Allgemeine Psychologie (Subject) / F1-Wahrnehmung (Lesson)

Fragen zu der Vorlesung F1-Wahrnehmung

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• Nenne methodische Zugänge zur kognitiven Psychologie. 1. Experimentelle kognitive Psychologie: • Variation von Variablen; Beobachtung der Auswirkung auf Verhalten 2. Kognitive Neuropsychologie: • Genaue Dokumentation kognitiver Beeinträchtigungen nach lokalisierbaren Hirnschädigungen 3. Computermodellierung: • Versuch der Nachbildung von Aspekten der Kognition durch Computerprogramme 4. Kognitive Neurowissenschaften: • Korrelation zwischen kognitiven Aktivitäten und neuronaler Aktivität
• Nenne 2 Beispiele für die gegenseitige Beeinflussung von Sehen u. Hören! McGurk-Effekt: Inkompatibilität zwischen Gesehenem und Gesprochenem → Kompromiss wird wahrgenommen, inkompatiblen Informationen werden in eine plausible Variante gebracht (BBC-Video mit „Bababa“, „Fafafa“) Bauchrednereffekt: z.B. bei Filmen scheint der Schall von den dargestellten Objekten zu kommen, unabhängig von der Position der Lautsprecher
• Erkläre kurz die binokulare Rivalitat. Die binokulare Rivalität ist eine Forschungstechnik, bei dem durch ein Binokular dem einen Auge die Abbildung A, dem anderen Auge die Abbildung B vorgeführt wird. Je nach Verschmelzung, Überlagerung und Dominanz lassen sich Hinweise auf zentrale oder periphere Verarbeitung der Abbildungen, Prägnanz der abgebildeten Objekte und Dominanz des rechten oder linken Auges (Lateralität) gewinnen.
• Erkläre das Likelihood-Prinzip und erläutere welches Problem damit gelöst wird. Das Likelihood-Prinzip ist eine Annahme, der Wahrnehmungseindruck spiegele denjenigen distalen Reiz wider, welcher mit der größten Wahrscheinlichkeit dem proximalen Reiz zugrunde liegt. Dadurch kann das Ambiguitätsproblem gelöst werden.
• Nenne 2 Argumente gegen den naiven Realismus. Andere Tierarten nehmen andere physikalische Aspekte der Realität wahrDass die Sinnesdaten nicht unverfälscht eine „Realität“ abbilden, können wir uns häufig an so genannten optischen Täuschungen klar machen.
• Nenne Argumente für die 3-Farben-Theorie Es braucht drei Grundfarben, um alle Farbtöne des Spektrums additiv mischen zu können (s. Farb-matching-Experimente). Es gibt verschiedene Typen der Farbfehlsichtigkeit: Monochromaten und 3 Typen von Dichromaten. Erst im 20. Jhd. wurden auch tatsächlich durch Mikrospektrophotometrie 3 Zapfentypen mit unterschiedlichen Absorptionsspektren entdeckt!
• Nenne monokulare Tiefencues. → Bewegungsparallaxe (Blick aus dem Zugfenster) bildbezogene Tiefenreize: – Verdeckung – Relative Höhe (Nähe zum Horizont) – Relative Größe – Perspektivische Konvergenz/ lineare Perspektive – Vertraute Größe – Atmosphärische Perspektive – Textur(dichte)gradient – Schatten
• Erkläre die laterale Hemmung am Beispiel von Mach-Bändern. Wenn ein retinales Neuron erregt wird, vermitteln die horizontal und amakrinen Zellen eine Inhibition benachbarter Nervenzellen. Funktion: vermutlich Ak-zentuierung von Konturen und damit Erleichtern der Objekterkennung. Mach-Bänder: Bei einem allmählichen Übergang von hell nach dunkel werden an den Enden des Übergangsbereiches an der hellen Seite ein hellerer Streifen und auf der dunklen Seite ein dunklerer Streifen wahrgenommen. Je nach der Helligkeit der angrenzenden Flächen erscheinen die Streifen an den Kanten heller oder dunkler.
