Gleich oder verschieden Gleich oder verschieden? – Vergleichsaufgaben bei bekannter und unbekannter Richtung der Änderung Christian Kaernbach Institut für Psychologie Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

SDT an der Schwelle Klassische Gaußsche Entscheidungstheorie (SDT) Stimulus Zahl Entscheidung SDT: Klassische Gaußsche Entscheidungstheorie (SDT) Ein schwellennaher Stimulus versus kein Signal Aufgabe: „War da ein Signal?“ Stimulus intern repräsentiert als normalverteilte reelle Zahl e Teilnehmer setzt Kriterium c and antwortet „Ja“ wenn e > c Receiver Operating Characteristics (ROC) ist symmetrisch zur Gegendiagonalen ( ) liefert Sensitivitätsmaß (ROC-Fläche) und Strategievariable (Punkt auf dem ROC) e „Ja“ „Nein“ c

SDT an der Schwelle Poisson SDT (µ   ⇨ Poisson  Gauss) Stimulus Zahl Entscheidung SDT: Poisson SDT (µ   ⇨ Poisson  Gauss) Ein schwellennaher Stimulus versus kein Signal Aufgabe: „War da ein Signal?“ Stimulus intern repräsentiert als poissonverteilte Ganzzahl e Teilnehmer setzt Kriterium c and antwortet „Ja“ wenn e > c ROC ist asymmetrisch Asymmetrie oft in den Daten gefunden Asymmetrischer ROC bedeutet niedrige Poisson Mittelwerte „Ja“ „Nein“ c e

SDT oberhalb der Schwelle Zwei sehr ähnliche Stimuli oberhalb der Schwelle Zwei verschiedene Aufgaben denkbar Vergleich 50% der Einzelversuche enthalten Änderung nach oben (Anstieg) 50% der Einzelversuche enthalten Änderung nach unten (Abstieg) Aufgabe: „Welcher Stimulus ist lauter/heller/höher...?“ ⇨ Einzelne Zahl als Sensitivitätsmaß (Prozent richtig) Änderungsentdeckung: Gleich oder verschieden? (same/different) 50% der Einzelversuche enthalten Änderung 50% der Einzelversuche enthalten keine Änderung Aufgabe: „War da eine Änderung?“ ⇨ ROC-Kurve beschreibt Sensitivität und Strategie Annahme: Vergleichsentscheidungen & Änderungsentdeckungs- entscheidungen haben gleiche Entscheidungsbasis

Vergleich: Direkter Vergleich Stimulus Zahl Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen: Zwei sehr ähnliche Stimuli oberhalb der Schwelle 50% der Einzelversuche enthalten Anstieg 50% der Einzelversuche enthalten Abstieg Aufgabe: „Welcher ist lauter/heller/höher...?“ Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen Beide Stimuli intern repräsentiert als Zahlen e1, e2 richtig falsch e

Vergleich: Direkter Vergleich Stimulus Zahl Vergleich Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen: Alle Arten von Entscheidungen: Änderungsentdeckung, Vergleich... Zwei sehr ähnliche Stimuli oberhalb der Schwelle 50% der Einzelversuche enthalten Anstieg Aufgabe: „Welcher ist lauter/heller/höher...?“ Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen Beide Stimuli intern repräsentiert als Zahlen e1, e2 Direkter Vergleich macht eine einzige Zahl draus: e = e2  e1 Entscheidung basiert auf e: „Anstieg“ wenn e > 0 Oberhalb der Schwelle: große Zahlen für e1 und e2 e1 und e2 und demzufolge e sind normalverteilt Direkter Vergleich ⇨ Gaußsche SDT richtig falsch falsch richtig e

Änderungsentdeckung  Richtung der Änderung unbekannt Stimulus Zahl Vergleich Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen: Alle Arten von Entscheidungen: Änderungsentdeckung, Vergleich... Zwei sehr ähnliche Stimuli oberhalb der Schwelle 25% der Einzelversuche enthalten Anstieg 25% der Einzelversuche enthalten Abstieg 50% der Einzelversuche enthalten keine Änderung Aufgabe: „War da eine Änderung?“ Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen Entscheidung basiert auf e: „Änderung“ wenn abs(e) > c Gaußsche SDT: asymmetrischer ROC Asymmetrische ROCs in experimentellen Daten gefunden, stellen aber keine Widerlegung dar des direkten Vergleichs der Stimulusrepräsentationen e c „keine Änderung“ „Änderung“

