Allgemeine Psychologie I Vorlesung 6
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Allgemeine Psychologie I Vorlesung 6 Prof. Dr. Björn Rasch, Cognitive Biopsychology and Methods University of Fribourg 1 Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Allgemeine Psychologie I 2 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 Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Objekterkennung Menschen können Objekte sehr schnell und akkurat erkennen. Objekterkennung erfordert } } } } Trennung von Figure und Grund Detektion von Einzelmerkmalen } } } } Extraktion der retinal verfügbaren Informationen (Bottom-up Verarbeitung) Erkennen von Objektkonturen, Winkeln, Farbe, Bewegungen etc. Organisation von Einzelmerkmalen zu sinnvollen Einheiten Objektkonstanz } Berücksichtigung wechselnder Darbietungs- und Beobachtungsbedingungen ¨ } } 3 Beleuchtung, Perspektive, Entfernung Ergänzung von verdeckten Anteilen Vorerfahrung / Gedächtnis notwendig (Top-down Verarbeitung) Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Objektwahrnehmung Schwaninger (2005) 4 Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Objekterkennung Gestaltgesetze der visuellen Wahrnehmung } } } Gesetz der Ähnlichkeit } } Elemente werden eher mit nahen als mit fernen Elementen gruppiert Gesetz der guten Fortsetzung } 5 Elemente werden eher mit ähnlichen Elementen gruppiert als mit unähnlichen Gesetz der Nähe } } Gestalttheorie (z.B. Wertheimer, 1920) Elemente werden bevorzugt so gruppiert, dass sie kontinuierliche Linien ohne abrupte Brüche ergeben Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Objekterkennung Gestaltgesetze der visuellen Wahrnehmung } } } Gesetz des gemeinsamen Schicksals } } Gestalttheorie (z.B. Wertheimer, 1920) Elemente, die sich in gleicher Richtung und Geschwindigkeit bewegen, werden bevorzugt gruppiert Gesetz der Prägnanz } Mehrdeutige Elemente werden bevorzugt so interpretiert, dass sich prägnante Formen ergeben ¨ 6 Z.B: einfache symmetrische Figuren wie Kreise, Dreiecke und Quadrate Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Repräsentation von Objekten Hypothesen zur Repräsentation von Objekten } } Hypothese 1: Zwei Modul-Hypothese } } } Verschiedene Objekte werden in verschiedenen Hirnmodulen verarbeitet Fusiform face area (FFA): Spezialisiert auf Gesichtsverarbeitung Parahippocampal Place Area (PPA):Verarbeitung von Landschaften / Häusern ¨ } Hypothese 2: Kategorie-spezifische Module } } Für jede Objektkategorie gibt es ein separates Modul. Extremform: „Grossmutterzelle“ ¨ } Objekte werden durch die Kombination von einfachen und komplexen visuellen Merkmalen repräsentiert. Hypothese 4: Prozesskarten } 7 Problem: Woher weiss das Gehirn, welche Zelle für welches Objekt zuständig ist? Hypothese 3: Merkmalskarten } } Aber: Starke Spezialisierung trifft nur auf wenige Objektkategorien zu. In Abhängigkeit von der Erkennungsaufgabe werden verschiedene Aspekte visueller Information relevant. Björn Rasch Vorlesung Allg. Psychologie Uni FR 30.10.14 Module (Nach Ishai et al., 1999) 8 Björn Rasch Vorlesung Allg. Psychologie Uni FR 30.10.14 “Grossmutterzelle” Zellantwort im Hippokampus zu Fotos des Schauspielers Steve Carell } Quiroga et al., 2007, TICS 9 Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Bitte selbstständig nachlesen!!! } Bewegungswahrnehmung } } Wahrnehmung von Raum, Grösse und Tiefe } } S. 38 - 40 S. 40 - 43 Beide Themen sind relevant für die Klausur. 10 Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 11 Björn Rasch Vorlesung Allg. Psychologie Uni FR 30.10.14 Auditive Wahrnehmung } Hören verschafft Informationen, die wir über das Sehen nicht erhalten können } } } Warnrufe, Hilferufe, Gefahrengeräusche, Weckgeräusche, etc. Hören hat eine Warn- und Signalfunktion Hören ist entscheidend für die soziale Kommunikation } Sprache } } Hören kann emotionale Erlebnisse verursachen } Musik } } Verlust des Hörens kann soziale Isolation bedeuten Bsp.: Filmmusik Hören hilft bei Orientierung im Raum und Objekterkennung 12 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Hören } Schallwellen sind ringförmige Bänder sich komprimierender und sich ausdehnender Luft. } } } } 13 Ohren nehmen Luftdruckveränderungen war Umwandlung in neuronale Impulse, die das Gehirn als Töne dekodiert Frequenz von Schallwellen: Tonhöhe Amplitude von Schallwellen: Lautstärke Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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 } } 14 umfasst praktisch alle Frequenzen des Hörbereiches Z.B. Sprache Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Schallwellen } Kombination von drei Sinusschwingungen } Frequenzanalyse } Fast Fourier Transformation (FFT) http://www.demonstrations.wolfram.com/SuperpositionOfSoundWaves/ 15 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Schallwellen } Ausbreitungsgeschwindigkeit in Luft } } 330 m/s Vergleich Licht } } 300.000 km/s Bewegte Schallquelle } } Dopplereffekt Beispiel: Feuerwehrauto http://web-docs.gsi.de/~wolle/FLATLAND/P030.html 16 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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) } } } 17 Schalldruck p zu Bezugsschalldruck p0 p0 = Schalldruck von 0.00002 Pa In der Nähe der Hörschwelle Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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) 18 Zunahme des Schalldruckes Schalldruckpegel (SPL) dB 1 Bezugsschalldruck 1,41 mi�lere Hörschwelle bei 1000 Hz 10 ländliche Ruhe 100 leises Gespräch 1000 normales Gespräch 10000 lauter Straßenlärm 100000 lauter Industrielärm 1000000 Schuss, Donner 10000000 Düsentriebwerk 0 3 20 40 60 80 100 120 140 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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) } 19 Entspricht Schalldruckpegel bei einem Ton von 1000 Hz Björn Rasch,Vorlesung Allgemeine Psychologie Uni FR 30.10.14 Lautstärkepegel } Isophone } } Hörfläche } } gelb Hauptsprachenbereich } } Kurven gleicher Lautstärkepegel orange Phon und Dezibel stimmen bei 1 kHz überein 20 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Hörrinde (auditorischer Kortex) im Temporallappen 21 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Auditorischer Kortex 22 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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 Bewegung der winzigen Haarzellen löst Nervenimpulse aus } Weiterleitung über den Thalamus an den auditorischen Kortex im Gehirn } } } 23 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Haarzellen der Kochlea } Kochlea } } Enthält ca. 16.000 Haarzellen Haarzellen } } } } } } 24 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 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kanäle_einer_Haarsinneszelle.png Basiliarmembran und Wanderwelle } } Basiliarmembran } An Spitze der Kochlea nachgiebig (resonant auf tiefe Frequenzen) } Bei Steigbügel / ovalem Fenster steif (resonant auf hohe Frequenzen) Wanderwelle } 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 } } Kochleaspitze Nur bei Wanderwellenmaximum werden einige wenige Haarzellen gereizt Unterschiedliche Tonhöhen reizen damit unterschiedliche Haarzellen entlang der Basiliarmembran. 25 Kochleabasis http://labspace.open.ac.uk http://de.wikipedia.org/wiki/Hörschnecke Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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 } 26 Kombination aus beiden Verfahren Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Figurenerkennung } Auditive Wahrnehmung erfasst sinnvolle Einheiten } } Konstruktivität der Wahrnehmung Gestaltgesetze } Ähnlichkeit } } Nähe } } Elemente, die sich in gleicher Richtugn bewegen, werden gruppiert Prägnanz } 27 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 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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 28 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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 } 29 vor allem von Nervenschwerhörigkeit Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Schwerhörigkeit im Alter } Ältere Menschen } } } hören niedrige Frequenzen meist besser als hohe Frequenzen Nervendegeneration am Anfang der Basiliarmembran Digitale Hörhilfen } } 30 Verstärkung der Schwingungen bei (hohen) Frequenzen Komprimierung der Geräusche Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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 } } 31 Lernen der Verwendung der gesprochenen Sprache Am wirkungsvollsten bei kleinen Kindern (Vorschulalter) Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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. 32 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 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 auditorische Wahrnehmung ist konstruktiv } 33 Gesetze der Figurenerkennung Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 34 Allg. Psychologie Björn Rasch Uni FR 30.10.14
