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Kognitive 1 (Subject) / Kog (Lesson)

This lesson was created by HannaCharlotteDeutsch.

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• Was ist die Aufgabe der Kognitiven Psychologie? Die Strukturen der menschlichen Intelligenz und des menschlichen Denkens zu verstehen. Aufdeckung der elementaren Prozesse, die allen Intelligenzleistungen zugrunde liegen; grundlegende Mechanismen des menschlichen Denkens aufdecken.
• Welche Verknüpfungen gibt es mit anderen Wissenschaften? Kognitive Psychologie als Grundlage für die Sozialwissenschaften, z.B. Funktionsweise des Denkens = Denkstörungen (Klinische Psychologie), Gruppenorganisation (Soziologie)
• Welche praktischen Anwendungen gibt es? Den Menschen befähigen intellektuelle Leistungen effektiver zu gestalten. Schulung verbessern, Computersysteme entwickeln.
• Seit wann gibt es die Kognitiven Psychologie in Europa? 17. - 19. Jhr. Philosophische Auseinandersetzung: Empirismus= Wesen aus Erfahrung vs. Nativismus= angeborenes Wissen. Erst ab 1879 Wilhelm Wundt, psychologisches Labor Leipzig als Wissenschaft angesehen. Introspektion: geschulte Beobachter berichten über ihre eigenen kognitiven Leistungen. Ebbinghaus: Gedächtnisexperimente
• Entwicklung der Kognitiven Psychologie in USA? Introspektion als untauglich angesehen, deshalb Behaviorismus: Analyse des äußeren, beobachtbaren Verhaltens, Ablehnung mentaler Konstrukte zur Erklärung von Verhalten. Kognitive Psychologie sollte vor allem anwendbar sein: Lerntheorie von Thorndike. 50er-70er Jahre Wiederbelebung der Kognitiven Psychologie in USA: - Informationsverarbeitungsansatz: wichtig im 2. Weltkrieg- Konzentrationsförderung - Computerwissenschaften: erste Versuche in KI bzw. AI - Linguistik: Chomski Methode zur Analyse der Sprache, Sprache zu komplex um behavioristisch erklärt werden zu können
• Welche Rolle spielt die situative Umgebung? Es gab eine Auseindersetzung darüber, ob das menschliche Verhalten von der Struktur der Umwelt (Aufforderungscharackter) oder von der Struktur des Geistes oder von beiden abhängt.
• Welche Beziehung gibt es zur Physiologie? Die Kognitive Psychologie glaubt, daß sich die Befunde physiologisch begründen lassen, etwa wie beim Computer.
• Warum abstrakte Analysen? 1. Gedanke: Alle Befunde physiologisch begründen, aber der Ansatz ist viel zu komplex, selbst wenn eine Beschreibung gelänge. (10 Milliarden Nervenzellen) 2. Gedanke: Computer als Analogie Eine kognitive Theorie soll wie ein Computerprogramm sein, Verhalten präzise bestimmen, aber mit Begriffen die abstrakt genug sind, um einen konzeptuell nachvollziehbaren Rahmen für das Verständnis des Phänomens zu schaffen.
• Wie sieht der Informationsverarbeitungsansatz von Sternberg aus? Beispiel: Wiedererkennen einer Gedächtnisstichprobe (9, 7, 8, 4) Reiz 9 9 Reizwahrnehmung 9=3? 9=9? 9=6? Entscheidung Antwortgenerierung Ja Sternberg zerlegte den Prozeß des Wiedererkennens einer Gedächtnisstichprobe in eine Abfolge diskreter und abstrakter Informationsverarbeitungsschritte. Wichtig: klare Abfolge bzw. sequentielle Ordnung Flußdiagramme Was sind konnektionistische Modelle? In konnektionistischen Modellen wird die Information durch nervenzellenartige Elemente verarbeitet, die Aktivation ansammeln und erregende und hemmende Einflüsse auf andere Einheiten ausüben (z.B. parallel distributed processing PDP - McClelland, Rumelhart).
• Was ist Objektzentrierte Wahrnehmung? Visuelle Szenen werden mit Hilfe der Gestaltgesetze der Wahrnehmungsorganisation in Objekte gegliedert.
