnis unterstützendes Verfahren (z.B. Aufbau und Vorstellungen bei einzelnen Silben Anwendung im Alltag: Einkaufslisten, Namen für Gesichter, Telefonnummern etc. => einzelne Elemente sinnvoll miteinander verbinden Wenig bedeutungshaltiges Material kann man leichter behalten, wenn man es in bedeutungshaltiges Material umwandelt. 16 IV Propositionale Repräsentationen Kognitive Psychologie: Verwendung unterschiedlicher Notationssysteme, um die Bedeutung von Sätzen oder Bildern darzustellen Notationssysteme: beschreiben die bedeutungsbezogene Struktur, die übrig bleibt, wenn man von den wahrnehmungsbezogenen Details abstrahiert. Propositionale Darstellung und korrespondierende Annahme der propositionalen Repräsentation im Gedächtnis als Methode bei der analysierenden Beschreibung bedeutungshaltiger Informationen Proposition = kleinste Wissenseinheit, die eine selbstständige Aussage bilden kann; kleinste Einheit, die sich sinnvoll als wahr oder falsch beurteilen lässt; primitive Bedeutungseinheit langer Satz mit vielen Teilinfos lässt sich in einfachere einzelne Sätze aufteilen. Wenn einer dieser Sätze falsch wäre, dann wäre auch der komplexe Satz nicht wahr. Bsp: Lincoln, der Präsident der Vereinigten Staaten während eines bitteren Krieges, befreite die Sklaven: a. Lincoln war der Präsident der Vereinigten Staaten während eines Krieges. b. Der Krieg war bitter. c. Lincoln befreite die Sklaven. Probanden behalten den exakten Wortlaut der einer komplexeren Bedeutung zugrunde liegenden Einzelsätze genauso wenig wie den exakten Wortlaut des komplexen Satzes selbst Info scheint im Gedächtnis so repräsentiert zu sein, dass die Bedeutung der elementaren Aussagen, nicht aber der Info über den Wortlaut erhalten bleibt. KINTSCH (1974): jede Proposition als eine Struktur, die aus einer Relation (Prädikat) und einer geordneten Menge von Argumenten besteht. Prädikate (Verben, Adjektive) organisieren die Struktur der Argumente Argumente (Nomina) beziehen sich auf bestimmte Zeitpunkte, Orte, Menschen, Gegenstände Im obigen Bsp. wird Bedeutung der Gesamtaussage durch die Propositionen A´ bis C´ dargestellt: A´. (Präsident-von, Lincoln, Vereinigte Staaten, Krieg) B´. (bitter, Krieg) C´. (befreien, Lincoln, Sklaven) Propositionale Analysen stellen das Erinnerungsvermögen für komplexe Sätze anhand einfacher, abstrakter propositionaler Einheiten dar. BRANSFORD & FRANKS (1971) Nachweis der psychischen Realität propositionaler Einheiten Verschiedene Sätze, die aus zwei Gruppen („Ameisen, die Marmelade essen“, „Fels, der Berg hinab rollt und Hütte zerschmettert“) von je vier Propositionen zusammengesetzt sind. Vps waren so gut wie nicht in der Lage, zwischen zwei verschiedenen Sätzen mit sehr ähnlichem Inhalt (1. und 2.) zu unterscheiden: Alt: Die Ameisen in der Küche aßen die Marmelade. Neu: Die Ameisen aßen die süße Marmelade. Unzutreffend: Die Ameisen aßen die süße Marmelade am Rande des Waldes. Vps können sich gut daran erinnern, auf welche Proposition sie gestoßen waren, für die tatsächliche Kombination der Propositionen sind sie aber nicht sehr empfänglich. Sie gaben mit größter Wahrscheinlichkeit an, sie hätten den aus allen 4 Propositionen zusammengesetzten Satz gehört. 