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11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 1
Allgemeine Psychologie I
Vorlesung 11
Prof. Dr. Björn Rasch, Cognitive Biopsychology and Methods University of Fribourg
1
Allgemeine Psychologie I
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 2
Woche Datum Thema 1
FQ 20.2.13 Einführung, Verteilung der Termine
1 26.9.13 Einführung und Grundlagen
2 3.10.13 Psychophysik
3 10.10.13 Visuelle Wahrnehmung I
4 17.10.13 Visuelle Wahrnehmung II
5 24.10.13 Auditive Wahrnehmung
31.10.13 - - Fällt aus - - (Allerheiligen)
6 7.11.13 Schmerz, Geruch, Geschmack
7 14.11.13 Aufmerksamkeit
8 21.11.13 Aufmerksamkeit und exekutive Kontrolle
9 28.11.13 Kurzzeitgedächtnis
10 5.12.13 Langzeitgedächtnis
11 12.12.13 Langzeitgedächtnis / Gedächtnis und Schlaf
12 19.12.13 Wiederholung und Fragen
Take-Home Messages
} Arbeitsgedächtnis } Erweiterung des Konzepts des Kurzzeitgedächtnisses } Modell von Baddeley und Hitch (1974)
} Phonological loop, visual-spatial sketchpad, central executive and episodic buffer } Artikulatorische Suppression, Mental rotation task, N-Back Task
} Langzeitgedächtnis } Vergessenskurve (Ebbinghaus): Je länger das Behaltensintervall, um so mehr
vergessen } Enkodierungsprozesse
} Schematheorie: Güte der Enkodierung von Vorwissen / Integrationsmöglichkeit abhängig } Levels of processing Ansatz: Tiefe der Enkodierung beeinflusst LZG
¨ Transferadäquate Verarbeitung, Generierungseffekt, Organisation
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 3
Langzeitgedächtnis
} Der Einfluss von Lernen und Abruf } Studie von Karpicke und Roediger
¨ 2008, Science
} Lernen von 40 Englisch – Swahili Wortpaaren } 4 x 1 Lerndurchgang (Study, S) + 1 Abfragedurchgang (Test, T)
¨ Abfrage der Lernleistung nach 1 Woche
} 4 experimentelle Gruppen: ¨ ST: alle 40 Wortpaare werden in jedem Study-Durchgang gezeigt, alle 40 Wortpaare
werden in jedem Testdurchgang abgefragt ¨ SnT: In jedem Study-Durchgang werden nur die nicht gewussten Wortpaare gezeigt,
alle 40 Wortpaare werden in jedem Testdurchgang getestet ¨ STn: alle 40 Wortpaare werden in jedem Study Durchgang gezeigt, nur die nicht
gewussten Wortpaare werden getestet ¨ SnTn: IN jedem Study Durchgang werden nur die nicht gewussten Wortpaare gezeigt,
in jedem Testdurchgang nur die nicht gewussten getestet
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 4
Alle 40 abfragen
Gewusste abfragen
Alle 40 Lernen ST STn
Gewusste Lernen SnT SnTn
Langzeitgedächtnis
} Einfluss von Lernen und Abfrage
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 5
Karpicke und Roediger, 2008
Langzeitgedächtnis
} Einfluss von Lernen und Abfrage } Aktives Abfragen aller Wortpaar bei Wiederholungen für LZG essentiell !!!!