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• Was sind die Gestaltgesetze der Wahrnehmungsorganisation? Wurden nach den Gestaltpsychologen benannt (z.B. Wertheimer 1912) Gesetz der Nähe: nahe beieinanderliegende Elemente organisieren sich oft zu Einheiten. Gesetz der Ähnlichkeit: ähnlich aussehende Objekte werden bevorzugt zu einer Gruppe zusammengefasst. Gesetz des glatten Verlaufs: suche eines möglichst geraden Zusammenhangs Gesetz der Geschlossenheit / guten Gestalt: versuchen verdeckte Formen zu komplettieren.
• Wann ist der Mensch fähig Lage und Form von Objekten im dreidimensionalen Raum zu erkennen? Man geht davon aus, daß diese Fähigkeit angeboren ist, also schon im Säuglingsalter beherrscht wird (Granrud 1986). Anders ist es bei der Identifizierung der Objekte, dazu müssen erst Lernprozesse durchlaufen werden (Mustererkennung).
• Was ist template-matching (Schablonenabgleich)? Visuelle Muster werden mit schon im Gehirn gespeicherten Mustern (Schablonen) verglichen und bei Übereinstimmung erkannt. Beispiel Buchstaben. Beim Schablonenabgleich wird die exakte Übereinstimmung zwischen Muster und einem Stimulus bestimmt.
• Ist der Schablonenabgleich ein gutes Modell für menschliche Mustererkennung? Nein. Es ist nicht flexibel genug, es benötigt standartisierte Formen um erfolgreich zu funktionieren. Bsp.: Buchstaben: Ausrichtung, Größe, Form. Für den Menschen jedoch kein Problem.
• Was ist der Unterschied zur Merkmalsanalyse? Bei der Merkmalsanalyse werden die Schablonen in ihre Grundelemente aufgeteilt und die Mustererkennung funktioniert durch erkennen einfacher Elemente (Striche) und einer Regel wie diese zu kombinieren sind.
• Welche Vorteile hat die Merkmalsanalyse? Es müssen weniger Schablonen gespeichert werden, weil diese aus Kombinationen bekannter Grundelemente bestehen. Die Erkennung funktioniert nicht durch exakte Übereinstimmung von Stimulus und Muster, sondern durch erkennen der charakteristischen Merkmale, deshalb viel flexibler.
• Was ist Merkmalsanalyse? Bei der Merkmalsanalyse werden zunächst die Merkmale eines Musters und dann ihre Kombination erkannt.
• Kennen sie ein Experiment zur Merkmalsanalyse? Kinney et al. 1966: C und G werden bei kurzer Darbietung häufig verwechselt, weil nicht alle Merkmale extrahiert werden konnten war keine verläßliche Unterscheidung zwischen Reizen mit ähnlichen Merkmalsgruppen möglich.
• Läßt sich die Merkmalsanalyse auf die Objekterkennung übertragen? Ja. Ein vertrautes Objekt kann als Konfiguration einfacher Komponenten verstanden werden (Marr 1982). Pferd aus röhrenförmigen Komponenten. Theorie der komponentialen Erkennung (recognition by components theory) Biedermann 1987: 1. Objekt wird in eine Menge von grundlegenden Teilobjekten untergliedert. 2. Jedes Teilobjekt kann in eine von 36 grundlegenden Kategorien klassifiziert werden. 3. Objekt wird als dasjenige Muster erkannt, das aus der Konfiguration der Teilobjekte zusammengestzt ist. Vergleichbar mit dem Erkennen der Muster von Buchstaben, den Buchstaben als Teilobjekt und dem Wort als zusammengesetztes Muster.
• Was sind Geons? Geons = geometric ions = 36 grundlegende Kategorien von Teilobjekten werden über die Merkmale der Form des Objektes und der Achse entlang deren die Bewegung stattfindet definiert. Wie ein Alphabet zum Aufbau von Objekten.
• Was ist zum Erkennen eines Geons entscheidend? Wie bei der Merkmalsanalyse sind nur grundlegende Merkmale wichtig, Farbe, Textur und kleine Details spielen keine Rolle. Biedermann 1988: schematische Strichzeichnungen von Objekten reichen zum Erkennen aus, sind genauso gut wie Farbphotographien.
