Vorlesung Christian Kaernbach Teil 2: Gedächtnis

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1 Vorlesung Christian Kaernbach Teil 2: Gedächtnis
Lernen und Gedächtnis Vorlesung Christian Kaernbach Teil 2: Gedächtnis

2 Ebbinghaus Ebbinghaus, H. (1885). Leipzig: Duncker & Humblot. Über das Gedächtnis. Untersuchungen zur experimentellen Psychologie. Erlernen von Listen (meist) sinnloser Silben (KVK) bis zu einem gewissen Kriterium (1x fehlerfreie freie Reproduktion in richtiger Reihenfolge) Test zu späterem Zeitpunkt: „Ersparnismaß“ als Maß für Spurstärke z.B. Erstlernen: 36 Wiederholungen, Zweitlernen 24 Wiederholungen, Ersparnis 33%.

3 Woodworth & Schlosberg (1954):
Ebbinghaus Ersparnis als Funktion der Retentionsdauer 20 Minuten bis 30 Tage Ebbinghaus Woodworth & Schlosberg (1954): Anderson (1983):

4 „Potenzgesetz“ y = a  x  log(y) = log(a) +  · log(x)
Ein potenzförmiger Zusammenhang wird in doppeltlogarithmischer Darstellung linear. Anderson (1983):

5 Potenzgesetz des Lernens
Verbesserung der Produktionsrate beim Zigarrenrollen als Funktion der Zahl der schon produzierten Zigarren ...und wo kommt das „Potenzgesetz“ her? Memory is a mud trap Über den Verlauf des Vergessens Christian Kaernbach Universität Leipzig

6 Verteiltes versus massiertes Lernen
Liste mit 12 Silben massiertes Lernen: 68 x wiederholt (nach 64 x war das Kriterium erreicht) nach einem Tag 7 Wiederholungen nötig verteiltes Lernen: an drei Tagen insgesamt 38 x wiederholt nach einem weiteren Tag waren 6 Wiederholungen nötig Beim verteilten Lernen ist der Lernaufwand geringer und man behält besser

7 Die Jostschen Gesetze Sind zwei Spuren zu einem bestimmten Zeitpunkt (jetzt) unter einer bestimmten Operationalisierung gleich stark (aber verschieden alt), dann profitiert die ältere mehr von einer Wiederholung. dann wird zu einem späteren Zeitpunkt die ältere stärker sein. Jost, A. (1897). Die Assoziationsfestigkeit in ihrer Abhängigkeit von der Verteilung der Wiederholungen. Zeitschrift für Psychologie und Physiologie der Sinnesorgane, 14,

8 Das Mehrkomponenten-Modell
Lebensdauer Kapazität Interferenz Material < 1 s hoch hoch akategorial 10 s 72, 4 klein kategorial Tage, Jahre hoch klein kategorial sensorische Register Aufmerksamkeit Kurzzeitgedächtnis Einspeichern Abruf Langzeitgedächtnis Atkinson & Shiffrin, 1968

9 „visuelles Kurzzeitgedächtnis“ George Sperling, 1960
Q B D V M R H Z L G P T Q B D V M R H Z L G

10 „visuelles Kurzzeitgedächtnis“ George Sperling, 1960
Q B D V M R H Z L G 50 ms ISI Inter Stimulus Intervall

11 „visuelles Kurzzeitgedächtnis“ George Sperling, 1960
Q B D V M R H Z L G 50 ms ISI Inter Stimulus Intervall Teilberichtsvorteil Ulric Neisser, 1967: Ikone (“icon”, “echo”)  Atkinson & Shiffrin 1968 George Sperling, 1960: VSTM, visual short-term memory ! Ralph Norman Haber, 1983: The impending demise of the icon. Echogedächtnis: lange sensorische Speicher (Cowan) ähnlich zu KZG

12 Langer sensorischer Speicher
Lebensdauer: Ikonischer Speicher: 0.2 s KZG: 5-10 s Brown (1958) / Peterson & Peterson (1959): Konsonantentrigramme, rückwärts zählen Echogedächtnis: 5-10 s. Zykluslänge von periodischem Rauschen Kapazität: Ikonischer Speicher: angeblich „Retinabild wörtlich“ KZG: wenige Items Miller (1956): The magical number seven plus or minus two. Cowan (2001): The magical number four in short-term memory. Echogedächtnis: wenige Items. A B C D E F Interferenz: Ikonischer Speicher: total (Averbach & Coriell, 1961) KZG (innerhalb der Kapazität): wenig Echogedächtnis: wenig. F P C S X

