Psychologie (Fach) / Kognitive Prozesse 1 (Lektion)
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Wahrnehmung
Diese Lektion wurde von Charlotte1993 erstellt.
- Eigenschaften der Wahrnehmung 1. Wahrnehmung ist begrenzt 2. Selektivität 3. Konstruktivität 4. Zeitliche Dauer 5.Korrektheit und Nützlichkeit 6. Kontextabhängigkeit 7. Entwicklung, Übung und Plastizität 8. Aktive Wahrnehung
- Wahrnehmung ist begrenzt unterliegt Einschränkungen durch die Eigenschaften der Rezeptorsysteme -- können nur bestimmte Reizangebote verarbeiten Beispiel: Elektromagnetische Wellen : kann nur eng begrenzter Ausschnitt ( das sichtbare Licht) von 400-700 nm wahrgenommen werden --->>> ähnlich bei Schallwellen (20 Hz - 20 kHZ) begrenzte Anzahl von Sinnesorganen ( Modalitäten), die für begrenzte Anzahl von Komponenten (Qualitäten) in der Wahrnehmung zuständig ist. Gesetzt der spezifschen Sinnesenergien ( Müller, 1826), wonach nicht der äußere Reiz die Qualität der Wahrnehmung bestimmt, sondern nur die Eigenart des gereizten Sinnesorgans.
- Selektivität Oswald Külpe (1904) „selektive Funktion der Aufgabe“ positive Abstraktion (Hervorhebung aufgabenrelevanter Merkmale) negativen Abstraktion („Absehung“ von irrelevanten Merkmalen). --> Ziele führen zur selektiven Verarbeitung von Merkmalen in der Wahrnehmung
- Drei Formen von Selektivität Im Sinnessystem selbst implementiert, z.b. Retina des Kaninchens Selektion durch Bewegung des Kopfes oder derAugen, Offene Selektion, (overt selection) Selektion druch Verlagerung von„Aufmerksamkeit“ Verdeckte Selektion, (covert selection)
- Definition von Aufmerksamkeit Aufmerksamkeit bezeichnet die bevorzugte Verarbeitung eines Gegenstandes auf Kosten eines anderen.
- Konstruktivität Wahrnehmung erzeugt kein/e Abbild /Rekonstruktion der Wirklichkeit, sondern konstruiert aus verfügbaren Infos eine handlungsrelevante interne Repräsentation Beispiel: zweidimensionales Abbild auf der Retina des Auges wird dreidimensional interpretiert, z. B. wird aus einer zweidimensionalen Anordnung von Strichen im retinalen Bild in der Wahrnehmung das räumliche Bild eines Stuhls Dieser Prozess benötigt Regeln, um Vielfalt der möglichen Interpretationen einzuschränken--> ergeben sich aus Eigenschaften der Umwelten, an die sich das System angepasst hat, also aus den Regularitäten der Umwelt Do-It-Yourself Beispiel: Unbekanntes Objekt --> Kunstobjekt von Biederman (1992).Trotz unbekanntem Objekt können Teile ohne Fehler differenziert werden.Mechanismus: „Parsing at regions of concavity“. (Ausbuchtungen signalisieren Übergang zu einem anderen Teilobjekt). Nichtzufällige Eigenschaften (non-accidental features) liefern Informationen zur Struktur von Objekten. Blinder Fleck Wichtige Grundlage ist Wissen über die Eigenschaften der Welt (Dynamik von Kausalitäten, Ursache--> Wirkung Konzept des Objektes als symbolische Repräsentation (=Begriff) Allgemeines Wissen über Objekte, erlaubt Strukturierung des Informationsangebotes Objekt-Konzepte = Bestandteil des symbolischen Basis- wissens, auf dem Lernprozesse aufbauen können--> Basiswissen schränkt für eine gegebene Situation die möglichen Interpretationen ein, die in dem konstruktiven Wahrnehmungsvorgang entstehen können.