• Welche Probleme gibt es beim Erkennen gesprocherner Sprache? Sprache ist nicht in diskrete Einheiten gegliedert wie Schrift, auch wenn es so scheint wird die Schallenergie innerhalb eines Wortes genauso oft unterbrochen wie zwischen zwei Wörtern. Einzelne Wörter werden nur erkannt, wenn die Sprache bekannt ist. Identifizierung der Phoneme aus denen sich ein gesprochens Wort zusammensetzt ist besonders schwierig (Segmentierungsproblem), da sich verschiedene Sprecher in der Art wie sie dieselben Phoneme produzieren unterscheiden (Akzent).
• Was sind Phoneme? Ein Phonem ist als kleinste sprachliche Einheit definiert, deren Veränderung zu einer Änderung der Bedeutung der Äußerung führen kann (Rippe = Lippe).
• Was ist Koartikulation? Ein weiteres Problem bei der Segmentierung von Phonemen. Liberman 1970: bei der Produktion des ersten Lautes eines Wortes im Vokaltrakt verändert dieser schon die Form um den zweiten Laut zu produzieren und während desse Produktion verändert der Vokal-trakt wiederum seine Form um den nächsten Laut zu produzieren. Phoneme überlappen sich also. Das heißt, daß das Klangmuster eines Phonems vom Kontext abhängig ist.
• Wo findet die Segmentierung statt? Im linken Temporallappen; bei Schädigung Unfähigkeit Sprache zu erkennen, aber selber sprechen und andere Laute erkennen kein Problem.
• Wie funktioniert die Merkmalsanalyse bei gesprochener Sprache? Wie Buchstaben können Phoneme als eine Anzahl bestimmter Merkmale aufgefasst werden. Diese Merkmale sind zum Beispiel: Konsonanzmerkmal: es handelt sich um einen Konsonanten (im Gegensatz zum Vokal) Stimmhaftigkeit: Klang des Lautes, Schwingungen der Stimmlippen, z.B. reißen = stimmlos - reisen = stimmhaft. Artikulationsort: Ort an dem der Vokaltrakt geschlossen wird, z.B. dental = Zunge stößt gegen die Zähne, bilabial = Lippen werden geschlossen.
• Wie kann man die Merkmalsanalyse bei gesprochener Sprache experimentell bestätigen? Miller und Nicely 1955: Erkennen von Konsonanten in einem Hintergrundrauschen, es werden die Konsonanten am häufigsten verwechselt, die sich nur in einem Merkmal unterscheiden, z.B. Artikulationsort.
• Was ist kategoriale Wahrnehmung? Stimuli werden als distinkten Kategorien zugehörig wahrgenommen, es werden keine Abstufungen der Stimuli innerhalb einer Kategorie festgestellt.
• Trifft die kategoriale Wahrnehmung auf Phoneme zu? Ja, auch wenn sie sich nur in einer kontinuierlichen Dimension unterscheiden. Lisker und Abramson 1970: b und p unterscheiden sich im Vokalisationsbeginn, es existiert eine Phonemgrnze ab der ein b als p wahrgenommen wird. Außerdem gibt es Belege dafür, daß nur die Phonemkategorie unteschieden werden kann, nicht aber Laute innerhalb einer Kategorie. Eimas un Corbit 1973 gehen auch davon aus, daß Merkmalsdetektoren adaptieren (ermüden) können.
• Welche Effekte hat der Wortkontext bei der Mustererkennung? Redundanz bei der Worterkennung, fehlende oder unkenntliche Buchstaben werden durch top-down Effekte (es wird vom Weltwissen auf den jeweiligen Stimuli geschlossen) erkannt. Reicher 1969 und Wheeler 1970: Wortüberlegenheitseffekt: obwohl im Wortkontext mehr Buchstaben zu verarbeiten sind, ist die Mustererkennung effektiver als bei einzelnen Buchstaben. Rumelhart 1974: Wahrnehmung als ein Prozeß von unbewußten Schlußfolgerungen. Bei der Buchstabenerkennung können Merkmalsinformationen durch den Wortkontext ergänzt werden.
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• Was ist der Reicher-Wheeler-Effekt? Wortüberlegenheitseffekt: D und K einzeln schlechter zu unterschieden als im Zusammen-hang mit WOR. Schlußfolgerung durch Zusammenhang. Siehe oben.
• Ist der Reicher-Wheeler-Effekt ausdehnbar? Er läßt sich auch auf den Satzkontext anwenden. Wie Mandler und Baumal 1964 zeigten ist die Worterkennung im Kontext effektiver, Merkmalsinformationen werden durch den Satzkontext ergänzt.