17 V Propositionale Netzwerke Jede Proposition durch eine Ellipse dargestellt, die durch beschriftete Pfeile mit ihrem Prädikat und ihren Argumenten verbunden ist. Die Propositionen, die Prädikate und die Argumente nennt man Knoten des Netzwerks, die Pfeile heißen Verbindungen. Dieselbe propositionale Info kann alternativ auch in einer Menge linearer Propositionen dargestellt werden (KINTSCH) Lineare Darstellung ist etwas übersichtlicher und kompakter; dafür hebt die Netzwerkdarstellung die Verbindungen zwischen den Elementen deutlicher hervor. Wie räumliche Vorstellungsbilder und lineare Ordnungen können auch Propositionen in hierarchische Beziehungen eintreten, in denen eine Proposition als eine Einheit innerhalb der anderen Proposition auftritt Sinnvoll, sich die Knoten in solchen Netzwerken als Vorstellungen und die Verbindungen als Assoziationen zu denken VI Konzeptuelles Wissen Bedeutungsbezogene Wissensrepräsentationen: Löschung vieler wahrnehmungsbezogener Details und Speicherung der wichtigen Beziehungen zwischen den Inhaltselementen Weitere mögliche Abstraktion: Vernachlässigung spezifischer Erfahrungen zu Gunsten einer allgemeinen Kategorisierung von Merkmalen und Kennzeichen der jeweiligen Erfahrungsklasse => eine derartige Abstraktion schafft konzeptuelles Wissen, das Kategorien beinhaltet! Nutzung der Kategorien zur abstrakten Repräsentation spezifischer Erfahrungen Fähigkeit, anhand einer Kategorie Dinge vorherzusagen, ermöglicht eine Einsparung bei der Repräsentation und Kommunikation Notationssysteme für die Repräsentation konzeptuellen Wissens: semantische Netzwerke und Schemata! Zwei andere Theorien zur Konzeptrepräsentation: Exemplartheorie und konnektionistisches Netzwerk-Modell! 1 ) Semantische Netzwerke: Netzwerkrepräsentationen zur Enkodierung konzeptuellen Wissens Speicherung von Infos über verschiedene Kategorien in einer Netzwerkstruktur, welche eine Hierarchie kategorialer Tatsachen skizziert (durch sog. „isaVerbindungen“ zwischen den jeweiligen Kategorien. Mit den einzelnen Kategorien sind die jeweils zutreffenden Eigenschaften verbunden Eigenschaften, die für Kategorien auf einer höheren Hierarchieebene zutreffen, gelten auch für die darunter liegenden Ebenen COLLINS & QUILLIAN (1969): Vps sollten prüfen, ob best. Aussagen über Konzepte richtig sind; einige Behauptungen trafen zu (Kanarienvögel…können singen/haben Federn), einige waren falsch (Äpfel haben Federn.) Je weniger Verbindungen kognitiv durchlaufen werden müssen, desto schneller gelangt man zu der für die Verifikation eines Satzes erforderlichen Infos Die Häufigkeit, mit der man bestimmten Sachverhalten in der Erfahrung begegnet, erwies sich als starker Einflussfaktor auf die Abrufzeit. Eine Info über ein Konzept, auf die man in der Erfahrung häufig stößt, wird direkt bei diesem Konzept gespeichert, selbst wenn sie sich aus einem allgemeineren Konzept ableiten ließe. 18 Je häufiger Tatsache mit best. Konzept verbunden, desto stärker die Assoziation. Je stärker die Assoziation, desto schneller kann Aussage verifiziert werden. Wenn Tatsachen nicht direkt bei einem Konzept gespeichert sind, sondern erst abgeleitet werden müssen, dauert die Verifikation einer Aussage relativ lang. Einflussfaktoren auf die Abrufzeit: Verbindungsstärke zwischen Tatsachen und Konzepten Abstand zwischen beiden im semantischen Netzwerk Wenn ein Merkmal nicht direkt bei einem Konzept gespeichert ist, kann man es von einem übergeordneten Konzept abrufen. 2 )Schemata Semantische Netzwerke, die lediglich Eigenschaften von Konzepten speichern, können nicht annähernd die Komplexität unseres Wissens z.B. über ein Haus erfassen Schemakonzeption wurde formuliert in der künstlichen Intelligenz und der Computerwissenschaft In Schemata ist kategoriales Wissen in Form einer Struktur von Leerstellen repräsentiert: Leerstellen, oder auch „slots“, werden mit den Ausprägungen, die die einzelnen Exemplare einer Kategorie auf verschiedenen Ebenen besitzen, besetzt. Bsp: Material, Form = slots; Holz, Stein, rechteckig = Ausprägungen Jede Kombination aus einem Slot und seinen Ausprägungen spezifiziert ein typisches Merkmal Default-Werte: typische Werte auf den einzelnen Attributen Oberbegriff-Slot entspricht den isa-Verbindungen im semantischen Netzwerk: Normalerweise erbt ein Konzept die Merkmale seines Oberbegriffs „Generalisierungshierarchie“: durch isa-Verbindungen aufgebaut; Konzepte werden von unten nach oben immer allgemeiner. Zweite Art von Hierarchien bei Schemata bezieht sich auf die Teil-Ganzes-Relation; Teile haben eigene Schemadefinitionen Bei Schemata handelt es sich nicht um eine bloße Erweiterung propositionaler Repräsentationen. Vielmehr erlauben sie die Enkodierung kategorialer Regelhaftigkeiten, gleich ob diese nun propositional oder wahrnehmungsbezogen sind Schemata sind dahingehend abstrakt, dass sie das für eine Kategorie im allgemeinen Zutreffende enkodieren und nicht das, was für ein bestimmtes Exemplar einer Kategorie gilt. Propositionen können somit abbilden, was für bestimmte Dinge wichtig ist, während Schemata das repräsentieren können, was bestimmten Dingen in der Regel gemeinsam ist. Schemata sind Abstraktionen spezifischer Exemplare, die zu Schlussfolgerungen über Exemplare der in den Schemata repräsentierten Konzepte genutzt werden können. Schlussfolgerungsprozesse müssen mit Ausnahmen umgehen können Wechselseitige Einschränkungen für die Ausprägungen der einzelnen Attribute müssen beachtet werden (Bsp.: unterirdisch => keine Fenster) psychische Realität von Schemata Experiment von BREWER & TREYENS (1981): Effekte von Schemata auf die Schlussfolgerungen im Gedächtnis (BüroSchema) Menschen gehen davon aus, dass ein Objekt die Default-Werte seine Objektklasse besitzt, solange sie nicht explizit etwas anderes feststellen. 19 3) unterschiedliche Grade der Klassenzugehörigkeit insgesamt wenig absolute Ausschlusskriterien für die typischen Ausprägungen einzelner Slots Übergang von weniger typischen zu sehr typischen Mitgliedern von Kategorien, je besser die Merkmale der Klassenmitglieder den im Schema vorgegebenen Restriktionen entsprechen. ROSCH (1973): Vps sollten Typikalität verschiedener Mitglieder einer Kategorie auf einer Skala von 1 bis 7 einschätzen (1 = „sehr typisch“) Vögel: Rotkehlchen (1,1), Huhn (3,8); Sportarten: Football (1,2), Gewichtheben (4,7) In späterem Experiment wurden nicht nur Wörter, sondern echte Bilder von Objekten beurteilt => typische Mitglieder sind auch bei ihrer Wahrnehmungserkennung im Vorteil. Es ist schwieriger zu beurteilen, ob Exemplare, die sich am äußeren Rand einer Kategorie befinden, noch dazugehören oder nicht. Diese Urteile fallen zwischen versch. Beurteilern nicht konsistent aus! LABOV (1973): Tasse vs. Schale/Schüssel Konzepte haben keine klar umrissenen Grenzen Anteil von Tassen-Bezeichnungen nimmt mit zunehmender Breite ab, wobei es aber keinen genau bestimmbaren Punkt gibt, ab dem die Klassifikation als Tasse nicht mehr möglich wäre. Klassifikationsurteile ändern sich nicht nur in Abhängigkeit von den Objekteigenschaften, sondern variieren auch mit dem Kontext, in dem man sich die Objekte vorstellt bzw. in dem man sie dargeboten bekommt. 