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Beispielbild Lernen & Gedächtnis Gedächtnis: Sensorisches Gedächtnis & Arbeitsgedächtnis SoSe 2007

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Beispielbild

Lernen & Gedächtnis

Gedächtnis:

Sensorisches Gedächtnis &

Arbeitsgedächtnis

SoSe 2007

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2Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Ein erstes Modell

Atkinson & Shiffrin (1968): Modales Modell

Neben dem STS und dem LTS wird noch ein drittes Modell angenommen:

das sensorische Gedächtnis. Es soll der erste temporäre Speicher für die

frischen Sinneseindrücke sein.

Sensorik

CAT

LTS

Recoding, etc.CAT

STS

Rehearsal

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3Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Input des sensorischen Speichers

Visuelle Verarbeitung als sequentieller Prozess

Wie Inhalte eines sensorischen

Gedächtnis werden durch den

Modus der Verarbeitung

determiniert.

Aufgrund der Neurophysiologie

der visuellen Verarbeitung hat

sich das Bild einer seriellen

Verarbeitung etabliert, die von

Stufe zu Stufe immer

komplexer wird

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4Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Input des sensorischen Speichers

Idee der zunehmenden

Spezifität:

Mit jeder Ebene der

Verschaltung verändert

sich der adäquate Reiz

für ein Neuron.

Eine ‚gnostische‘ Zelle ist

natürlich ein

theoretisches Konstrukt,

aber es gibt neuro-

physiologische Evidenz.

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5Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Input des sensorischen Speichers

Visuelle Verarbeitung als konstruktiver Prozess

Top-Down-Verarbeitung:

Seit den Gestaltpsychologen ist

jedoch bekannt, dass visuelle

Verarbeitung nicht ausreichend

durch einen reinen ‚bottom-up‘

Vorgang beschrieben werden kann.

Neurophysiologisch kann man das

Prinzip schon auf der subkortikalen

Ebene des Corpus geniculatum

laterale erkennen.

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6Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Input des sensorischen Speichers

Auditive Verarbeitung als konstruktiver Prozess

Das Prinzip der top-down-Kontrolle gilt in allen Modalitäten.

Es zeigt, dass wir die Kontextinformation benutzen, um zu entscheiden,

in welchem Sinn ein Reiz gesehen/gehört/gefühlt werden muss.

Eine reine bottom-up Verarbeitung wäre nicht ausreichend und würde

viel Verarbeitungszeit in Kauf nehmen.

Achtung:

Die top-down-

Verarbeitung vereinfacht

natürlich auch Prozesse.

Damit geht eine hohe

Fehleranfälligkeit einher

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7Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Sensorischer Speicher

Warum ein sensorischer Speicher?

Um einen konstruktiven Prozess zu

ermöglichen, muss Information für

eine bestimmte Zeit im System

gehalten werden.

In dieser Zeit kann die vorhandene

Information mit Material aus dem

Langzeitgedächtnis abgeglichen

werden.

Wie lange kann

Information –

unbewusst – im

Gedächtnis gehalten

werden?

Ist das System

modalitässpezifisch?

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8Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Sensorischer Speicher

Präsentation für 20ms:

Probanden können 4-5

Buchstaben memorieren.

Wie kann man zeigen, dass

doch alle Buchstaben in einem

sensorischen Gedächtnis sind?

G. Sperling

Wie viele

Buchstaben

kann man sich

bei einer

kurzen

Präsentation

merken?

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9Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Sensorischer Speicher

Wie aber ist der ‚Partial

Report‘, wenn der Ton erst

nach Abblenden des Visuellen

Reizes präsentiert wird?

Grundidee:

Probanden sollen nur eine Zeile

berichten.

Der Bericht ist perfekt, wenn die

‚Zielzeile‘ vorher bekannt ist

(hoher vs. Mittlerer vs. Tiefer

Ton)

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10Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Sensorischer Speicher

Ergebnis:

Bis zu 30 ms Verzögerung werden

noch toleriert, d.h. es wird ein

überzufälliger ‚partial report‘

gegeben.

Bestätigung eines sensorischen

Gedächtnisses, welches eine kurze

Persistenz aufweist.

‚Ikonisches Gedächtnis‘, welches

Grundlage des

Kurzzeitgedächtnisses ist.

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11Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Sensorischer Speicher

Ein adäquater Mechanismus

ist für die auditive Modalität

gefunden worden.

