Erkennen

Übersicht Wahrnehmen und Erkennen Erklärungsansätze der kognitiven Psychologie Modell der Informationsverarbeitung Modelle der visuellen Wahrnehmung Aufmerksamkeit und Aktivierung Filtertheorien Frühe Selektion (Broadbent, 1958) Abschwächungsmodell (Treismann, 1960) Späte Selektion (Deutsch & Deutsch, 1963) 7. Theorie der multiplen Ressourcen 8. Aufmerksamkeit und Bewusstsein

Wahrnehmen und Erkennen Sinnesempfindung: Wie fühlt sich das an?  sensorisches Abbild von Umwelt-merkmalen Erkennen: Was ist das?  Einordnung der Empfindung in einen Denkinhalt

Wahrnehmungszyklus Kognitive Schemata lenken die Aufmerksamkeit Informationen der Umwelt werden selegiert Schemata werden bestätigt oder verändert

Wahrnehmungszyklus Neisser, 1967

Historische Grundlagen der kognitiven Psychologie Empirismus – Nativismus Psychophysik Gestaltpsychologie Kognitive Wahrnehmungsforschung

Empirismus – Nativismus Wissen stammt aus Erfahrung George Berkeley (1685-1753) John Locke (1632-1704) David Hume (1711-1776) Wissen ist bereits angeboren René Descartes (1596-1650) Immanuel Kant (1724-1804)

Anderson, 1995 Vor dem 19. Jahrhundert schien es undenkbar, die Funktionsweise des menschlichen Verstandes einer wissenschaftlichen Analyse zu unterwerfen. Demzufolge gibt es die Kognitionspsychologie als Wissenschaft kaum länger als 100 Jahre und ihr Entwicklungsstand liegt weit hinter dem vieler anderer Naturwissenschaften zurück. Ein Großteil dieser ersten 100 Jahre wurde für die Selbstbefreiung von den hinderlichen und irrigen Annahmen aufgewandt, die sich bei der Beschäftigung mit einem derart nach innen gerichteten Unternehmen - der wissenschaftlichen Untersuchung des menschlichen Denkens – ergeben können: Der menschliche Geist versucht, sich selbst zu erkennen (S. 6).

Psychophysik Gustav Theodor Fechner 1860 Elemente der Psychophysik Exakte Lehre von der Beziehung zwischen Leib und Seele Wilhelm Wundt 1874 Grundzüge der physiologischen Psychologie Psychologie der Sinneswahrnehmung als Grundlage für die Erscheinungen des Seelenlebens

Psychophysik Fragestellungen Wie werden physische Reize empfunden? Wie sehen die Entsprechungen zwischen physischen Größen und dem menschlichen Empfinden aus? z.B. Wie stark muss ein Reiz (Stärke des Drucks auf der Haut, Schwere des Gewichts, Höhe und Frequenz eines Tons) sein, um wahrgenommen zu werden bzw. wie groß der Unterschied, um ebenmerkliche Unterschiede zu spüren?

Psychophysik Methode Experiment: Bewusstseinshalte sind prozesshaft, niemals konstant; experimentelle Bedingungen schaffen stationäre Zustände, deren Auswirkungen auf Reaktionen (interne und externe) dadurch untersuchbar werden Introspektion: subjektive Urteile über internes Geschehen (Erleben)

Psychophysik Taxonomie psychischer Merkmale: Intensität Lebhaftigkeit Dauer Klarheit Räumliche Lokalisation Lautheit

Ganzheitlichkeit  Elementarismus Gestaltpsychologie Unzufriedenheit mit Vernachlässigung von Wesensmerkmalen des Menschen: Fähigkeit zur Selbstbestimmung Fähigkeit zum intentionalen Verhalten Fähigkeit zur geistigen Produktivität Ganzheitlichkeit  Elementarismus

Gesamteindruck (Das Ganze) ist mehr als die Summe seiner Teile Ganzheitlichkeit Gesamteindruck (Das Ganze) ist mehr als die Summe seiner Teile Beispiel Kanisza-Figuren zur subjektiven Konturenbildung

Was sehen Sie auf der folgenden Abbildung ?