4) Ereigniskonzepte Wir können unser Wissen über stereotype Ereignisse anhand ihrer einzelnen Bestandteile enkodieren (z.B. Kinobesuch) SCHANK & ABELSON (1977) Scripts: Variante von Ereignisschemata Auftreten stereotyper Handlungssequenzen in vielen Zusammenhängen Scripts sind Ereignisschemata, die beim logischen Nachdenken über prototypische Ereignisse zum Einsatz kommen. BOWER, BLACK & TURNER: psychische Realität von Scripts Wichtigsten 20 Teilereignisse einer Episode (z.B. Restaurantbesuch) Keine völligen, aber dennoch beträchtliche Übereinstimmungen zwischen den Vps (bei Platz nehmen, Speisekarte lesen, bestellen u.v.m. stimmten 73% überein) Effekte von Handlungsscripts auf die Erinnerung an Ereignisabläufe (BOWER, BLACK & TURNER): Beim Nacherzählen einer Geschichte berichten die Probanden oft Sachverhalte, die zum jeweiligen Script gehören, aber nicht Teil der Geschichte waren. Tendenz, Teilereignisse wieder in die übliche Reihenfolge zu bringen (bei ca. 50% von falsch platzierten Sätzen) Neue Ereignisse werden unter Berücksichtigung von allgemeinen Schemata enkodiert; auch die spätere Wiedergabe von Ereignissen steht unter dem Einfluss dieser Schemata 5) Abstraktionstheorien vs. Exemplartheorien Semantische Netzwerke und Schemata als zwei Arten der konzeptuellen Wissensrepräsentation => beide inadäquat! 20 Abstraktionstheorien: aus den Exemplaren, mit denen wir zu tun hatten, abstrahieren wir allgemeinen Merkmale und Eigenschaften Bsp: Schema-Theorie Speicherung eines einzigen Prototyps davon, wie Exemplare der jeweiligen Kategorie beschaffen sind Beurteilung einzelner Exemplare anhand ihrer Ähnlichkeit mit dem Prototyp Exemplartheorien: wir speichern im Wesentlichen nur bestimmte Exemplare, aus denen sich allgemeine Schlussfolgerungen ergeben. Kein zentrales Konzept gespeichert, sondern nur einzelne Exemplare Vergleich mit bestimmten, konkret spezifiziertem Exemplar und Einschätzung der mittleren Unterschiede Vorhersagen beider Theorien: Bessere Verarbeitung der zentralen Mitglieder einer Kategorie Für beide Theorietypen gibt es Realisierungsvorschläge in konnektionistischen Modellen Die Effekte, die im Zusammenhang mit der Struktur von Kategorien auftreten, lassen sich sowohl durch die Annahme erklären, dass wir die zentrale Tendenz von Kategorien extrahieren, als auch durch die Annahme, dass wir bestimmte Exemplare der Kategorien speichern. 6) Das Erlernen von Schemata in einem neuronalen Netzwerk GLUCK & BOWER: Inspektion der Akten fiktiver Patienten, die an vier versch. Symptomen leiden Treffen von Entscheidungshypothesen (2 hypothetische Krankheiten) Netzwerk muss synaptische Verbindungsstärken zwischen den Neuronen lernen: Vier Eingabeneuronen, zwei Ausgabeneuronen Insgesamt also acht synaptische Assoziationsstärken, die es zu lernen gilt (neuronale Lernregel: Delta-Regel) Schemarepräsentation ist im Wesentlichen in den synaptischen Gewichten lokalisiert. Die synaptische Verbindungsstärke zwischen einem Eingabeneuron und einem Ausgabeneuron ist im Grunde genommen ein Maß dafür, wie typisch das entsprechende Symptom für die jeweilige Krankheit ist. Mit Hilfe der Delta-Regel können synaptische Assoziationsstärken gelernt werden, die die Merkmalsstruktur einer Kategorie enkodieren. 7) Kategorien und das Gehirn Schädigung des Temporallappens: Defizite im Wissen über biologische Kategorien, relativ geringe Beeinträchtigung des Wissens über Artefakte (häufiger als umgekehrt) Patienten mit frontoparietalen Läsionen: Bei der Verarbeitung von Artefakten beeinträchtigt, nicht aber von biologischen Kategorien Dissoziation tritt deshalb auf, weil biologische Kategorien eher mit Wahrnehmungskategorien wie der Form assoziiert werden, wogegen Artefakte eher mit Handlungen, die wir mit ihnen vollziehen, in Verbindung gebracht werden. Verlust kategorialer Infos bei Patienten mit Hirnschädigungen scheint in Beziehung zu einem Verlust an Infos über die Merkmale zu stehen, die diese Kategorien definieren. Wissensdefizite in Bezug auf unterschiedliche Kategorien werden durch Schädigungen unterschiedlicher Gehirnregionen hervorgerufen. 21
