Biologische Psychologie (Subject) / Lernen und Gedächtnis (Lesson)

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• Was versteht man unter nicht assoziativem Lernen? Welche Arten nicht assoziativen Lernens sind unterscheidbar? Beschreiben Sie diese kurz. Man spricht von nicht assoziativem Lernen, wenn der Lernvorgang nicht von der Paarung von Reizen/Ereignissen abhängt. Man unterscheidet 3 Arten nicht assoziativen Lernens: •Habituation bedeutet, dass ein Organismus nach mehrfacher Reizdarbietung immer weniger stark reagiert, bis die Reaktion zuletzt, trotz weiterer Reizdarbietung, ausbleibt. Habituation ist keine Folge verminderter Erregung von Sinneszellen oder von Muskeln, d.h. es handelt sich nicht um eine sensorische Adaptation oder motorische Ermüdung, sondern um einen Lernvorgang. Ausnahme sind schmerzhafte Reizungen und solche, die ein Fluchtverhalten auslösen. Diese führen nicht zu einer Habituation. •Sensitivierung (auch Sensibilisierung) bedeutet, dass es zu einer Intensivierung bzw. Zunahme der Reaktion auf einen mehrfach dargebotenen Reiz kommt. Sie tritt auf, wenn häufiger mit/vor dem Hauptreiz ein negativer Störreiz auftritt. Selbst wenn auf den Hauptreiz eine Habituation eintreten würde oder bereits eingetreten ist, so führt der aversive Störreiz dazu, dass die Reaktion wieder deutlich ansteigt, und zwar über das ursprüngliche Ausgangsniveau hinaus. • Dishabituation bedeutet, es kommt zu einer Unterbrechung der Habituation, wenn der Hauptreiz durch einen fremden Reiz unterbrochen wird. Dieser ist aber nun nicht aversiv, sondern neutral. Die Reaktionsintensität wird dann auf den Hauptreiz wieder höher, d.h. das Abklingen der Reaktion wird durch einen Wiederanstieg der Reaktionsintensität unterbrochen (dieses ist der wesentliche Unterschied zur Sensitivierung!)
• Was versteht man unter assoziativem Lernen? Welche Arten assoziativen Lernens sind unterscheidbar? Beschreiben Sie diese kurz. Assoziatives Lernen bedeutet, dass eine neue Beziehung/Assoziation zwischen Ereignissen stattfindet. (z.B. Wörter die in einem Text auftreten, der auswendig gelernt wird) Es können aber auch Reize und/oder Verhalten, welche ohne inhaltlichen Bezug zeitlich gepaart auftreten assoziativ gelernt werden. Dies ist z.B. der Fall beim „klassischen Konditionieren, sowie beim „operanten Konditionieren„. •Klassisches Konditionieren: Es werden zwei Umweltreize gelernt. Beispiel „pawlowscher Hund”: Futter (unkonditionierter Reiz) löst die biologische Reaktion Speichelfluss (unkonditionierte Reaktion) beim Hund aus. Wird wiederholt vor dem unkonditionierten Stimulus ein Ton- oder ein Lichtsignal (neutraler Reiz) präsentiert, wird durch diese wiederholte Paarung sodann der Ton- bzw. Lichtstimulus zum konditionierten Reiz, welcher selbstständig die zuvor unkonditionierte Reaktion auslöst (die nun zur konditionierten Reaktion wird). •Operantes oder instrumentelles Konditionieren: Eine Belohnung verstärkt die Assoziation einer Reaktion und eines Reizes. Beispiel: Eine Ratte lernt durch Drücken eines Hebels, Futter zu erhalten (= Belohnung). Die Belohnung erhöht die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Verhalten (Hebeldrücken) auftritt. Verhalten und Belohnungsreiz (Futter) müssen zeitlich kontingent auftreten, sonst kommt keine Assoziation/kein Lernen zwischen Reaktion und Reiz durch positive Verstärkung (= Belohnung) zustande.  
• Erläutern Sie den Prozess der Habituation bei der Meeresschnecke „Aplysia”. Beschreiben Sie auch die Abläufe auf neuronaler Ebene. Habituation bei „Aplysia”: Berührung des Kopfes (des „Siphon”) führt bei Aplysia zu einem „Kiemenrückzugsreflex”. Wird diese Berührung mehrfach und andauernd durchgeführt, so führt dies zu einer Dämpfung des Kiemenrückzugsreflexes (= Habituation).  Forscher wie besonders Eric Kandel haben folgenden neuronalen Prozess beobachten können: •Die Dämpfung der Reaktion des Kiemenrückzugsreflexes ist ein „monosynaptischer” Prozess (es ist nur eine Synapse zwischen sensorischem Neuron am sog. Syphon und dem motorischen Neuron an den Kiemen beteiligt). •Auch weitere Neurone („Interneurone”) können in diesem monosynaptischen Informationsstrom Einfluss nehmen, sind aber nicht unbedingt notwendig für die Habituation. •Ein wichtiger Befund: Die Schwelle zur Auslösung von Aktionspotenzialen beim sensorischen Neuron und beim Motoneuron wird nicht verändert, ABER es kommt bei der Weiterleitung von Impulsen vom sensorischen zum Motoneuron zu einer Verminderung von Potenzialen an der postsynaptischen Membran des motorischen Neurons •Ursächlich ist dafür eine reduzierte Ausschüttung des Neurotransmitters „Glutamat”, Dies führt über Inaktivierung von Kalziumkanälen zu einer Verminderung des ankommenden Impulses am Motoneuron.  