• Nenne 2 Gestaltfaktoren Objektgruppierung + 2 Kritikpunkte gegen die Gestaltpsychologie. -Faktor Ähnlichkeit -Faktor Nähe Kritik: – Rediskription ohne klare Prognosen (z.B. Konflikt verschiedener Gestaltfaktoren) – Kein Prozessmodell – Keine formale Definition von Einfachheit
• Was ist ein distaler / proximaler Reiz? distaler Reiz=physikalisches Reizereignis in der Umwelt proximaler Reiz=Reizabbild auf den Sinnenorganen
• Was versteht man unter Transduktion? Die Umwandlung der Reizenergie in neuronale Impulse durch die Sinneszellen
• Was sind die 2 Ziele der Psychophysik? – Ermittlung von Maßen der Sensitivität (Absolut- und Unterschiedsschwellen) Gesetzhafte mathematische Beziehungen zwischen physikalischem Reiz und Empfindungsstärke (Skalierung)
• Was versteht man unter der Absolutschwelle bzw. Unterschiedsschwelle? • Absolutschwelle: Minimaler Energiebetrag eines Reizes, der eben noch wahrgenommen werden kann Beispiele: • minimaler Schalldruck (dB) einer bestimmten Frequenz, der eben nochhörbar ist oder minimale Intensität einer Lichtquelle, die eben noch sichtbar ist • Unterschiedsschwelle: Minimaler Unterschied zwischen einem Standardreiz S(o) und einem Vergleichsreiz S(i), der eben noch wahrnehmbar ist. -> nicht nur auf Intensität bezogen, sondern auch auf andere Reizdimensionen (Tonfrequenz, Farbmischung etc.)
• Was ist die Konstanzmethode und was sind die Vor- bzw. Nachteile dieser? • Prozedur: Eine Menge schwellennaher Reize {S1, S2, ... Sn} wird häufig in zufälliger Folge dargeboten. Die Vp gibt an, ob sie den Reiz wahrgenommen hat („ja“ oder „nein“) • Definition der Schwelle: Reizgröße, die in 50% der Fälle entdeckt wird (PSI = point of subjective indifference) – Vorteil: reliable (zuverlässige) Messung – Nachteil: sehr zeitaufwändig und ggf. ermüdend
• Was ist die Grenz- und Herstellungsmethode und was sind die Vor- bzw. Nachteile dieser? • Prozedur: Auf- und absteigende Reizfolgen werden präsentiert oder von der Vpn selbst hergestellt, bis der Reiz wahrgenommen bzw. nicht mehr wahrgenommen wird. • Definition der Schwelle: Mittelwert der Kreuzungspunkte (ja → nein bzw. umgekehrt) – Vorteil: sehr schnelle Messung – Nachteil: weniger reliable Messung
• Erläutere die Signalentdeckungstheorie (Zeichnung machen, x-Achse beschriften, d‘ einzeichnen, beliebiges Kriterium einzeichnen, Fehler schraffieren FalseAlarm + Miss) Angesichts der Schwächen klassischer Schwellenmessung überwindet die Signalentdeckungstheorie die Konfundierung (Vermischung) von Sinnesempfindlichkeit und Entscheidungsverhalten: Bei einem gegebenen Urteil wird getrennt zwischen der Leistungskomponente einerseits und der Reaktionsneigung (als Oberbegriff für externe Faktoren) andererseits. Dies wird mittels sogenannter “catch trials” errreicht. Darunter versteht man Leerversuche, d.h. Durchgänge, bei denen kein Stimulus vorhanden ist (“noise only”). Das Antwortverhalten der Vpn während der "catch trials" reflektiert deren Erwartungen, Voreinstellungen, etc.
• Was sind die typischen Bestandteile eines Neurons? Dendrit = Verzweigung, die der Aufnahme von Signalen von anderen Zellen dient Zellkern = enthält die Chromosomen mit den Genen Axon = leitet die Information zu anderen Zellen Myelinscheide = fetthaltige Schicht, die Axone umhüllt; dient der Beschleunigung der Leitgeschwindkigkeit eines Axons Schwannsche Zelle = übernimmt Myelinisierung (Ummantelung eines Axons) im peripheren Nervensystem Ranvierscher Schnürring = unmyelinisierte Stellen am Axon, an denen die Auslösung des Aktionspotenzial möglich ist Axonterminale = Ende eines Neuriten bzw. Axons einer Nervenzelle
• Was sind die typischen Bestandteile einer Synapse? synaptische Vesikel = bläschenförmigen Strukturen, die im Regelfall den Neurotransmitter beinhalten Golgi complex (Golgi Apparat) = Der Golgi-Apparat bildet einen membranumschlossenen Reaktionsraum innerhalb der Zelle Mitochondrien = Die Hauptaufgabe der Mitochondrien ist die Produktion von Energie in Form von ATP (= Kraftwerk der Zelle) Dentritic spine (Dornenfortsatz) = wird eine feine, oft pilzförmige Vorwölbung der Oberfläche einer Nervenzelle genannt, die sich überwiegend auf Dendriten von verschiedenen Neuronen des Gehirns findet.