13 Das Mehrkomponenten-Modell
Lebensdauer Kapazität Interferenz Material < 1 s hoch hoch akategorial 10 s 72, 4 klein kategorial Tage, Jahre hoch klein kategorial sensorische Register Aufmerksamkeit 10 s 3 klein akategorial Kurzzeitgedächtnis Einspeichern Abruf Langzeitgedächtnis Atkinson & Shiffrin, 1968

14 Das Mehrkomponenten-Modell
Lebensdauer Kapazität Interferenz Material < 1 s hoch hoch akategorial 10 s 72, 4 klein kategorial Tage, Jahre hoch klein kategorial sensorische Register Aufmerksamkeit 10 s 3 klein akategorial Kurzzeitgedächtnis Einspeichern Abruf Langzeitgedächtnis Atkinson & Shiffrin, 1968

15 Zwei Systeme? Ebbinghaus-Daten: Evidenz für 2 Systeme?
Potenzfunktion, mud trap: evtl. doch ein System

16 Memorieren versus Elaboration
Aufenthaltsdauer von Information im KZG bestimmt Wahrscheinlichkeit für Übernahme ins LZG? sensorische Register Craik & Lockhart, 1972: Elaborationstiefe Aufmerksamkeit Material: Listen von SPO-Sätzen Der Arzt haßt den Anwalt ... Merkstrategien kurz betrachten lange betrachten wiederholt vorsagen Vokale zählen Satz ergänzen: Der Arzt haßt den Anwalt, weil... der ihn wegen eines Kunstfehlers verklagt hat. Kurzzeitgedächtnis Langzeitgedächtnis Abruf Einspeichern Arzt Anwalt Elaboration Arzt Anwalt Patient Kunstfehler Je bedeutungshaltiger die Elaboration, desto besser die Retention.

17 Das Einspeichermodell Shiffrin & Schneider, 1970
KZG ist aktiviertes LZG LZG ist gegliedert nach Verarbeitungstiefe sensorische Codes ... semantische Codes Aktivierungsausbreitung Interferenz

18 Aktivierungsausbreitung im LZG
Perlmutter & Anderson (unveröffentlicht): ... Hund - K atze Zocker - K arte Knochen - F leisch Knochen - F leisch RZ: 1.41 s RZ: 1.53 s 120 ms Priming Effekt Hund Knochen Katze Fleisch Zocker Karte

19 Aktivierungsausbreitung im LZG
Posner & Mitchell 1967: Buchstaben vergleichen simultaner Vergleich visuell gleich namens- gleich ungleich AA Aa AX Namensvergleich 454  < 507 556 visueller Vergleich 428 470 464 sukzessiver Vergleich (0, 0.5, s): Der Unterschied baut sich ab. Es baut sich ein Unterschied auf. 454 507 < 470 464 >

20 Aktivierungsausbreitung im Modell
Klassisches Netzwerkmodell parallel distributed processing, PDP, neuronale Netzwerke Hund Knochen Katze Fleisch Zocker Karte

21 Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:
Kapazität Interferenz Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:

22 Interferenz: multiple Assoziationen
Experimentalgruppe: Liste A: Hund - 82 Tisch Liste B: Hund - 43 Tisch Kontrollgruppe: Liste A: Hund - 82 Tisch Liste B: Licht - 43 Glas Behaltensleistung: Die Experimentalgruppe braucht länger, um Liste B zu erlernen, und behält Liste A weniger gut als die Kontrollgruppe.

23 Interferenz: multiple Assoziationen
Erlernen von Satzlisten (Person/Ort) mit Einzel- oder Doppelbezügen: Der Arzt ist in der Bank. (P1 O1) Der Feuerwehrmann ist im Park. (P1 O2) Der Rechtsanwalt ist in der Kirche. (P2 O1) Der Rechtsanwalt ist im Park. (P2 O2) .... Reaktionszeit: P1 O1: 1.11 s P1 O2: 1.17 s (Wiedererkennung) P2 O1: 1.17 s P2 O2: 1.22 s Fächereffekt: Anstieg der RZ mit Zahl der Assoziationen

24 Interferenz: multiple Assoziationen
Fächereffekt (u.ä.): Aktivierungsausbreitung mit begrenzter „Aktivierungskapazität“ der stimulierten Knoten Arzt Bank Kirche Park Arzt Kirche

25 Interferenz mit vorexperimentellem Wissen
Lewis und Anderson (1976): Listen erfundener „Fakten“ über bekannte Personen: Napoleon stammte aus Indien. ... (im Experiment „wahr“) 0,...,4 Aussagen pro Person Wiedererkennung: gelernte „wahre“ Aussagen echt wahre Aussagen falsche Aussagen

26 Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:
Interferenz ? Chemieprofessor zum Studenten, den er immer falsch anredet:

27 Interferenz und Redundanz
Bradshaw und Anderson (1982): ein Faktum (Zielfaktum) über bekannte Person Newton wurde als Kind emotional instabil. Zielfaktum plus zwei irrelevante Fakten Locke war als Student in Westminster unglücklich. Locke erachtete Obst für Kinder als ungesund. Locke litt lange unter Rückenschmerzen. Zielfaktum plus zwei relevante Fakten Mozart machte eine lange Reise von München nach Paris. Mozart war vom Musikleben in Paris fasziniert. Mozart entzog sich romantischen Verstrickungen in München. Abruf nach sofort 1 Woche 92 % 62 % 80 % 45 % 94 % 73 % Newton Kind Locke Obst Student Rücken Mozart Paris Reise München

28 Das Arbeitsgedächtnis
Allan Baddeley (1986): Ableitung von Subsystemen des Arbeitsgedächtnis aus dual task Aufgaben z.B. Hauptaufgabe: auditive Information erinnern auditive/visuelle Störaufgabe im Retentionsintervall zentrale Exekutive artikulatorische Schleife räumlich- visueller Notizblock

29 Die zentrale Exekutive
Baddeley: „Ein vages Konzept zur Aufnahme ungeklärter Prozesse im Arbeitsgedächtnis“ Forschung zur Aufmerksamkeit wird oft als Forschung zur zentralen Exekutive aufgefaßt.

30 Die Kapazität der artikulatorischen Schleife
alternatives Maß der Kapazität: nicht Items, sondern Dauer (1.5 Sekunden) Wortlängeneffekte (z. B. Listen von Ländernamen) Abhängigkeit von der Lesegeschwindigkeit Chinesische Kinder können sich mehr Ziffern merken als walisische Kinder Silbenzahl in 1.5 Sekunden?

31 Arbeitsgedächtnis und KZG
AG = KZG plus „Operationen“ merke 2 addiere 4 teile durch 3 addiere 5... KZG nicht obligatorische Durchgangsstation zum LZG KZG keine Strukturkomponente, kein Hirnareal, sondern aktiviertes LZG AG involviert frontalen Kortex („zentrale Exekutive“, Aufmerksamkeitssteuerung)

32 Das Aufmerksamkeitsmodell von Ann Treismann
Name Bewußtsein Filter tirilü Nachbar Name Dozent Cowan Cowan Vogel tirilü

33 Das Gedächtnismodell von Cowan
kurze sensorische Speicher = Anfangsphase des KZG-Prozesses Langzeitgedächtnis sensorische Areale ... semantische Areale zentrale Exekutive = Aufmerksamkeits- steuerung Aufmerk- samkeit KZG-Prozeß Cowan (1988, 1995)

34 Ähnlichkeiten und Unterschiede der Speicherung akategorialer und kategorialer Information
Definition: Was unterscheidet akategoriale von kategorialer Information? kategoriale Wahrnehmung (nächste Folie) Ähnlichkeiten: Lebensdauer, Kapazität, und Interferenz Unterschied: Rehearsal (s.u.)

35 kategoriale Wahrnehmung
Kennzeichen: Stimuluskontinua werden nicht kontinuierlich, sondern in Kategorien eingeteilt wahrgenommen Kategoriegrenzen typische Kategorievertreter scharfe Übergänge an den Kategoriengrenzen Zunahme der Unterscheidungsfähigkeit an den Kategoriengrenzen John R. Anderson, Kognitive Psychologie, Kapitel 2, S

36 kategoriale Wahrnehmung
b - d - g Kontinuum: Änderung von Formant f2

37 kategoriale Wahrnehmung
b - d - g Kontinuum: Identifizierung

38 kategoriale Wahrnehmung
b - d - g Kontinuum: Diskrimination Triaden 2 same - 1 different, Abweichler finden 33% Zufallstreffer. Chirps: nur f2 darbieten.

39 Rehearsal für akategoriale und kategoriale Information
Sensorisches Rehearsal Kategoriales Rehearsal keine Verbesserung der Behaltensleistung für akategoriale (sensorische) Information durch Rehearsal

40 Rehearsal von Tonhöhe Kaernbach und Schlemmer
Shepard-Töne (Tonklasse gut definiert, Oktave mehrdeutig) S1-S2 Paradigma, 6 s (0.5 s) Retentionsintervall, 3 Instruktionen: kein / stilles / offenes Rehearsal Tonaufnahme während offenem Rehearsal. Durchschnittswerte 3 VPn 0.5 s  0.5 cent 6.0 s kein Reh.: 10.3  1.7 cent 6.0 s stilles Reh.:  1.5 cent 6.0 s offenes Reh.: 11.8  0.4 cent

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