• Was ist der Phonemergänzungseffekt? Warren 1970: Auch bei gesprochener Sprache werden Merkmalsinformationen der Phoneme durch Kontextinformationen unbewußt ergänzt, dabei kann die Identifikation von Wörtern auch durch die Wahrnehmung nachfolgende Wörter beeinflußt werden.
• Trifft der Ergänzungseffekt auch bei visuellen Szenen zu? Palmer 1975: Im Kontext von Gesichtern sind weniger Informationen nötig um Teile wie Nase, Ohr und Lippe zu erkennen. Biederman et al. 1973: Objekte lassen sich in kohärenten Szenen leichter identifizieren als in durcheinandergewürfelten Bildern.
• Was ist das FLMP Modell? Massaro 1979 fuzzy logical model of perception Massaro geht davon aus, daß die Kontext- und Stimulusinformation unabhängig voneinander sind und das jede eine bestimmte Evidenz für einen bestimmten Buchstaben bereitstellt, die im wesentlichen Wahrscheinlichkeiten sind. Diese WS sind stochastisch unabhängig (Art und Weise wie man ein e schreibt ist unabhängig davon in welchem Wort es auftaucht) und können zur Mustererkennung kombiniert werden.
• Wie funktioniert das konnektionistische Modell (PDP) der Buchstabenerkennung? Einzelne Merkmale werden zu Buchstaben kombiniert und Buchstaben werden zu Wörtern kombiniert, dabei werden alternative Buchstaben und Wörter gehemmt. Der Aktivations-prozeß kann aber auch anders herum laufen, so werden 3 Buchstaben eines Wortes und ein Balken erkannt, aufgrund der Kombination der Elemente wird ein bestimmter Buchstaben aktiviert und die anderen gehemmt (Wortüberlegenheitseffekt).
• Wie unterscheiden sich PDP und FLMP Modell? Beim PDP Modell wird die Empfindlichkeit für die Erkennung eines Buchstabens durch top-down Prozesse beeinflußt, während das FLMP Modell von einer Unabhängigkeit zwischen der Stimulus- und Kontextinformation ausgeht.
• Kritik an beiden Modellen: (PDP & FLMP) "PDP Modelle erlauben dem Verarbeitungssytem eine übermäßige Verzerrung des Inputs aus der Umwelt", d.h. sie sind zu unempfindlich gegenüber Stimulusinformationen die den Kontextinformationen zuwiderlaufen. FLMP Modelle arbeiten auf höherem Abstraktionsniveau und erfassen nicht die Effekte der Verarbeitung aufeinanderfolgender Buchstaben auf die Wahrnehmung der einzelnen Buchstaben. Es zeigt sich das es nicht einen Kontext und einen Stimulus gibt, sondern Buchstaben mit wechselseitigem Einfluß auf die Wahrnehmung. Der Informationsfluß der Wahrnehmung nach dem Modell von Marr 1982 Lichtenergie Merkmalsextraktion Primärskizze Tiefeninformation 2 ½ - D - Skizze Gestaltprinzipien 3 - D - Skizze Verknüpfung von Merkmalen und Kontextinformation Erkennung
• Was versteht man unter Aufmerksamkeit? Die Zuweisung von Ressourcen im kognitiven System, um wichtige Informationen zu verarbeiten und die weniger wichtigen zu vernachlässigen. Die Ressourcen können sich dabei überschneiden, oder prallel arbeiten und der Mechanismus der Einteilung ist nicht ge-klärt.
• Was ist dichotisches Hören? Das gleichzeitige Hören von zwei Nachrichten, getrennt nach Stereokanälen.
• Was ist shadowing? Das "Beschatten" (verfolgen) einer Nachricht, um sie anschließend wiederzugeben. Dabei wird die Information des anderen Kanals unterdrückt und die Probanden können sich nur an die Stimmlage der zweiten Stimme erinnern, nicht aber an den Inhalt der Nachricht. Vergleichbar mit der Situation auf einer Party, bei der man einem Gespräch folgt.
• Wie wird die Information des zweiten Kanals unterdrückt? Es gibt verschiedene Ansichten: die Filtertheorie von Broadbent 1958, die Dämpfungstheorie von Treisman 1964 und die Theorie der späten Auswahl von Deutsch und Deutsch 1963.