- Zeitliche Dauer Wahrnehmung erscheint uns als unmittelbar: Objekte und Ereignisse scheinen zu dem Zeitpunkt aufzutauchen bzw. stattzufinden, in dem wir sie wahrnehmen. Tätsächlich vergeht Zeit, z.B. zwischen Verarbeitung des ankommenden Reizes an den Rezeptoren und der Registrierung eines Produktes der Wahrnehmung, z.B. für die Auswahl einer Reaktion--> Mentale Chronometrie
- Entdeckung der Nervenleitgeschwindigkeit: 1849 führte Helmholtz Untersuchungen zur Nervenleit- geschwindigkeit durch & fand, dass die Verzögerungszeit zwischen Erregung und Muskelreaktion bei einem Frosch mit etwa 30 Metern pro Sekunde ziemlich langsam war. Weil er nicht sicher war, daß die Leitgeschwindigkeit der Sinnesnerven ähnlich niedrig war, reizte er Zeh und Oberschenkel eines Menschen gleichzeitig und schloß aus dem Unterschied der Reaktionszeiten, dass die Leitgeschwindigkeit hier zwischen 50 und 100 Metern pro Sekunde lag
- Zeitliche Verhältnisse in der visuellen Informationsverarbeitung (einfache Reaktionsaufgabe) Transduktion in Retina: 35ms Ankuft im primären visuellen Kortex: 55 ms Zeit für weitere Verarbeitung, z.B. Reaktionsauswahle Ankuft im motorischen Kortext 200 ms Früheste Reaktion im Fingermuskel 250ms Normale Reaktionszeit wenig trainierter Vpn. ~400 ms
- Apparent motion (Scheinbewegung) handelt sich um ein Phänomen nicht um eine echte, physikalische Bewegung Def. : Als Scheinbewegung bezeichnet man die "zeitliche Folge statischer optischer Reize, durch die eine Bewegungsempfindung ausgelöst wird, ohne daß eine echte Bewegung stattfindet (Röhler, S.135f)." Bei einem zeitlichen Abstand von weniger als 30 msec ist keine Bewegung erkennbar Zwischen 30 und 60 msec zeigt sich eine partielle Bewegung Ab 60 msec besteht der Eindruck der Scheinbewegung Über 200 bis 300 msec ist keine Bewegung erkennbar
- Blickbewegungen (Sakkaden) Zentrales Element des sensomotorischen Verhaltens Integrierter Teil der Wahrnehmung Sakkaden: schnelle Bewegungen ( bis zu 600 degrees / sec) Dauer 20 bis80 ms --> reflektieren die Richtung und dynamische Sequenz der Informationsverarbeitung Fixation: Phasen mit relativ stabiler visueller Achse 70 bis mehr als 500 ms,visuelle Informationserwerb --> Fixationdauer ist abhängig von der mentalen Verarbeitungsbelastung (leichtes Wort vs. schweres Wort?)
- Typische Blickbewegungen beim Lesen (Beispiel: Grundschüler) links --> rechts: progressive Sakkaden Rechts --> links: regressive Sakkaden Fixationen: Dauer und Zahl pro Wort hängen von Wort- und Textschwierigkeit ab.
- Korrektheit und Nützlichkeit Wahrnehmung ist nicht „realitätsgerecht“ sondern funktional korrekt (stellt die Infos bereit, die für zielbezogenes Handeln in der physikalischen und sozialen Umwelt notwendig sind) Wir nennen unsere Vorstellungen von der Außenwelt „wahr“, wenn sie nur genügend Anweisungen über die Folgen unserer Handlungen der Außenwelt gegenüber geben und uns richtige Schlüsse über die zu erwartenden Veränderungen derselben ziehen lassen.(Helmholtz, 1855, S. 590). Beispiele: Wahrnehmungstäuschungen z.B. Große Objekte werden als schwerer wahrgenommen.
- Visuelle Täuschung: Ponzo-Täuschung (Ponzo, 1913) Monokulare Tiefenkriterien: Linearperspektive, Schienen werden als parallele Linien aufgefasst, die in großer Tiefe ihren Fluchtpunkt haben. Relative Höhe, höhere Objekte sind weiter entfernt. Oberer Balken/Mensch wird als weit entfernt wahrgenommen, muss deshalb kleiner sein, um als gleich groß wahrgenommen zu werden. Da aber die Netzhautbilder beider Menschen gleich groß sind, wirkt der obere größer.