Hier nennt man es

‚echoisches Gedächtnis‘,

dessen Persistenz etwas

länger ist, aber dessen

Kapazität dafür begrenzt ist.

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12Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Kurzzeitgedächtnis

Brauchen wir wirklich zwei Speicher?

Sensorik

STS

STS

LTS

LTS

Recoding, etc.

Rehearsal

Pro:

Brown-Peterson-Aufgabe zeigt,

dass eine Unterbrechung des

Rehearsals die Übertragung von

STS ins LTS stört.

Kontra:

Alle Informationen sind nur in

einem Speicher enthalten. Die

Güte der Erinnerung hängt nur

von dem Grad der Übung ab.

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13Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Kurzzeitgedächtnis

Evidenz für zwei Speicher:

Studien an Patienten mit

einer Amnesie.

Typen: Anterograd vs.

Retograd

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14Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Kurzzeitgedächtnis

Kurzzeitgedächtnis

eines Patienten mit

einer anterograden

Amnesie:

Normaler zeitlicher

Zerfall mit

zunehmendem Delay

Gedächtniseffekte

eines Patienten mit

einer anterograden

Amnesie:

Normaler Recency –

aber kein Primacy

Effekt

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15Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Kurzzeitgedächtnis

Patient KF:

Nach einem Motorradunfall ein defizitäres STM

(Zahlenspanne=1), aber eine normale Lernleistung.

Erstaunlich: kein Recency-Effekt!

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16Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Kurzzeitgedächtnis

Doppelte Dissoziation:

Da das Kurzzeit- und das Langzeitgedächtnis

unterschiedlich gestört sein können, müssen

unterschiedliche Module existieren.

Oder handelt es sich lediglich um unterschiedliche

funktionelle Prozesse in einem neuroanatomischen Modul?

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17Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Kurzzeitgedächtnis

Alternative: STM als aktives Gedächtnis

LTSSTS

Die Aktivität im LTS

kann bestimmen, wie

lange überhaupt ein

Item aktiv gehalten

werden soll.

STS-Aktivität ist

notwendig, um

willkürlich mit

Gedächtnisinhalten

umzugehen

Sensorik

LTS

STS

STS

Modell von Shiffrin & Schneider:

STM sind Elemente im LTM, die aktiviert

werden. Lernen beruht darauf, dass

zwei aktive Elemente im STM

miteinander assoziiert werden (Hebb-

Synapse).

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18Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Arbeitsgedächtnis

Arbeitsgedächtnis = Kurzzeitgedächtnis

Kurzzeitgedächtnis ist nicht nur

eine passive Einheit, sondern soll

Operationen mit Gedächtnis-

einheiten ermöglichen.

Struktur des

Kurzzeitgedächtnisses ist nicht

eine einfache Speichereinheit.

Test: Zahlenliste lernen

und memorieren.

Simultan: Test zum

logischen Denken

absolvieren.

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19Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Arbeitsgedächtnis

Modell des Arbeitsgedächtnis (A. Baddeley)

Drei elementare Komponenten:

1. Phonological Loop (Phonologische Schleife)

2. Visuospatial Sketchpad (Visuell-räumliches Notizbuch)

3. Central Executive (Zentrale Exekutive)

Episodischer Buffer ist ein neues

„Sklavensystem“, welches

hinzugefügt wurde

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20Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Arbeitsgedächtnis

Phonologische Schleife

Kann als subvokales Sprechen erfahren werden.

Gemessen im Test zur Zahlenspanne.

Bei Wörtern ist die Wortlänge und die Länge der

Silben entscheidend (Chinesisch: 9.9 vs.

Walisisch: 4.9)

Erklärt die Unabhängigkeit vom Behalten

verbaler Information mit dem problemlösenden

Denken.

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21Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Arbeitsgedächtnis

Visuell-räumliches Notizbuch

Gedächtnis für alle non-verbalen

Informationen (Bilder, Gesichter, Plätze).

Erstaunliche Rekognitionsrate (87% bei

10.000 Bilder) : Picture Superiority Effect

Das Notizbuch wird beim Neulernen und

beim Abruf aus dem LTM aktiviert. Es ist

unabhängig von der phonologischen

Schleife.

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22Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Arbeitsgedächtnis

Visuell-räumliches Notizbuch

Empirische Untersuchungen beruhen oft auf der

mentalen Rotationsaufgabe oder auf mentalen

Vorstellungsaufgaben.