Erklärungsansätze in der Geschichte der kognitiven Psychologie Bewusstseinsprozesse Physiologische Prozesse Informationsverarbeitung

Bewusstseinsprozesse Mechanismen, die für kognitive Leistungen zuständig sind, sind im Bewusstsein angesiedelt; durch Introspektion lassen sie sich erforschen z.B.: interne Empfindungen, innerliches Memorieren, Sich-Erinnert-Fühlen Problem: Es gibt kognitive Leistungen ohne erkennbare Beteiligung von Bewusstseins-prozessen; z.B. Briefumschlag öffnen, Farbe einer Rose im Dunkeln erkennen

Physiologische Prozesse Gehirnfunktionen als Erklärung für kognitive Prozesse Problem: Kenntnisse über Arbeitsweise des Gehirns sehr eingeschränkt; Erklärungswert noch sehr gering; z.B. Was ist Bewusstsein?

Informationsverarbeitung Informationsverarbeitendes System, das nach bestimmten Regeln funktioniert Regeln sind teils durch das informationsverar-beitende System festgelegt, teils durch die mit der jeweiligen Aufgabe verbundenen Instruktionen Vorteile: Prozesse „dritter Art“, da weder psychologistisch noch biologistisch Nüchterne, deskriptive Zugangsweise

Nachrichtentechnik - Informationstheorie Anstoß für Weiterentwicklung der Denkpsychologie durch: Entwicklung der Nachrichtentechnik Informationstheorie als zugehörige mathematische Theorie (Shannon & Weaver, 1949)

Modell der Informationsverarbeitung Gegenstand: Übermittlung von Informationen vom Sender zum Empfänger Mittel: Übertragungskanal mit begrenzter Kapazität

Kanalmodell der Nachrichtentechnik

Sternberg-Paradigma Prototyp experimenteller Anordnungen psychologischer Versuche auf der Grund-lage der Informationsverarbeitung Ziel der Untersuchungen: Klärung von Struktur und Mechanismen des Zustandekommens kognitiver Leistungen

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3 9 6

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9

Ergebnis der Untersuchungen Annähernd lineare Beziehung zwischen Anzahl der Ziffern und Reaktionszeiten Erklärung: Lediglich Anzahl der Vergleiche wächst mit der Anzahl der Ziffern; sowohl Kodierung als auch Urteilsbildung bleiben annähernd gleich Anzahl der Vergleiche ist verantwortlich für längere Reaktionszeiten Durchmusterung der Zahlen erfolgt „erschöpfend“

Sternberg-Modell (1966)

Kennzeichen der Analyse kognitiver Prozesse nach dem Modell der Informationsverarbeitung Informationsverarbeitung ohne Bezug zu Prozessen im Gehirn. Zunächst keine Beachtung neuronaler Vorgänge. Das System verarbeitet die Informationen. Sie werden zu abstrakten Formen, den Symbolen.

Kennzeichen ... (Fortsetzung) 3. Informationsverarbeitung erfolgt sequentiell in einzelnen unterscheidbaren (diskreten) Schritten 4. Informationsverarbeitung wird als Durchlaufen eines Kalkulations-programms wie bei einem Rechner verstanden

Modelle der visuellen Wahrnehmung Schablonenabgleich Merkmalsanalyse Kontextuelle Wahrnehmung Konnektionistisches Netzwerk

Fragestellung Wie werden visuelle Informationen so verarbeitet, dass ein zusammenhängendes Muster erkannt wird, das die Identifizierung einer Reizvorlage als Buchstaben ermöglicht?

Schablonenabgleich Annahme: Dem Gehirn wird ein getreues Netzhautbild der Reizvorlage übermittelt. Dieses Abbild wird mit bereits gespeicherten Mustern verglichen. Das Wahrnehmungssystem sucht das passende Muster heraus. Die Muster sind so etwas wie Schablonen, denen bereits Bedeutung zugewiesen ist. Der Reizvorlage wird die Bedeutung der Schablone zugewiesen.

Nachteile Erkennen von den Schablonen nur ähnlichen Reizvorlagen ist nicht möglich. Annahme starrer Schablonen ist unzureichend Für jede Variation würde neue Schablone gebraucht; unökonomisch bei begrenzter Speicherkapazität.