- Kontextabhängigkeit Reize erscheinen (fast) immer im raumzeitlichen Kontext, z.B. zusammen mit anderen Reizen, dargeboten. Kontext kann sich auf externe (andere Objekte) und interne Zustände (Stimmungen, Absichten etc.) beziehen. Die Reize in der räumlichen oder zeitlichen Nachbarschaft beeinflussen die Wahrnehmung. Beispiel: subjektiven Konturen, Kanisza (1976) Würfel existiert nur in der Wahrnehmung.
- Entwicklung, Übung und Plastizität Adaptation = Anpassung einer Sinnesleistung an konstante Umgebungssituationen. Beispiele??: (Unterschied zur Habituation) Wahrnehmungslernen ist die relativ dauerhafte und oft sehr spezifische Veränderung von Wahrnehmungsleistungen durch Übung/Erfahrung. Plastizität bezeichnet die Veränderung der anatomischen und funktionalen Organisation des Kortex, die sich aus der Erfahrungsabhängigkeit von Wahrnehmungsleistungen ergibt. Beispiel: Blinde nutzen beim Lesen von Brailleschrift (eine taktile Leistung) neuronale Areale des visuellen Kortex, d.h., die Funktionalität von Hirnarealen ändert sich.
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- Aktive Wahrnehmung “We must perceive in order to move, but we must also move in order to perceive.” (Gibson, 1966, S. 223). Beispiel: Ein Beispiel ist die tastende Erkennung eines Objektes über das haptische System. Diese Leistung erfordert ein aktives Abtasten, um ein Objekt erkennen zu können. Durch Wahrnehmung muss für unsere Handlungen und Aktivitäten relevante Informationen zum richtigen Zeitpunkt geliefert werden. (--> zeitliche Integration von Informationsquellen) Andererseits ermöglicht aktive Bewegung erst die Aufnahme von Informationen
- Gemeinsamkeiten von Sinnessystemen Transduktion: Umwandlung eines physikalischen Reizes in bioelektrische Signale ( Rezeptorpotentiale). Rezeptorpotenzial: elektrische Antwort eines Rezeptors auf eine Reizung. Auge: Neuro-chemische Reaktion Ohr: Mechanische Reizung von Sinneshaaren
- Physikalische Grundlagen des Sehens Zwei physikalische Lichtkonzepte: Licht als Welle Licht als Menge von Photonen • sichtbares Licht ist nur Bruchteil der elektromagnetischen Strahlung • Das Licht einer Lichtquelle (z. B. der Sonne) setzt sich aus Lichtwellen verschiedener Wellenlängen zusammen • Licht hat eine Wellenlänge zw. 400 und 700 Nanometern (nm) Wellenlängenänderung von 400 __>700 nm • Farbwahrnehmungsänderung von Violett Rot--> Farbeindruck ist eine Leistung der Verarbeitung der Lichtwellen Das Licht, das an Rezeptoren ankommt, wird durch die physikalischen Prozesse Absorption und Reflexion in seiner Zusammensetzung verändert
- Physiologische Grundlagen des Sehens : Brechung (Refraktion): Der Wechsel von einem Medium zu einem anderen (z.B. von Luft zu Wasser) führt zu einer Veränderung der Ausbreitungs- richtung der Lichtteilchen (Photonen)
- Grundlage des Sehvorgangs Die Wellenlängen- zusammensetzung des Lichts, das von einer Oberfläche erzeugt und in das Auge reflektiert wird
- Das Auge: Hornhaut/Cornea Im Auge entsteht ein Abbild der Oberflächen in der Umgebung Die Hornhaut/Cornea des Auges ist transparent (Variabilität (Eintrübung, Gelbwerden) mit dem Alter) In der Cornea: erfolgt eine erste Bündelung des Lichts gibt es freie Nervenendigungen zum Schutz der Hornhaut (bei Berührungen & Verletzungen werden Augenlider geschlossen)
- Das Auge: Pupille Nach der Cornea passiert das einfallende Licht die Pupille, ein Loch in einer Muskelstruktur (Iris) Die Pupillengröße und somit die Menge des einfallenden Lichtes kann variiert werden Pupillendurchmesser: zwischen 2 und 8 mm --> Wichtig auch für Tiefenschärfe (je kleiner die Pupille, desto tiefenschärfer durch z.B. Zusammenkneifen der Augen).