• Wie werden die Signale innerhalb eines Neurons bzw. zwischen Neuronen weitergeleitet? – innerhalb des Neurons: elektrisch (Ionenströme) – zwischen Neuronen (an Synapse): chemisch
• Was versteht man unter einem Aktionspotential und wie kann man es messen? → Beim Aktionspotential kommt es zur Weiterleitung einer elektrischen Erregung durch Veränderung des Membranpotentials. Aktionspotentiale in Zellen sind elementar für jegliche Form der Reizübertragung und damit auch notwendige Bedingung für Leben. Durch Veränderung des Membranenpotentials kommt es beim Aktionspotential zur Weiterleitung einer elektrischen Erregung durch das Axon → Um das Aktionspotential messen zu können, benötigt man zwei Messelektroden: Eine Messelektrode wird in die Nervenzelle hineingestochen und die andere von außen an die Zelle gehalten.
• Welche 2 Rezeptortypen gibt es im Auge und für was sind sie jeweils zuständig? • Zapfen: vor allem in der Fovea centralis → photopisches scharfes Sehen (Detailanalyse und Farbensehen) • Stäbchen: vor allem in der Netzhautperipherie → skotopisches Sehen & Bewegungsdetektion (Helligkeit)
• Was passiert am Chiasma opticum? • Im Chiasma opticum kreuzt jeweils die nasale Hälfte des Sehnervs in die gegenüberliegende Hirnhälfte -> Konsequenz: rechtes Blickfeld wird in linker Hemisphäre, linkes Blickfeld in rechter Hemisphäre verarbeitet
• Was ist ein rezeptives Feld? → Jede Ganglienzelle hat korrespondierenden Bereich auf der Retina, dessen Stimulierung ihr Antwortverhalten beeinflusst: rezeptives Feld → manchmal sind viele Zapfen/Stäbchen mit vielen Ganglienzellen verbunden → Viele rezeptive Felder lassen sich in ein Zentrum und ein Umfeld einteilen. Meistens sind diese entgegengesetzt verschaltet, sodass man vom sogenannten Zentrum-Umfeld-Antagonismus spricht. Dabei gibt es zwei wichtige Arten von Feldern: On-Zentrum-Neurone haben ein erregendes Zentrum und ein hemmendes UmfeldOff-Zentrum-Neurone haben ein hemmendes Zentrum und ein erregendes Umfeld
• Was versteht man unter dem Ambiguitätsproblem und wie kann man es heuristisch lösen? Dieselbe Netzhautreizung kann durch unterschiedliche Objekte hervor- gerufen werden → heuristisch gelöst vom visuellen System nach dem Prägnanzprinzip: - Wenn die Reizkonfiguration mehrere alternative Gliederungen zulässt, setzt sich von den möglichen Strukturierungen stets diejenige durch, die die einfachste, einheitlichste oder “beste” Gesamtgestalt ergibt.
• Beschreibe das Experiment von Lester, Hecht & Vecera (2009) + Ergebnis. Präsentation von X auf einem simulierten "Vordergrund" und einem simulierten "Hintergrund" (Figur-Grund-Displays) • 50% korrekte Antworten = Indifferenz = PSS (point of subjective synchronicity) • Der PSS liegt bei ambigen (keine Priorisierung) Figuren recht exakt bei Null → gleichzeitiges Auftauchen wird als gleichzeitig wahrgenommen • Der PSS ist für Figur-Grund-Displays um 9.5 ms verschoben → Symbol auf Hintergrund muss vor dem Symbol auf Figur erscheinen, damit es als gleichzeitig wahrgenommen wird • Ergo: Offenbar wird das Symbol auf der Figur schneller entdeckt/verarbeite
• Was versteht man unter dem Obliquen-Effekt? Coppola et al. (1998): Die Bevorzugung horizontaler und vertikaler Orientierungen im visuellen System (Obliqueneffekt) spiegelt ebenfalls eine Regularität der Umwelt wider, s. Experiment am College und Wald • Evolutionäre und ontogenetische Erfahrung optimiert neuronale Verschaltung.