Kosslyn (1975) zeigt, dass Abweichungen in der

Größe der mentalen Vorstellung einen Einfluss auf

das semantische Wissen über das Objekt haben:

Wir verarbeiten mentale Vorstellungsbilder wie

eine Fotografie, die wir sehen.

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23Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Arbeitsgedächtnis

Zentrale Exekutive

Funktionen der Zentralen Exekutiven

-Determiniert, wann STM-Inhalte aktiviert

werden

-Steuerung der geteilten Aufmerksamkeit

-Steuerung des Gedächtnisabrufs (Reihenfolge)

-Selektive Aufmerksamkeit

Probleme in der Zentralen Exekutiven

Gleichzeitige Steuerung des Ablaufs

phonologische Schleife & Visuell-räumliches

Noitzbuch

Umstellung von der automatisierten

Verarbeitung (Stroop Test)

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24Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Arbeitsgedächtnis

Episodischer Buffer

Probleme:

-Welches System bindet die

Informationen zusammen?

-Wie kann man den Effekt einer

semantischen Bindung im

Arbeitsgedächtnis erklären

(Chunking)?

- Rehearsal findet auch dann statt,

wenn phonologische Strategien

nicht benutzt werden können.

Episodischer Buffer:

System mit limitierter Kapazität,

welches alles Arten von

Informationen und

Gedächtnisinhalten (LTM/STM)

zusammenfügt.

An die zeitliche und räumliche

Information gebunden.

Vermittelt bewussten Zugang zu

Informationen.

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25Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Übergang: Kurz- zu Langzeitgedächtnis

Das Problem mit dem Rehearsal

CAT

STS

Rehearsal

Hängt die Wahrscheinlichkeit für das

Speichern des Materials tatsächlich nur

vom Rehearsal ab?

Experiment von Glenberg et al (1977)

Brown-Peterson-Distraktor-Aufgabe:

Wortdistraktoren sollen abgerufen

werden, wobei die Zahl der Rehearsals

variierte. Kein Effekt der Zahl der

Rehearsals!

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26Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Übergang: Kurz- zu Langzeitgedächtnis

Effekte der Verarbeitungsebenen

Verarbeitungstiefe

Craik & Tulving (1975) variierten den

Verarbeitungsgrad von Wortpaaren

(Schrifttyp vs. Reim suchen vs.

Semantik).

Die Rekognition stieg mit der

Verarbeitungstiefe an (17% vs. 37%

vs. 65%)

Elaboriertheit

Stein & Bransford (1979) variierten den

Grad an zusätzliche relevanter oder

irrelevanter Information.

Der Abruf spezifischer Information stieg

an, wenn relevante Information addiert

wurde (‚Der dicke Mann liest das Schild

das vor dünnem Eis warnt‘)

Problem mit den Konzepten

Vage Definition der Konzepte

Eher eine a-posteriori Erklärung

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27Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Übergang: Kurz- zu Langzeitgedächtnis

Konsolidierung

Modell nach Hebb: Formierung

eines permanenten Gedächtnisses

beruht darauf, dass synaptische

Verbindungen zwischen Neuronen

aufgebaut werden.

Prämissen:

1. Konsolidierung erfolgt innerhalb

von Minuten bis Stunden

2. Information, die nicht

konsolidiert ist, geht verloren

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28Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Übergang: Kurz- zu Langzeitgedächtnis

Konsolidierung

Problem 1

Konsolidierung geht über die

gesamte Lebensspanne

Beispiel: Retrograde Amnesie bei

einer Korsakoff-Demenz

Alte Erinnerungen sind stabiler

gegen eine Amnesie als junge

Erinnerungen

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29Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Übergang: Kurz- zu Langzeitgedächtnis

Konsolidierung

Problem 2

Was passiert mit

Informationen, die nicht

konsolidiert sind?

Amnesie-Modell: Es handelt

sich häufig um

Zugriffsstörungen, nicht um

Konsolidierungsstörungen.

Modifizierte Theorie

Konsolidierungsmodus 1: Stärkung

der synaptischen Verbindungen

(Hebb‘sches Prinzip), schneller

Modus

Konsolidierungsmodus 2:

Langsamer Konsolidierungsmodus,

der primär den Zugriff auf die

Informationen erleichtert. Evt.

multiple Speicherung.

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30Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Aufmerksamkeit

Rolle der selektiven Aufmerksamkeit

Aufmerksamkeit

bestimmt, welche

Informationen in das

Arbeitsgedächtnis

aufgenommen werden.

Problem der

beschränkten Kapazität

bedingt die

Notwendigkeit zur

Filterung