} Übung des Abrufs entscheidend für das Langzeitgedächtnis } (passives) Wiederholen aller Wörter nicht notwendig
¨ Wiederholte (passive) Enkodierung der nicht gewussten Wortpaare ausreichend
} Alleiniges aktives Abfragen der nicht gewussten Wörter reicht nichts aus !!! } Typische „Karteikartenmethoden“ mit zurücklegen nicht empfehlenswert
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 6
Lernkurve Abfrage nach 1 Woche
Langzeitgedächtnis
} Hypermnesie } Multipler Abruf verbessert das Gedächtnis
} Ohne weiteres Enkodieren der nicht gewussten Items
Langzeitgedächtnis
} Annahme verschiedener Gedächtnisspeicher } Deklaratives Gedächtnis
} Ursprünglich: „verbal reproduzierbares Gedächtnis“ ¨ Deklarierbares Gedächtnis (to declare), explizites Gedächtnis
} Verbale Informationen,autobiographsche Erlebnisse, Fakten etc. } Hippokampus als entscheidende Hirnstruktur
¨ Ohne Hippokampus keine neuen deklarativen Gedächtnisinhalte enkodierbar
} Non-deklaratives Gedächtnis } Motorisch-prozedurales Gedächtnis
¨ Fähigkeiten / Fertigkeiten, wiederholtes Üben erforderlich
} Priming ¨ Vorher dargebotene Information beeinflusst spätere Informationsverarbeitung
¨ unbewusster Prozess
} Klassische Konditionierung
} Non-assoziatives Lernen ¨ Habituation, Sensitivierung etc.
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 8
Gedächtnissysteme
11.12.13 Björn Rasch 9
Squire & Zola, 1996
Hippokampus notwendig für Enkodierung
Hippokampus nicht notwendig für Enkodierung
Prozedural-motorisches Gedächtnis
} Beispiele
Deklaratives Gedächtnis
} Beispiele
Uhr - Gabel
Verbales Gedächtnis
Räumliches Gedächtnis
http://memory.psych.upenn.edu
Deklaratives Gedächtnis
} Patient H.M. (1926 – 2008) } Entfernung des medialen Temporallappen nach Epilepsie
} Enthält Hippokampus
} Starke anterorade Amnesie } Kann keine neuen deklarativen Informationen lernen
} Alte Erinnerungen intakt
} Lernen von prozeduralen Inhalten weiterhin möglich
Uhr - Gabel
Verbales Gedächtnis
Deklaratives Gedächtnis in Tieren?
} Räumliches Gedächtnis: Morris Water Maze } http://www.jove.com/index/details.stp?ID=897 } Lernen stark abhängig von hippokampalen Läsionen
Deklaratives Gedächtnis
} Episodisches Gedächtnis } “…makes it possible for a person to be
consciously aware of an earlier experience in a certain situation at a certain time” } E. Tulving, 1993; S. 67
} Enthält Inhalt + zeitlichen sowie räumlichen Kontext } Schnell erlernbar und (relativ) lange gespeichert
¨ “one-trial learning”
} Bsp.: Erinnerung an den letzten Urlaub
} Semantisches Gedächtnis } Nur Inhalt, ohne zeitlich / räumlichen Kontext } Bsp.: Faktenwissen
} Was ist die Hauptstadt von Paris?
} Ernest Tulving
11.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 14
Deklaratives Gedächtnis } Wie kann das deklarative Gedächtnis
gleichzeitig schnell lernen und lange speichern?