• Was versteht man unter Agnosie? Unvermögen, trotz erhaltener Funktionstüchtigkeit des betroffenen Sinnesorgans Sinnes-wahrnehmungen als solche zu erkennen
• Was versteht man unter der additiven Farbmischung? • auch Lichtfarben genannt → gemischte Farben hellen sich auf • Es gibt keine einfache psychophysikalische Zuordnung von „Wellenlängen“ zu „Farbeindrücken“! • Durch so genannte additive Farbmischung kann jeder reine spektrale Farbton durch die Mischung dreier (hinreichend unterschiedlicher) Wellenlängen erzeugt werden • D.h.: Das gleiche Perzept kann durch physikalisch sehr unterschiedliche Reize hervorgerufen werden, z.B. beim Monitor
• Was versteht man unter der subtraktiven Farbmischung? • auch Partikelfarben → gemischte Farben verdunkeln sich (Farbkasten, Druckerpatrone) • Hinzufügen von Pigmenten (oder farbigen Filtern) führt zu mehr Absorption und damit zu weniger reflektierten Wellenlängen • Mischung von farbigen Pigmenten resultiert daher in anderen Farben als Mischung farbiger Lichter
• Was beschreibt Ewald Hering mit seiner Gegenfarbtheorie? • Annahme:„Vierfarbenlehre“; Gegenfarbcodierung, die auf zwei antagonistischenGegenfarbpaaren beruht • Psychophysikalische Argumente: – Im Alltag unterscheiden Menschen vier Grundfarben: rot, blau, grün und gelb. – Diese Farbbegriffe tauchen in nahezu allen untersuchten Sprachen auf, welche Farben differenzieren (Berlin & Kay, 1969). – Habituationsexperimente zeigen, dass schon Säuglinge das Spektrum spontan in vier Farben unterteilen (Bornstein et al., 1976) – Vpn berichten nie über “grünliches Rot” oder “bläuliches Gelb”. – Chromatische Adaptation: Netzhautnachbilder erscheinen in der Gegenfarbe des Stimulus.
• Wie lässt sich die 3-Farben-Theorie und die Gegenfarbtheorie miteinander vereinen? Beide Theorien sind vereinbar, wenn man retinal eine trichromatische und zentral eine opponierende Codierung annimmt.
• Beschreibe die "take-home-message" vom Fechner'schen bzw. Weber-Fechner'schen Gesetz. Je größer ein Stimulus ist, desto mehr brauch man von ihm, um einen Unterschied zu merken. (Beispiel: Bücher, die man tragen soll → beim ersten und zweiten,.. Buch merkt man noch einen großen Unterschied zu vorher, bei 10 Stück ist der spürbare Unterschied allerdings nicht mehr so groß; Kaffee: Unterschied zwischen schwarzen Kaffee und 1 Stück Zucker: Unterschied schnell bemerkbar, Unterschied zwischen 8 und 9 Stücken Zucker ist schwer zu bemerken)
• Nenne 2 Beispiele für okulomotorische Tiefencues. • Konvergenzstellung der Augen = Bei Fixierung naher Objekte sind die Augen nach innen gerichtet • Akkomodationszustand der Linse = Bei Fixierung näherer Objekte ist die Linse stärker gekrümmt und die Ziliarmuskeln stärker angespannt. → Beide Tiefensignale sind nur bei kurzen Entfernungen hilfreich, der Nutzen des Konvergenz-winkels überwiegt. okulomotorischer Tiefencue = Rückmeldung der Muskelstellung der Augen
• Was versteht man unter einem binokularen Tiefencue? = Nur mit beidäugigem Sehen nutzbare Informationen • Querdisparität • Das Abbild der Außenwelt ist auf beiden Retinae etwas unterschiedlich • Objekte, die auf dem so genannten Horopter (= gedachte Kugel, die durch den Fixationspunkt und die beiden Augenmittelpunkte verläuft) liegen, fallen auf korrespondierende Netzhautstellen → Objekte innerhalb und außerhalb des Horopters fallen auf nichtkorrespondierende Netz- hautstellen/ Innerhalb: gekreuzte Doppelbilder/ Außerhalb: ungekreuzte Doppelbilder
• Was versteht man unter dem Korrespondenzproblem der Querdisparität? • Bisherige Erklärung der Querdisparität setzt die Erkennung von Objektmerkmalen voraus • Bei Zufallsmusterstereogrammen gibt es aber keine identifizierten Merkmale, deren Abbildungen auf den Retinae verglichen werden können! • Woher „weiß“ das Gehirn, welcher Punkt in einem Auge zu welchem (nichtkorrespondierenden!) Punkt im anderen Auge „gehört“? • Eine befriedigende Erklärung steht noch aus • Klar ist: Objekt- und Merkmalserkennung sind keine notwendigen Voraussetzungen für Tiefenwahrnehmung aufgrund von Querdisparität.