- Das Auge: Linse Die Linse ist transparent und kann durch die Ziliarmuskeln in ihrer Krümmung verstellt werden Über Pupille und Linse werden die Abbildungseigenschaften des Auges an Sehbedingungen angepasst Unter Akkommodation ist die Veränderung der Linsenkrümmung des Auges durch die Ziliarmuskeln zu verstehen, wodurch Abbilder auf der Retina fokussiert werden. Glaskörper zwischen Linse und Retina ist mit durchsichtiger Flüssigkeit gefüllt (80% des Augenvolumens)
- Das Auge: Abbild Die Abbildungseigenschaften des Auges müssen so eingestellt werden, dass ein scharfes Abbild auf der Retina entsteht Abbild ist : – zweidimensional – gekrümmt – steht auf dem Kopf Inkorrekte Akkomodation aufgrund von alters- oder krankheitsbedingten Veränderungen -->Abbildungsfehler und Sehprobleme --> Korrektur durch externe Hilfen (z.B. Brille, Kontaktlinsen)
- Das Auge: Die Retina: Rezeptoren Retina: Enthält Rezeptoren (Zapfen & Stäbchen) und Blutgefäße Transduktion: Umwandlung der Lichtenergie in Rezeptorpotenzial 1.Vorverarbeitung der Wahrnehmung Ein sensorischer Rezeptor ist für bestimmte Umweltsignale empfindlich und wandelt diese in bioelektrische Signale um. Zapfen sind Photorezeptoren, die vor allem bei heller Beleuchtung arbeiten und für das Farbensehen und die Detailwahrnehmung zuständig sind. Engl. Cones Bei den Stäbchen handelt es sich um Photorezeptoren in der Netzhaut, die für das Sehen bei geringer Helligkeit verantwortlich sind. Engl. Rods
- Die Retina Retina besteht aus Neuronenschichten (vereinfacht): Hintere (rechte) Schicht enthält Rezeptoren (Zapfen und Stäbchen) mittlere Schicht mit den Zelltypen: Bipolarzellen, Horizontalzellen und amakrinen Zellen vordere Schicht mit Ganglienzellen, deren Axone den Sehnerv bilden Der blinde Fleck: Blutgefäße treten in das Auge ein und Nervenfasern verlassen es gebündelt als optischer Nerv es gibt hier keine Rezeptoren
- Das Auge: Rezeptoren: Zapfen & Stäbchen Schicht der Rezeptoren hat Duplexstruktur 2 Typen von Rezeptoren: - Zapfen - Stäbchen Haben unterschiedliche Funktionen/ Reizeigenschaften Anzahl ---> 90 Millionen Stäbchen ----> 5 Millionen Zapfen Unterschiedliche räumliche Verteilung auf Retina Fovea centralis= Bereich schärfsten Sehens auf der Retina --> besitzt die meisten Zapfen Stäbchenfreier Bereich von 1 Grad Verteilungsmaximum der Stäbchen liegt bei 20 Grad Die Photorezeptoren enthalten spezielle Pigmente, in denen die Transduktion stattfindet
- Rezeptoren: Stäbchen enthalten Pigmentmolekül Rhodopsin, in dem Lichtenergie unabhängig von Wellenlänge in elektrische Signale umgewandelt wird sind zuständig für die Wahrnehmung schwacher Helligkeiten/ Dämmerung Es gibt nur einen Stäbchentyp Größte Dichte von Stäbchen liegt außerhalb der Fovea (bei 20 Grad)
- Rezeptoren: Zapfen 3 verschiedene Typen mit unterschiedlichen Pigmenten Pigmente absorbieren Licht unterschiedlicher Wellenlängen Aufgrund der versch. Pigmente sind Zapfen für die unterschiedlichen Wellenlängen unterschiedlich empfindlich Maximum der Empfindlichkeit: bei kurzwelligem Licht (440 nm) - bei mittelwelligem Licht (530 nm) - bei langwelligem Licht (560 nm) Die 3 Typen sind auf Retina unterschiedlich verteilt und treten unterschiedlicher häufig auf
- Retinitis pigmentosa Eine Gruppe von Erbkrankheiten, die den fortschreitenden Tod der Photorezeptoren und die Degeneration des umgebenden Gewebes zur Folge haben.
