Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung Referenten: Adriane BerglWilhelm DeitermannMyriam Füngerlings Thomas HaggElke KrenzinBenjamin Linder

Menschliche Informationswahrnehmung

und -verarbeitung

Referenten:

Adriane Bergl Wilhelm Deitermann Myriam Füngerlings

Thomas Hagg Elke Krenzin Benjamin Linder

Veronika Mannsmann Alexandra Rokossa Christian Schreiber

Julia Walter Wolfgang Wichmann

Gliederung

Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

1. Definition Wahrnehmung

2. Ursprünge der Kognitionswissenschaften

3. Informationsverarbeitung im Gehirn

a) Visuelle Informationsverarbeitung

b) Selektive Aufmerksamkeit am Beispiel Ohr

c) Wahrnehmungsorganisation

d) Philosophischer Ansatz

4. Diskussion philosophischer Ansatz

5. Schnittstellen für Emotionen

6. Diskussion Folgen Softwareentwicklung

7. Aktueller Bezug FAZ Artikel

Definition Wahrnehmung


Wahrnehmung ist die Funktion, die es dem Organismus mit Hilfe seiner Sinnesorgane ermöglicht, Informationen aus der Innen- und Außenwelt aufzunehmen und zu verarbeiten.

Ursprünge Kognitionswissenschaft


40/50er Jahre: – Informationstheorie entsteht:

Informationsbegriff als Möglichkeit zur Analyse von Strukturen und Prozessen, bei denen Ursache und Wirkung vernetzt sind

strukturierte Informationsflüsse= Grundlage für die moderne DV und die

funktionalistische Methode in Biologie und Psychologie– Behaviorismus nicht ausreichend für die Erklärung der

Kognition– neue Techniken in der Hirnforschung -> Objekte und

Ereignisse werden durch neuronale Aktivität repräsentiert

Ursprünge Kognitionswissenschaft


60er Jahre: Übertragung auf den Menschen: Computer-Metapher

Informationsverarbeitungspsychologie

– Verhalten und Erleben des Menschen als Informationsverarbeitung, das Gehirn als serielle Rechenmaschine

– Organismus = Hardware, Psyche = Software

Modell der Kognition


Organismus: Zustand, EmotionenBewertungen, Antriebs- und Bedürfnislagen

WissenInneres Modell der Außenwelt

Speicher, Gedächtnis

Bewusstsein, Handlung,Exekutivsystem

Prozessor

Symbolische GegenständeÄußere Weltmodelle

Externe Speicher

Wahrnehmung Motorik

Mensch

Umwelt

Überführung Kognition – Computer Metapher


• Wahrnehmung und Motorik = Schnittstellen des Bewusstseins mit der Umwelt

• Gedächtnissystem/Wissen = Speicher, je nach Mensch sind unterschiedliche Modelle (z.B. Weltmodelle) abgelegt sein

• Schnittstelle zwischen Speicher und Bewusstsein:Gedächtnissuche endet mit Gewahrwerden WissensbestandLernen: bewusste Memorierhandlung

• Emotionen durch Organismus (Hunger) oder kognitives System (Unlust)

• Über die Wahrnehmung treten innere und äußere Weltmodelle (Kultur) in Beziehung



• Bezeichnet Prozess des Wahrnehmens und das Ergebnis

• Gibt subjektiven Eindruck der objektiven Welt Grundlage der Erkenntnis

• Ausgangpunkt: sensorische Phänomene durch Reizung der Sinnesorgane

• Von diesen Reizen werden nur wenige wahrgenommen

• Die Wahrnehmung wirkt dabei gestaltend, da Einstellungen, Erfahrungen, Bedürfnisse auf die Wahrnehmung einwirken

• (Informations-)Wahrnehmung ist Teil der Informationsverarbeitung



• Erkennen ist Modellieren:inneres Modellieren durch Gedächtnisinhalte äußeres Modellieren durch Hinausverlagern des Wissens in externe Symbolsysteme

• Vernetzung zwischen internem und externem Speicher ständiger Abgleich

Informationsverarbeitung im Gehirn

Allgemeines

Informationsverarbeitung bedeutet:

• Informationen werden identifiziert und gefiltert

• Der Bedeutungsgehalt wird erkannt

• Signale werden decodiert

Informationen werden

• zugeordnet

• mit Erfahrungen und Erwartungen verknüpft

• und bewertet

Verarbeitung zu inhaltlich bedeutsamen und sinnhaften Sachverhalten



Allgemeines

Ablauf

• Bewertung und Verknüpfung der erkannten Information durch Vergleich mit dem im Langzeitgedächtnis gespeicherten Wissen