• Erläutern Sie den Prozess der klassischen Konditionierung am Beispiel der „Lidschlagkonditionierung” beim Menschen. Welche Hirnstrukturen sind hierbei von Bedeutung? Bei Säugetieren (z.B. Ratten, Katzen, Menschen) wurde klassische Konditionierung am konditionierten Lidschlagreflex untersucht. Dabei handelt es sich um das Schließen des Augenlids bei Reizung oder Irritation des Auges. Es ist ein angeborener Reflex, diesen kann man gut klassisch konditionieren. Dies funktioniert folgendermaßen:  In der Konditionierungsphase: Ein Luftstoß wird als unkonditionierter Reiz auf das Auge gerichtet – dies führt zur unkonditionierten Reaktion = Lidschluss. Als konditionierter Reiz wird ein Ton (oder manchmal auch ein Lichtsignal) gegeben.   Nach der Konditionierung: Dies führt dazu, dass die alleinige Darbietung des konditionierten Reizes (Ton) zur Auslösung des Lidschlusses (jetzt die konditionierte Reaktion) führt.   Untersuchungen bei Kaninchen zeigten: •eine entscheidende Beteiligung des Kleinhirns (Cerebellum) •Der Luftstoß initiiert die Informationsübertragung über den Trigeminusnerv direkt zu motorischen Hirnnervenkernen, welche den Lidschlussreflex auslösen (unkondionierte Reaktion = Lidschluss). Hierbei ist das Kleinhirn noch nicht beteiligt. •Wird der konditionierte Reiz (z.B. Ton) verabreicht, so führt dies u.a. zu einer Aktivierung des Kleinhirns. •Von Trigeminuskernen aus erreichen Informationen über den Luftstoß auf das Auge (unkonditionierter Reiz) ebenfalls Strukturen im Kleinhirn; das bedeutet, dass im Kleinhirn offensichtlich die Kombination von unkonditionierten und konditionierten Reizen stattfindet. •Vom Kleinhirn aus erreichen Impulse dann motorische Hirnnervenkerne. Diese lösen den Lidschlag aus.   Bei Patienten mit neurologischen Schädigungen des Cerebellums ist eine Konditionierung des Lidschlussreflexes nicht mehr möglich.
• Was versteht man unter der "Hebb-Regel" Der kanadische Psychologe und Gedächtnisforscher Donald Hebb hat:  „Hebb-Regel” formuliert besagt: Bei wiederholter gemeinsamer Aktivität der Neuronen A und B werde die Effektivität der Erregungsübertragung von A nach B gesteigert. bedeutet, es findet Lernen statt. Hebb sprach auch von der „lernfähigen Synapse”. Die Hebb- Regel ist auch eine Grundlage der „Langzeitpotenzierung” (= die längerfristige Verstärkung der Erregungsübertragung von einem Neuron auf das nächste.). „Langzeitpotenzierung” ist eine wichtige neurophysiologische Grundlage von Gedächtnis- und Lernvorgängen.
• Was ist das „deklarative Gedächtnis”, Wie wird es typischerweise untersucht, und welche Hirnregionen sind von Bedeutung? deklarative (oder auch explizite) Gedächtnis meint den Erwerb, Speicherung und Abruf von Information, auf das bewusst zugegriffen werden kann, und es beinhaltet episodisches und semantisches Gedächtnis. Untersucht wird das deklarative Gedächtnis anhand von Tests: z.B. Lernen von Wortlisten, Lernen von paarweisen Assoziationen zwischen Wörtern.   Wichtige Hirnbereiche: •Hippocampus (Enkodierung) •Dorsolateraler und medialer Frontalkortex (bei episodischem Gedächtnis) •Linker dorsolateraler Frontalkortex (bei semantischem Gedächtnis, v.a. sprachliches Material)
• Was ist das „prozedurale Gedächtnis”, wie wird es typischerweise untersucht, und welche Hirnregionen sind von Bedeutung? prozedurale (auch implizite) Gedächtnis wird unterteilt in: •Skill-Learning (Gedächtnis für Fertigkeiten) •Gedächtnis für Priming-Prozesse (= Lernvorteil durch vorherige Konfrontation mit gleicher oder ähnliche Information)  Der Prozess geschieht nicht willkürlich. Mögliche Testung anhand von: •Nachzeichnen von Figuren •Schreiben in Spiegelschrift (Die Person sieht ihre Hand mit dem Stift nur im Spiegel, sie muss die Vorlage mit dem Stift nachfahren).   Nach Übung dieser Tätigkeit verbessert sich die Leistung deutlich (weniger Fehler und Schnelligkeit). Auch wenn das deklarative Gedächtnis gestört ist (d.h. eine Person weiß nicht mehr bewusst, dass sie diese Übungen überhaupt gemacht hat): Bei intaktem prozeduralen Gedächtnis ist dieser Übungsfortschritt weiter existent.   Wichtige Hirnstrukturen: •motorische Kortexareale •Basalganglien (v.a. Striatum) und Interaktionsschleifen zwischen Striatum, Thalamus, Neokortex

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