- Skotom (griechisch für Dunkelheit; plural: "scotomata") ist durch einen geschwächten oder vollständig degenerierten Bereich des Sehfeldes gekennzeichnet, der von einem relativ gut erhaltenen bis normalen Bereich umgeben ist. Kleines, zentrales Skotom, welches zur eine altersbezogene Makulopathie/Makuladegeneration verursacht sein kann. Peripheres Ring-Skotom, welches durch eine Retinitis Pigmentosa verursacht sein kann.
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- Adaptation 2 Arten der Adaption: Art: Eine Anpassung an die Beleuchtungs- und Sehbedingungen erfolgt über die Einstellung der Pupille Art: Adaptation erfolgt über die Duplexnatur der Rezeptoren Stäbchen und Zapfen wechseln sich je nach Lichtintensität beim Sehen ab: --> Stäbchen reagieren schon auf ein einzelnes Photon! (geeignet für Dämmerungssehen) --> Bei Zunahme der Lichtintensität werden viele Stäbchen erregt, aber Sensitivität stagniert (Rezeptoren müssen sich erst erholen um erneut auf ein Photon zu reagieren) --> Bei höherer Beleuchtung übernehmen die Zapfen die Arbeit Die Dunkeladaptationskurve setzt die Empfindlichkeit des Auges in Beziehung zur Aufenthaltszeit im Dunkeln. Maximale Empfindlichkeit wird nach etwa 20 min. erreicht. Zweistufiger Anpassungsprozess: Übergang vom Zapfen-Sehen zum Stäbchen-Sehen nennt man „Kohlrausch“-Knick (nach Arnt Kohlrausch, 1884–1969, deutscher Physiologe).
- Die Retina: Neuronale Verarbeitung Bevorzugter Weg des Informationsflusses: Einfallendes Licht Rezeptoren--> Bipolare Zellen--> Ganglienzellen Weiterleitung & Verarbeitung der Information
- Die Retina: Neurone Verarbeitung (Genauer) Horizontalzellen sind horizontal mit Rezeptorzellen verknüpft Wechselseitige Hemmung und unterschiedliche Aktivierung Ausgänge der amakrinen Zellen gehen wieder zu amakrinen Zellen, zu horizontalen Zellen und zu Ganglienzellen --> Beeinflussen die Kontrastwahrnehmung und das zeitliche Auflösungsvermögen Bipolare Zellen stellen als Informationsübermittler Verbindung zwischen Rezeptoren und Ganglienzellen her --> 2 Typen von Bipolarzellen mit unterschiedlicher Verschaltung der Rezeptorausgänge
- Ganglienzellen 120 Mill. Rezeptorzellen müssen mit 1,2 Mill. Ganglienzellen verschaltet werden (massive Konvergenz) Jeder Ganglienzelle ist auf Retina ein Bereich mit mehreren Rezeptoren zugeordnet --> Bei Reizeinfall in diesen Bereich der Retina steigt die Feuerungsrate der zugeordneten Ganglienzelle an -->Rezeptives Feld einer Ganglienzelle
- rezeptiven Feld Definition: Unter einem rezeptiven Feld versteht man den Bereich von Sinnesrezeptoren, der an ein einziges nachgeschaltetes Neuron Information weiterleitet. Im weiteren Sinne: Bereich der Realität, der vom einem Neuron repräsentiert wird.
- Ganglienzellen: 2 Typen rezeptiver Felder: ON-Ganglienzellen haben rezeptive Felder mit einem kreisförmigen Bereich, in dem ein Reiz die Aktivität erhöht und darum einem Ring,in dem ein Reiz die Aktivität absenkt. Sie reagieren besonders auf Lichteinfall auf das innere Kreissegment und keinen Lichteinfall im Ring. Erfolgt ein Lichteinfall über das gesamte rezeptive Feld, so reagiert diese Zelle nicht OFF-Ganglienzellen haben eine umgekehrte Struktur des rezeptiven Feldes. Bei den OFF-Zellen ergibt sich die stärkste Reaktion, wenn im Kreisbereich kein Lichteinfall ist, dagegen einer im Ringbereich. Retina ist eine Art Filter für Kanteninformationen
- Funktionale Konseqenzen der center-surroud- Architektur Retinale Ganglion-Zellen wirken als Filter, reagieren maximal auf Lichtpunkte einer bestimmten Grösse Sie sind maximal empfindlich für Unterschiede zwischen Zentrum und Umgebung, wobei die mittlere Lichtstärke ignoriert wird. Information wird editiert, wichtige Komponenten hervorgehoben, unwichtige Teile unterdrückt, u.a. entseht so ein Filter für Kanteninformation.