• Was ist eine Konstanzleistung? • Der proximale Reiz ändert sich dramatisch mit wechselnden Seh- und Umgebungsbedingungen. • Das Perzept des auslösenden Reizes bleibt jedoch weit gehend stabil. • Weder ändert sich die wahrgenommene Größe mit der Entfernung noch die Weißheit oder Farbe mit (natürlich variierender) Beleuchtung • Diese Fähigkeiten der Wahrnehmung bezeichnet man als Konstanzleistungen. → Konstanzleistung = konstante Wahrnehmung einer Farbe/Gegenstandes, unabhängig des einfallenden Lichtes/Entfernung (bis zu einer gewissen Grenze) → Wahrnehmung von Objekten werden im Bewusstsein gespeichert → Größenkonstanz (Größen-Distanz-Skalierung)
• Welche empirischen Vorhersagen ergeben sich aus den Konstanzleistungen? 1. Elimination von Tiefeninformationen sollte Größenkonstanz zerstören 2. Täuschung über die wahre Entfernung sollte Größenwahrnehmung beeinflussen. 3. Täuschung über Größe sollte Entfernungswahrnehmung beeinflussen. → Demonstration: Emmertsches Gesetz: Nachbild auf Buch ist klein, Nachbild auf Wand ist groß
• Experiment von Holway & Boring (1941) zu Vorhersage 1: "Elimination von Tiefeninformationen sollte Größenkonstanz zerstören": Aufgabe: Adjustieren einer Vergleichskreisscheibe, bis sie genauso groß erscheint wie eine Testkreisscheibe. Dann mit sukzessiver Elimination von Entfernungscues bzgl. der Testscheibe → Versuchsbedingungen: Wegnehmen von Tiefencues, um es schwerer zu machen, die Distanz der Testkreisscheibe zu ermitteln: • 1) Normale binokulare Betrachtung • 2) Monokulare Betrachtung (stereoskopsche Sehen fällt weg) • 3) Monokulare Betrachtung durch kleine Lochblende (artificial pupil) (hauptsächlich werden Bewegungsparallaxe ausgeschaltet) • 4) Monokulare Betrachtung durch Lochblende und verhinderte Lichtreflexionen im Gang. (Wände des Ganges wurden mit schwarzem Samtpapier ausgehängt, um Lichtreflexionen zu verhindern)
• Ergebnisse des Experiments von Holway & Boring (1941): • 1) Alle 5 Vpn zeigen nahezu perfekte Größenkonstanz • 2) Größenkonstanz bei 2 Versuchspersonen leicht reduziert. • 3) Größenkonstanz bei allen Vpn beeinträchtigt • 4) Größenkonstanz bei beiden Vpn massiv beeinträchtigt. Urteile folgen dem Sehwinkel → beruht nur auf Größe des Netzhautbildes → Vorhersage 1 aus der GrößenDistanzSkalierung trifft offenbar zu: Wenn Tiefeninformation nicht zur Verfügung steht, richtet sich der Größeneindruck nach dem Netzhautbild und die Größenkonstanz bricht zusammen.
• Experiment von Gelb (1929) zu Vorhersage 2: "Täuschung über die wahre Entfernung sollte Größenwahrnehmung beeinflussen.": Täuschung über die wahre Beleuchtung einer schwarzen Scheibe vor grauem Grund. Versuchsablauf: Gelb hat einen Beobachter in einen Raum schauen lassen, der schwach beleuchtet war. Hinten in dem Raum war ein dunkelgrauer Hintergrund und auf diesem Hintergrund war eine schwarze Scheibe. Ein Scheinwerfer hat diese schwarze Scheibe angeleuchtet, allerdings war der Scheinwerfer für den Beobachter verdeckt → Beobachtung: Die Scheibe erscheint dem Beobachter weiß! Wird dann ein weißes Stück Papier vor die Scheibe gehalten, erscheint sie sofort wieder schwarz ("ratio principle"), die inhomogene Beleuchtung wird bewusst. Nach Entfernen des Papierstreifens erscheint die Scheibe sofort wieder weiß. → Erklärung: Die Umgebungsbeleuchtung wird als homogen wahrgenommen, die Scheibe reflektiert wegen der fokussierten Beleuchtung viel mehr Licht als der Hintergrund und wird daher viel heller als dieser wahrgenommen.