Merkmalsanalyse Annahmen: Jeder Reiz besteht aus einer Kombination von elementaren (markanten) Merkmalen und Regeln der Verknüpfung zwischen diesen Merkmalen Einzelne markante Merkmale und die Art der Verknüpfung werden hinsichtlich Überein-stimmung überprüft Beispiel: „L“ längere horizontale und kürzere vertikale Linie, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind

Vorteile Merkmale und Kombinationsregeln erfordern weniger Speicherkapazität als Vielzahl von Schablonen Anzahl zur Erkennung benötigter Merkmale ist geringer Da lediglich markante Merkmale verwendet werden ist Abgleich großzügiger gegenüber geringfügigen Abweichungen Beispiel: Bei C und G mehr irrtümliche Zuord-nungen als bei C und O; mit Schablone würden C und O für ähnlicher gehalten werden

Kontextuelle Wahrnehmung Kontexte werden genutzt, um Muster-erkennung zu steuern  Allgemeines Wissen einer „höheren Ebene“ beeinflusst, wie Wahrnehmungs-inhalte einer niedrigeren Ebene interpretiert werden (top-down)

Konnektionistisches Netzwerk (McClelland & Rumelhart, 1981) Kombination von top-down und bottom-up Prozessen  Kontextinformation wird zur Hypothesenbildung über Bedeutung verwendet, gleichzeitig werden Stimulus-informationen für eine detaillierte Analyse verwendet

Konnektionistisches Netzwerk Aktivierungsausbreitung und -hemmung von Worten zu Buchstaben und von einzelnen Merkmalen zu Buchstaben  Beteiligung beider Prozesse gleichzeitig

Aufmerksamkeit und Aktivierung Menschlicher Organismus ist System mit beschränkter Kapazität zur Aufnahme und Verarbeitung von Informationen Fragen: Wie viel Kapazität für welche Art der Verarbeitung? Welche Regeln gelten für die Verteilung der Kapazität?

Aktivierung physiologisch Aktivität der Nervenzellen  Stoffwechsel  Durchblutung Positronen-Emissions-Tomographie (PET)  computererzeugte Bilder Rot: starke Durchblutung Grün: mittlere Durchblutung Blau: geringe Durchblutung Je kräftiger die Farbe, desto stärker die Abweichung vom Durchschnittswert.

Bild 1: Ruhezustand

Bild 2: Wahrnehmende Tätigkeit Person verfolgt mit den Augen einen bewegten Gegenstand aktiviert sind: Hinterhauptlappen frontales Augenfeld motorisches Feld im Stirnlappen

Bild 3: Wahrnehmende Tätigkeit Person hört einfache Wörter aktiviert ist: Hörfelder Wernickesches Zentrum (sensorisches Sprachzentrum)

Kognitive und emotionale Aktivierung und De-Aktivierung Erwartung von Wahrnehmungsreizen Beispiel: Berührung am Finger De-Aktivierung sensorischer Regionen aller anderen Körperteile (Wieder-) Erleben starker Angst Beispiel: Videomitschnitt eines selbsterlebten Banküberfalls  Lahmlegung des Brocaschen Zentrums („vor Entsetzen sprachlos“)

Modell der späten Selektion (Deutsch & Deutsch, 1963) Semantische Analyse für alle Informationen Auswahl nach unterschiedlichen Kriterien (Ort: linkes Ohr, Bedeutung: Inhalt der Geschichte) Entscheidung der Aufmerksamkeitszuwendung nach Einbeziehen der Reaktion (Instruktion) Aufmerksamkeitszuwendung im Dienste der Reaktion  Man erkennt nicht, um zu erkennen, sondern um sich zu verhalten.

Aufmerksamkeit und Bewusstsein Automatisierte Prozesse: Gut geübt, ohne bewusste Aufmerksamkeit, schwer zu unterbrechen Kontrollierte Prozesse: Erkennen mit bewusster Aufmerksamkeit Beispiel: Stroop-Test

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Stroop-Effekt Erkennen der Farbe schneller, bei LOB als bei ROT. Farben können gleichgut erkannt werden, wenn das Wort selbst keine Farbe benennt. ROT in grün geschrieben: Interferenz des Farb-erkennens durch automatisiertes Lesen. ROT in rot geschrieben: Unterstützung des Farberkennens durch Lesen. Bei LOB nur geringe Interferenz. Angesichts von Buchstaben ist das Lesen automatisiert, daher ist das Farberkennen erschwert.

Literatur Anderson, J.R. (1996). Kognitive Psychologie (2. Aufl.). Heidelberg: Spektrum Verlag. Kluwe, R. & Haider, H. (1995). Erwerb kognitiver Fertigkeiten durch Übung. In D. Dörner & E. van der Meer (Eds.), Das Gedächtnis. Probleme – Trends – Perspektiven. (S. 253-291). Göttingen: Hogrefe. Pospeschill, M. (2004). Konnektionismus und Kognition. Stuttgart: Kohlhammer.

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