- Tiefenwahrnehmung: Grundprinzip: Euklidische Geometrie Von jedem Punkt zu jedem anderen Punkt kann eine Strecke gezogen werden Alle innenliegenden Winkel eines Dreiecks lassen sich zu 180 Grad addieren Objekte behalten die gleiche Größe und Form obwohl sie im Raum bewegt werden Problem: Euklidische Geometrie ≠ Retinaabbild
- Tiefenkriterien Verschiedene Informationsquellen zum dreidimensionalen Sehen/ Tiefensehen Visuelles System rekonstruiert räumliche Tiefe mit Hilfe von Tiefenkriterien in der Umwelt enthaltene Informationen, die durch basale Mechanismen der visuellen Verarbeitung aufgenommen werden keine „kognitive“ Interpretation nötig Monokulare Tiefenkriterien =Kriterien zur Einschätzung der Tiefe (Entfernung und Lage eines Objektes), die aus dem retinalen Bild nur eines Auges entnommen werden können Binokulare Tiefenkriterien
- Monokulare Tiefenkriterien Information über (scheinbare) Tiefe in zweidimensionalen Bildern durch statische und dynamische Tiefenkriterien wie: Informationen im retinalen Abbild: Größe und Überlappung von Objekten Höhe im Gesichtsfeld Atmosphärische und lineare Perspektive • Textur des Hintergrundes Informationen in Bewegungsmustern: Bewegungsparallaxe Aufdecken und Verdecken von Objektteilen
- Monokulare Tiefenkriterien: Informationen im retinalen Abbild (statisch): (1) Größe von Objekten: Objekte, die einen kleinen Sehwinkel einnehmen, werden weiter entfernt wahrgenommen, als gleich große Objekte, die einen größeren Sehwinkel einnehmen
- Monokulare Tiefenkriterien Informationen im retinalen Abbild: (2) Überlappung von Objekten Ein Hinweis relativer Tiefe gibt die Rangreihe der Objekte: Wenn z.B. ein Objekt die Sicht auf ein anderes Objekt verdeckt
- Monokulare Tiefenkriterien Informationen im retinalen Abbild: (3) Höhe im Gesichtsfeld Objekte, die sich näher am Horizont befinden, werden als weiter entfernt interpretiert
- Monokulare Tiefenkriterien Informationen im retinalen Abbild: (4) Texturgradient Gleichabständige Strukturen erscheinen weiter entfernt, je dichter gepackt sie sind -----> Bodenbeschaffenheit ist wichtig zur Entfernungsschätzung Texturgradient hat nur schwache Wirkung ohne die Höhe im Gesichtsfeld
- Monokulare Tiefenkriterien (dynamisch) Informationen im retinalen Abbild: (5a) Lineare und (5b) atmosphärische Perspektive Linearkonvergenz: parallele Linien konvergieren in der Ferne # -Objekte mit unterschiedlicher Entfernung erscheinen wegen Lichtstreuung in Atmosphäre andersfarbig unscharfe Objekte erscheinen weiter entfernt
- Monokulare Tiefenkriterien (dynamisch) Informationen in Bewegungsmustern: (6) Bewegungsparallaxe Tiefenwahrnehmung auf Basis der relativen Geschwindigkeit zwischen uns und Objekten --> Dass sich bei der Bewegung eines Beobachters für ihn die Objekte in seiner Nähe schneller zu bewegen scheinen als weiter entfernte
- Monokulare Tiefenkriterien Informationen in Bewegungsmustern: (7) Verdecken von Objektteilen (vgl. 2) Objekte, die andere Objekte verdecken, werden als relativ näher gesehen
- Akkomodation (monokular) Voraussetzung zum binokularen Sehen Akkommodation= Veränderung der Linsenkrümmung des Auges durch die Ziliarmuskeln, wodurch Abbilder auf der Retina fokussiert werden Information über Akkommodationszustand kann über Signale zur Steuerung der Augenmuskeln zur Bestimmung der Entfernung genutzt werden
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