• Hypothesenbildung

• Entscheidungsbildung

• Handlungsentwurf



Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines


Allgemeines

Gegenstand

wahrnehmende Person

GedächtnisWerteBedürfnisse

fremde Einflüsse

ErwartungErfahrungWahrnehmungReize



Visuelle Informationsverarbeitung

Das menschliche Auge

• Licht wird von einem Gegenstand in das Auge reflektiert und trifft auf die Retina (Netzhaut)





Auf der Netzhaut findet man drei Schichten von Nervenzellen

• bipolare Zellen

• Rezeptorzellen(Stäbchen und Zapfen)

• Ganglienzellen (Umwandlung der Lichtreize in elektrische Signale)





• der Sehnerv verbindet die Netzhaut mit dem primären visuellen Cortex

• drei Hauptbahnen leiten parallel Informationen an das Gehirn (Farbwahrnehmung, Formwahrnehmung, Wahrnehmung von Bewegung und Raum)

• im Gehirn werden die räumlich verteilten Neuronen die reagieren gleichzeitig zu einem Ensemble zusammengefasst (synchronisiert)

Reize werden von den Sinnesorganen durch elektrische Impulse an das Gehirn geleitet und dort zu einer Wahrnehmung verarbeitet

wir sehen nicht mit dem Auge, sondern mit dem Gehirn




Sinnestäuschungen




Sinnestäuschungen

Definition:

• ein verzerrt oder falsch wahrgenommener Wahrnehmungsinhalt

• es gibt vier Typen visueller Sinnestäuschungen

1) geometrische Sinnestäuschungen




Sinnestäuschungen

2) mehrdeutige Figuren




Sinnestäuschungen

3) unmögliche Figuren




Sinnestäuschungen

4) Fiktionen




Sinnestäuschungen

Warum entstehen visuelle Sinnestäuschungen?

Zwei Prozesse laufen in unserem Gehirn gleichzeitig ab:

1. Prozess: Die optischen Informationen werden von der Netzhaut in unserer Gehirn übertragen und ausgewertet (Rechnungsergebnis).

2. Prozess: parallel dazu macht das Gehirn Annahmen (ein Vorgang, der absolut unbewusst geschieht).




Sinnestäuschungen

Ein Beispiel, wie unser Gehirn eine Annahme macht

Das Auge hat ein bestimmtes Blickfeld. Im Zentrum dieses Blickfeldes werden Formen und Farben wahrgenommen. Um dieses Zentrum herum werden nur noch Formen wahrgenommen. Unser Gehirn macht aber eine Annahme und wir nehmen die ganze Wiese bunt wahr. Bunte Bilder sind also auch Sinnestäuschungen.




Sinnestäuschungen

Beispiel „Schnapsglas“

• zuerst nimmt man nur ein paar unterschiedlich lange, parallele Linien wahr

• plötzlich sieht das Bild anders aus: man merkt, dass sich die Form eines Schnapsglases dahinter verbirgt

• Annahme: Schnapsglas Rechnungsergebnis: Linien

• Weicht das Rechnungsergebnis von der Annahme ab, nimmt man die Annahme als Sinnestäuschung wahr


Auditive Aufmerksamkeit :• Die Forschung auf diesem Gebiet konzentriert sich auf

Aufgaben zum dichotischen Hören dabei hören die Probanden auf beiden Ohren gleichzeitig

zwei verschiedene Informationen, und sollen dann eine der Informationen `beschatten`, sprich ausblenden ( das sind sog. `Shadowing-Aufgaben`)

das Herausfiltern der unwichtigen Info gelingt den meisten Probanden im Versuch problemlos

• Zum Phänomen des dichotischen Hörens gibt es zwei unterschiedliche Modelle, die beide davon ausgehen, dass eine Art Filter im Zuge des auditiven Verarbeitungsprozesses auftritt



Selektive Aufmerksamkeit am Beispiel Ohr


Theorie 1: Die Filtertheorie (1958)• In dieser Theorie nimmt man an, dass die Infos beider

Ohren zwar registriert werden, dass aber ab einer gewissen Stelle im menschlichen System ein Ohr ausgewählt wird