Änderungsentdeckung  Richtung der Änderung bekannt Stimulus Zahl Vergleich Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen: Alle Arten von Entscheidungen: Änderungsentdeckung, Vergleich... Zwei sehr ähnliche Stimuli oberhalb der Schwelle 50% der Einzelversuche enthalten Anstieg 50% der Einzelversuche enthalten keine Änderung Aufgabe: „War da eine Änderung?“ Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen Entscheidung basiert auf e: „Änderung“ wenn e > c Gaußsche SDT: symmetrischer ROC Asymmetrische ROCs wäre Hinweis auf Poisson SDT für Änderungsentdeckung und würde den direkten Vergleich in Frage stellen c „keine Änderung“ „Änderung“ e

Experiment 1 6 Teilnehmer, Versuchspersonenstunden Stimuli: 2 Sinustöne Dauer 200 ms, 10 ms Rampe, 300 ms ISI Intensität I = 60 dB, I individuell abgepaßt Frequenz der Sinustöne im Paar gleich, zwischen Paaren randomisiert, 500-2000 Hz 3 Bedingungen: Richtung unbekannt, Anstieg, Abstieg Aufgabe: „War da eine Änderung?“ 4 Antwortkategorien, Sicher Ja Vielleicht Ja Vielleicht Nein Sicher Nein (diese Kategorie wurde von den Teilnehmern so gut wie nie genutzt) ROC-Kurve: post hoc Kriterium anlegen 12000 Einzelversuche Training, 9000 Einzelversuche Daten

Experiment 2 5 Teilnehmer Stimuli und Bedingungen wie Exp. 1 I: individuell angepaßt so daß ROC-Fläche 50% bei „Richtung unbekannt“ Aufgabe: „War da eine Änderung?“ Multiple-Response Payoff Matrix gleich Änderung Ganz sicher Ja: 13 +5 Punkte (ergibt €) Sicher Ja: 5 +3 Punkte Vielleicht Ja: 1 +1 Punkte Vielleicht Nein: +1 1 Punkte Sicher Nein: +3 5 Punkte Ganz sicher Nein: +5 13 Punkte ROC-Kurve: post hoc Kriterium anlegen 18000 Einzelversuche Trainingseffekte (Leistung, Geschwindigkeit)

Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen: Änderungsentdeckung: Zahl Vergleich Direkter Vergleich der Stimulusrepräsentationen: Alle Arten von Entscheidungen... Stimulus Anstiegs- Detektor Vergleich nach Änderungsentdeckung: Abstiegs- Detektor Zahl Anstieg? Abstieg? Vergleich Änderung? Änderung: p(e1=e2) Vergleich: p(e1>e2) Fazit Änderungs-ROCs bei unbekannter Richtung sind asymmetrisch Das widerlegt nicht die Gaußsche SDT Direkter Vergleich denkbar Änderungs-ROCs bei bekannter Richtung sind ebenfalls asymmetrisch Poissonprozeß mit niedrigem Mittelwert Kein direkter Vergleich (großer Zahlen) Indirekter Vergleich nach Änderungsentdeckung: Anstieg und Abstieg unabhängig detektiert Weitere Evidenz: Größere Sensitivität für Anstiege (ökologisch sinnvoll) Methodik Änderungs-ROCs sollten immer auch Bedingung mit bekannter Richtung enthalten Multiple-Response Payoff Matrix liefert vollständige ROC-Kurven

Danke für Ihre Aufmerksamkeit Laurent Demany und Christophe Micheyl für Diskussionen zum Experiment Neil Macmillan für die Diskussion der Multiple-Response Payoff Matrix Anne Pacho für die Durchführung der Experimente Anne Pacho Christophe Micheyl Laurent Demany