} Das 2-Speicher Modell } Schnell-lernendes Netzwerk
} Schnelles Speichern
} Schnelles Vergessen ¨ Hippokampus
} Langsam lernendes Netzwerk } Häufiges Training erforderlich
¨ Integration / Abstraktion
} Langfristige Speicherung ¨ Neokortex
} Übergang von Übergangsspeicher (Hippokampus) in Langzeitspeicher (Neokortex) durch wiederholte Reaktivierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 15
Langzeitspeicher
Übergangsspeicher
Erlebte Erinnerungsepisoden
Marr et al., 1971 Rasch & Born, 2008
Langzeitspeicher Neokortex
Übergangsspeicher Hippokampus
Erlebte Erinnerungsepisoden
Reaktivierung
Deklaratives Gedächtnis } Abrufprozesse
} Freie Reproduktion (free recall) } Freies Abrufen der gelernten Information } Bsp.: Liste von vorher gesehen Worten aufschreiben
} Unterstützte Reproduktion (cued recall) } Präsentation eines Abrufhinweise (retrieval cue) erleichtert Abruf } Bsp.: Anfangsbuchstabe, erstes Wort bei Lernen von Wortpaaren (Vokabeln)
} Wiedererkennen (Recognition) } Präsentation von alten und neuen Informationen (Old vs. New)
¨ Wiedererkennen basiert auf zwei verschiedenen Prozesse: ¨ Recollection: Wirkliches Erinnern der „alten“ Information ¨ Familarity: stärkeres Bekanntheitsgefühl beim Sehen der „alten“ Information“
} Unterschiede in den Abrufprozessen } Gedächtnisleistung: Free recall < cued recall < recognition } Free / cued recall erfordern „Finden“ der Information im LZG, recognition nicht
¨ Häufiges Problem: Information im LZG gespeichert, kann aber nicht abgerufen werden ¨ „Blockierung“ der Information, Bsp.: Tip-of-the-Tongue Phänomen
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 16
Deklaratives Gedächtnis
} Kontexteffekte (state-dependent learning) } Räumlich-zeitlicher Kontext bei Enkodierung mit abgespeichert
} Teil der episodischen Gedächtnisspur
} Je stärker die Übereinstimmung von Enkodierungs-und Abrufkontext, desto besser der Abruf } Encoding specificity principle (E. Tulving)
¨ Cues, die während der Enkodierung präsent waren, fördern Abruf aus episodischem Gedächtnis
} Kontext sehr breit definiert } Räumlich-zeitlicher Kontext
¨ Blauer vs. roter Raum, Wasser vs. Land etc.
} Physiologischer Kontext ¨ Entspannt vs. Angestrengt, Betrunken etc.
} Emotionaler Kontext ¨ stimmungsabhängiges Gedächtnis (fröhlich vs. traurig)
} Kognitiver Kontext ¨ Lernen in zwei Sprachen
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 17
Godden & Baddeley 1975
Fehlleistungen des Gedächtnisses
} Die 7 „Sünden“ des deklarativen Gedächtnisses (Schacter 2003)
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 18
Nicht-deklaratives Gedächtnis
} Definition } Informationen nicht direkt verbalisierbar } Wissen drücken sich primär in Verhalten aus } Initiale Enkodierung primär von anderen Strukturen als Hippokampus
abhängig } „Wissen“ kann auch ohne einen intakten Hippokampus erworben werden.
¨ Bsp.: Patient H.M. kann Spiegelzeichnen-Aufgabe lernen
} Eigenschaften } Viele Wiederholungen (Üben, Training) notwendig für Enkodierung
} Interaktionen mit deklarativen Gedächtnis möglich ¨ Z.B. Musikstück zunächst explizit-verbal erfasst, erst später durch Üben prozedural
} Vergessensrate sehr gering } Auch ohne das Fähigkeit zwischendurch ausgeführt wird } Bsp.: Fahrradfahren oder Skifahren
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 19
Nicht-deklaratives Gedächtnis
} Prozedural-motorisches Lernen } Motorische Fähigkeiten
} Z.B. Fahrradfahren, Skifahren etc.
} kognitive Prozeduren (Regeln / Sequenzen) } Grammatik einer Sprache
¨ Typischer Test: artificial grammar learning
} Implizites Sequenzlernen ¨ Typischer Test: Serial Reaction Time Task (SRTT)
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 20
PSSXTT VPVTXS
Nicht-deklaratives Gedächtnis
} Perzeptuelles Gedächtnis } Perzeptuelles Priming
} Kurzeitige Darbietung eines Bildes unterhalb der Bewusstseinsschwelle beeinflusst späteres Verhalten
} Klassische Konditionierung } Wiederholte gekoppelte Darbietung eines CS und US führt zu Lernen
} Non-assoziatives Lernen } Habituation, Sensitivierung etc.