• Mondtäuschung (Experiment zu Vorhersage 2: "Täuschung über die wahre Entfernung sollte Größenwahrnehmung beeinflussen.") Größen-Distanz-Skalierung: egal, wo der Mond sich befindet, der Sehwinkel, welcher er auf die Netzhaut wirft, ist identisch, da die reale Entfernung gleich bleibt. Wenn man den Mond am Horizont sieht, hat man besonders viele Tiefenreize, die einem suggerieren, dass der Mond besonders weit weg sein muss. Weiter weg als dann, wenn der Mond im Zenit steht.
• Fazit aus Experimenten von Holway & Boring / Gelb / Mondtäuschung / Amscher Raum: • Die Vorhersagen aus der GrößenDistanzSkalierungs-Hypothese treffen offenbar zu • Täuschungen über die wahre Entfernung rufen Größentäuschungen hervor. • Genauso rufen Täuschungen über die vertraute Größe Entfernungstäuschungen hervor, wenn keine Tiefencues zur Verfügung stehen (z.B. Schneeblindheit bzw. Whiteout) • Die Leistung der Größenkonstanz beruht demnach auf einer Verrechnung von proximalem Reiz mit dem Kontext.
• Nenne 3 psychologische Wahrnehmungsdimensionen für akustische Reize: – Lautstärke (Töne & Geräusche)= f(Druckamplitude) – Tonhöhe (Töne)= f(Frequenz) – Klangfarbe / Timbre (Töne) = f(Frequenzspektrum) – Konsonanz / Dissonanz (Töne) – Lokalisation (Töne & Geräusche)
• Was versteht man unter reinen Tönen? = Sinustöne; ist ein Schallereignis, dessen erzeugende Schwingung mathematisch (außer an ihrem Beginn und Ende) durch eine unendliche Sinus- oder Kosinus-Funktion beschrieben werden kann. - Streng genommen handelt es sich dabei um ein theoretisches Konstrukt, das in seiner perfekten Form weder in der Natur vorkommt noch technisch realisiert werden kann. -Jedoch erzeugen die Stimmgabel sowie die gedackte Orgelpfeife in sehr weiter Mensur obertonarme Klänge, die den reinen Sinuston annähern.
• Was versteht man unter komplexen Tönen / Klängen? Die Druckänderungen am Ort x über die Zeit t sind periodisch, aber nicht sinusförmig. -z.B. Klang eines Instruments
• Was versteht man unter einem Geräusch? • Die Luftdruckänderungen am Ort x über die Zeit t sind aperiodisch – keine Tonhöhenempfindung • Aperiodische Schwingungen haben kontinuierliche Frequenzspektren • Als „weißes Rauschen“ bezeichnet man eine gleichförmige Mischung aller hörbaren Frequenzen
• Beschreibe die Fourieranalyse: Idee: Fourier-Theorem :  Jede periodische Wellenform der Frequenz f0 kann als Summe von Sinus-schwingungen mit Frequenzen n*f mit geeignet gewählten Amplituden und Phasen dargestellt werden. • è Jeder komplexe Ton mit Grundfrequenz f0 kann als Überlagerung eines Sinustons derselben Frequenz mit seinen Harmonischen (f1, f2 …) beschrieben werden. Fourier-Analyse: • In der Fourier-Analyse wird eine komplexe Schwingung in ihre sinusförmigen Komponenten zerlegt • Ergebnis ist ein Frequenzspektrum, welches angibt, zu welchen Anteilen welche Frequenzen in der Schwingung enthalten sind. • Das Ohr ist offenbar ebenfalls in der Lage, einen komplexen Ton zu zerlegen – wir können einzelne Harmonien heraushören (Ohm, 1843)
• Nenne Determinanten für Lautstärke: • Die empfundene Lautheit eines Tons hängt maßgeblich (aber nicht ausschließlich) von der Amplitude bzw. dem Schalldruck ab. • Eine weitere wichtige Determinante der Lautstärkeempfindung ist die Frequenz • Die höchste Empfindlichkeit besteht zwischen 1.000 und ca. 4.500 Hz. Das entspricht etwa dem Bereich der menschlichen Stimme. • Dauer – sehr kurze Töne müssen besonders intensiv sein, um wahrgenommen zu werden – bis zur Dauer von 200 ms: zeitliche Summierung • Adaptationszustand • Bandbreite der Frequenzen – Weißes Rauschen ruft bei gleicher Intensität und unterschiedlicher Bandbreite verschiedene Lautheitsempfindungen hervor – Erklärung: verschiedene „Kanäle“ sind für unterschiedliche Frequenzbereiche zuständig (Filter) – Wenn für jeden Kanal das Stevens‘sche oder Fechnersche Gesetz gilt, ruft eine auf mehrere Kanäle verteilte Gesamtstimulation einen stärkeren Eindruck hervor