• Was ist die zentrale Annahme der Filtertheorie? Broadbent geht davon aus, daß die Entscheidung welcher Information man folgt aufgrund physikalischer Merkmale, wie Stimmlage, Lokalisation, getroffen wird und die restliche Information ausgefiltert wird. Aufgrund der physiologischen Eigenschaften der Nerven-bahnen des auditiven Systems erscheint die Theorie wahrscheinlich.
• Welche Probleme treten bei der Filtertheorie auf? Informationen werden nicht nur durch physikalische Merkmale gefiltert, sondern auch durch deren semantischen Inhalt (Party: bei einem Gespräch nebenan hört man seinen Namen). Gray und Wedderburn 1960 zeigten, daß Probanden in der Lage sind Nachrichten nach deren Inhalt zu beschatten, auch wenn die Mitteilung das Organ (Ohr) wechselt. Beispiel:
• Erläutern sie die Dämpfungstheorie und die Theorie der späten Auswahl und deren Unterschiede: Die Dämpfungstheorie ist eine Modifikation der Filtertheorie, die besagt, daß die unbeachtete Information nicht völlig eleminiert wird, sondern lediglich abgeschwächt das System durchläuft und auch semantische Kriterien beachtet werden können. Im Gegensatz dazu wird die Information in der Theorie der späten Auswahl völlig ungedämpft verarbeitet, die Begrenzung besteht in der Kapazität des Reaktionssystems. Die Information wird erst verbal analysiert (oder je nach Aufgabe lokalisiert) und dann setzt ein Reaktionsfilter ein, weil zu jedem Zeitpunkt nur eine Information wahrgenommen werden kann.
• Welche Befunde ergab das Experiment von Treisman und Geffen 1967 zum dichotischen Hören? Probanden sollten eine Nachricht beschatten und gleichzeitig auf ein Zielwort achten. Laut der Theorie der späten Auswahl sollte das kritische Wort auf beiden Ohren gleich gut entdeckt werden, aber es wurde die Dämpfungstheorie bestätigt, das kritische Wort wurde im beschatteten Ohr zu 87% und im unbeschatteten Ohr nur zu 8% entdeckt. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen Treisman und Riley 1969 und Johnston und Heinz 1978.
• Was ist das echoische Gedächtnis? Glucksberg und Cowan 1970 fanden heraus, daß die gedämpfte Information, wenn auch mit Schwierigkeiten, weiterverarbeitet werden kann, da sie noch für eine kurze Zeitspanne (circa 5 sec.) zur Verfügung steht. Neisser 1967 nannte das System, das unverarbeitete auditorische Informationen behält, echoisches Gedächtnis.
• Welche Bedeutung hat die Fovea bei der visuellen Aufmerksamkeit? Die Fovea (gelber Fleck) ist der Bereich im Auge für maximale Schärfe. Die Fovea wird bevorzugt auf den Punkt ausgerichtet dem wir die meiste Aufmerksamkeit schenken, die Verarbeitung der anderen Teile des visuellen Feldes wird gedämpft.
• Ist der Bereich der visuellen Aufmerksamkeit mit dem Bereich des visuellen Feldes, das foveal verarbeitet wird, identisch? Nein, Posner et al. 1978 zeigten, daß Probanden Informationen im gedämpften Bereich des visuellen Feldes wahrnehmen ohne das es zu Augenbewegungen kommt. Vielmehr scheint es so zu sein, daß eine Verschiebung der Aufmerksamkeit aus dem fovealen Bereich einer Augenbewegung zuvor geht, d.h. es muß erst einer nichtfovealen Region Aufmerksamkeit geschenkt werden, damit diese als interessant empfunden wird und die Fovea (die Augen) für maximale Aufmerksamkeit darauf ausgerichtet werden können.
• Wie sah das Experiment von Posner et al. Im einzelnen aus? Probanden mußten einen Punkt fixieren, aber den Bereich außerhalb des Punktes beachten ohne die Augen zu bewegen.Dann wurde ein Reiz 7 Grad links oder rechts des Fixationspunktes dargeboten, zu 50% ohne Warnhinweis, zu 80% mit richtigem Warnhinweis (welche Seite) und zu 20 m% mit falschem Warnhinweis. In späteren Experimenten fanden Posner et al. Daß Probanden die Aufmerksamkeit auf Positionen lenken können die bis zu 24 Grad von der Fovea abweichen.

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