} Bsp.: Reflexlernen ¨ Aplysia (Schnecke) ¨ Eric Kandel
¨ Nobelpreisträger
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 21
Gedächtnissysteme
11.12.13 Björn Rasch 22
Squire & Zola, 1996
Hippokampus notwendig für Enkodierung
Hippokampus nicht notwendig für Enkodierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 23
Schlaf und Gedächtnis
} Schlaf fördert die Konsolidierung von Gedächtnis. } Konsolidierung: Speicherung / Stabilisierung der Gedächtnisspur
23
Lernen Abfrage Konsolidierung
Schlaf
REM N1
N2 N3
Wach
N1 N2 SWS REM
EOG
EEG
Spindel
K-Komplex
Slow Wave
REM
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 24
Schlaf und Gedächtnis
12.12.13 Björn Rasch 25
Jenkins & Dallenbach 1924, Am. J. Psychol. nach Rasch & Born, Physiol. Rev. 2013
Schlaf und Gedächtnis
} Gedächtnisinhalte werden im Schlaf erneut reaktiviert } Annahme: Spontane Reaktivierung im Tiefschlaf verbessert die
Speicherung von Gedächtnisinhalten } Integration vom kurzfristigen Speicher (Hippokampus) in den langfristigen
Speicher im Neokortex
} Hypothese } Verstärkte Reaktivierung von Gedächtnisinhalten im Tiefschlaf verbessert
das Gedächtnis.
} Wie reaktiviert man Gedächtnisinhalte im Schlaf?
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 26
Kontext-abhängiges Gedächtnis
Lernen Abfrage Konsolidierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 27
Kontext-abhängiges Gedächtnis
Lernen Abfrage Konsolidierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 28
Kontext-abhängiges Gedächtnis
Lernen Abfrage Konsolidierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 29
Ablauf
Rasch et al., Science, 2007
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 30
Lernen Schlaf Abfrage
Geruch Geruch / Placebo Kein Geruch
Lernen
Rasch et al., Science, 2007
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 31
Abfrage
Rasch et al., Science, 2007
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 32
Ergebnisse
12.12.13 33 Prof. Dr. Björn Rasch
%
Placebo Odor0
80
90
100
Geruch
Kein Geruch beim Lernen
} Reaktivierung im Tiefschlaf verstärkt das Gedächtnis.
***%
Placebo Odor
reca
lled
card
pai
rs
0
80
90
100
Geruch beim Lernen
Geruch
fMRT-Experiment
12.12.13 34 Prof. Dr. Björn Rasch
fMRT-Experiment
Rasch & Born, Current Opinions in Neurobiology, 2007
12.12.13 35 Prof. Dr. Björn Rasch
Laufende Projekte
} Reaktivierung von gelernten Vokabeln } Holländisch-Deutsch
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 36
Schreiner & Rasch, under revision
Laufende Projekte
} Reaktivierung von Vokabeln verbessert das Vokabellernen } Nur im Schlaf!
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 37
Schreiner & Rasch, under revision
Take-Home Messages } Gedächtnissysteme
} Deklaratives Gedächtnis: } Episodischen Gedächtnis vs. Semantisches Gedächtnis
} Schnelle Enkodierung und (relativ) langes Erinnern, Enkodierung abhängig vom Hippokampus
} 2 Speicher Modell, Übergangsspeicherung (Hippokampus) und langfristiger Speicher (Neokortex)
} Non-deklaratives Gedächtnis } Motorisch-prozedurales Gedächtnis, Priming, Klassische Konditionierung, Non-assoziatives Lernen
} Schwer verbalisierbar, Wissen drückt sich in Verhalten aus
} Enkodierung erfordert wiederholtes Üben, nach Wissenserwerb nur geringes Vergessen } Enkodierung nicht vollständig vom Hippokampus abhängig
} Abrufprozesse im deklarativen Gedächtnis } Free recall, cued recall und recognition
} Bei Wiederholung: Aktives Abrufen aller (!) Items entscheidend für langfristiges Speicherung
} Kontexteffekte (State-dependent learning; Cue-specificity principle)
} Fehlleistungen des deklarativen Gedächtnisses } Zerfall, Geistesabwesenheit, Blockierung, Fehlattribution, Beeinflussbarkeit, Verzerrung, Persistenz
} Schlaf verbessert die Gedächtniskonsolidierung 12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 38
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 39