• Idee und Evidenz für Frequenzfilter: → Frequenzfilter, die für bestimmte Frequenzen zuständig sind • 1. Kritische Bandbreite (klassisches Experiment von Fletcher, 1940) – Prozedur: Schwellenbestimmung für einen Target-Ton (2000Hz) vor dem Hintergrund weißen Rauschens (Maskierreiz) mit wachsender Bandbreite. Die Energiedichte des Rauschens ist konstant, d.h. Die Gesamtintensität steigt. – Ergebnis: Die Schwelle für das Target steigt mit wachsender Bandbreite bis zu einem bestimmten Punkt und bleibt dann konstant (trotz steigender Intensität des Maskierreizes!) – Interpretation: Nur innerhalb der Bandbreite des Filters, der für das Target “zuständig” ist, stört der Maskierreiz die Entdeckung. • 2. Lautstärkeskalierung (Feldtkeller & Zwicker, 1956) – Prozedur: Lautstärkeskalierung (Größenschätzung) für weißes Rauschen mit variabler Bandbreite (zentriert um 1000Hz) aber konstanter Gesamtenergie. – Ergebnis: Die Lautstärke steigt zunächst nicht, ab der kritischen Bandbreite aber doch – Interpretation: Jeder Filter liefert einen Lautstärke- Empfindungs-Output, der mit seinem Energie- Input über Steven’s Potenzgesetz verknüpft ist. Die Lautstärkeempfindungen aus verschiedenen Filtern werden summiert.
• Was versteht man unter der Ortskodierung (v. Tonhöhe) und nenne Argumente für diese: • Örtliche Codierung (von Helmholtz, 1863) – Idee: Verschiedene Frequenzen erregen unterschiedliche Orte der Cochlea und damit unterschiedliche Nervenfasern; d.h., die Information über die Frequenz wird durch den Ort der erregten Nervenfaser codiert Argumente für die Ortskodierung: • György Békésy (1947, 1960, Nobelpreis 1961) untersuchte die mechanischen Eigenschaften und das Verhalten der Basilarmembran. • Die Stimulation der BM mit Tönen führt zu einer Wanderwelle auf der Membran. Der Zeitverlauf und die Amplitude können durch eine “Hüllkurve” beschrieben werden. • Der Ort der maximalen Auslenkung der Hüllkurve variiert mit der Frequenz des Stimulus. • Je höher die Frequenz, desto näher ist das Auslenkungsmaximum dem Steigbügel. • Einzelzellableitungen von verschiedenen Cochleaorten reagieren maximal auf unterschiedliche Frequenzen Neuere Erkenntnisse zu Békésys Theorie: • Békésys Messungen zeigen zu viel Überlappung der Hüllkurven, um die feine Frequenzunterscheidungsfähigkeit erklären zu können. Neuere präzisere Messungen an lebenden Cochleae zeigen schmalere Schwingungsmuster. • Die äußeren Haarzellen verändern frequenzabhängig den Druck auf die Basilarmembran (motile Antwort) und verändern so ihre Schwingungseigenschaften. Vermutlich werden Frequenzen dann stärker fokussiert. • Komplexe Klänge werden durch die BM in ihre Harmonischen zerlegt, da die Orte maximaler Erregung denen der Harmonien entsprechen. • Der primäre auditorische Kortex ist tonotop aufgebaut. • Fazit: Zahlreiche Befunde stützen aufbauend auf Békésys Arbeiten die Idee der Ortscodierung → Ortsprinzip lässt sich nicht nur auf der Basilarmembran finden sondern auch im Kortex

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