• Annahme dabei ist, dass die Auswahl, welcher Info wir folgen aufgrund physikalischer Merkmale getroffen wird (z.B. der Stimmlage des Sprechers)





Theorie 1: Die Filtertheorie (1958) • Problem: Es konnte in Versuchen gezeigt werden, dass zur

Auswahl auch der semantische Inhalt der Information genutzt werden kann

Folge: Modifizierung der Filtertheorie durch die Dämpfungstheorie (nach Treisman 1964)

• In der Dämpfungstheorie wird angenommen, dass bestimmte Informationen zwar gedämpft, jedoch nicht aufgrund von ihren physikalischen Eigenschaften völlig ausgeblendet werden

• Der Filter in diesem Modell bezieht sich darauf, welcher Information Beachtung geschenkt wird (Im Unterschied zur Filtertheorie kommt es hier nicht auf die physikalischen Merkmale an)





Theorie 2: Theorie der späten Auswahl (1963)

• Ist eine alternative Erklärung zur ersten Theorie




die gesamte Info wird ungedämpft verarbeitet, sprich: keine Kapazitätsbegrenzung des Wahrnehmungssystems

verschiedene Infos können wahrgenommen werden, es kann jedoch zu jedem Zeitpunkt immer nur eine `beschattet` werden

dabei kommt es auf die Kriterien an, die man sich gesetzt hat; entweder Bedeutung oder Ohr als Kriterium

Unterscheidung zur Theorie 1: Filter nicht bereits vor der Infoaufnahme, sondern nach der Aufnahme der gesamten Information


Prägnanzprinzip

bei mehreren Alternativen setzt sich die einfachste / einheitlichste Gestalt durch



Wahrnehmungsorganisation

„Das Ganze ist mehr als

die Summe seiner Teile“


Gesetz der Nähe

Jene Elemente, die in einer Reizkonfiguration als nahe beieinander erscheinen, werden als zusammenhängend wahrgenommen.



Wahrnehmungsorganisation: Gestaltgesetze


Gesetz der Geschlossenheit

Eine offene oder unvollständige Reizkonfiguration wird als geschlossen wahrgenommen





Gesetz vom durchgehenden Kurvenverlauf

Die Gliederung der Elemente einer Reizkonfiguration erfolgt so, dass Begrenzungslinien an Schnittpunkten ihre Richtung bzw. ihre Struktur fortsetzen





Gesetz der Gleichartigkeit oder Ähnlichkeit

Gleiche oder ähnliche Elemente einer Reizkonfiguration werden als zusammengehörig wahrgenommen





Das Wissen um die Eigenschaften eines Objekts führt zu verschiedenen Wahrnehmungskonstanzen



Wahrnehmungsorganisation: Mustererkennung

•Formkonstanz

•Ein Objekt wird unabhängig vom Betrachtungswinkel immer

gleich wahrgenommen

• Größenkonstanz

•Wissen um die reale Größe eines Gegenstandes

• Farbkonstanz

• Ortskonstanz

•Beruht auf dem Wissen, dass bestimmte Objekte sich nicht

bewegen


Schablonentheorie

Eine Mustererfahrung wird als Schablone im Langzeitgedächtnis gespeichert. Bei einem neu eintreffenden Reiz wird der Bestand nach der Schablone mit der größtmöglichen Übereinstimmung durchsucht




Theorie der Prototypen

Jedes Mitglied einer bestimmten Klasse hat bestimmte Schlüsselattribute mit anderen Mitgliedern dieser

Klasse gemeinsam


Theorie der Merkmalsanalyse

Jeder Reiz stellt eine Kombination elementarer Reize dar. Durch den Rückgriff auf Merkmale verringert sich die Zahl der benötigten Schablonen. Es werden also zunächst die Merkmale eines Musters und dann ihre Kombination erkannt.





Computationaler Ansatz von Marr

Sehen als eine Abfolge von hintereinander geschalteten Repräsentationen, die eine nach der anderen, bzw. eine aus der anderen über eine Reihe von Verarbeitungsprozessen gebildet werden







Philosophischer Ansatz

Leiblichkeit und Kognition ein philosophischer Ansatz

Was bedeute es für den Menschen und sein Verständnis zur Welt einen Leib zu haben?

Leib = Basis unseres Denkens






„ Durch unseren Leib haben wir eine Welt und gehören wir dieser Welt an.“

Dualismus - Anfassen eines Körperteils:Körper = ObjektKörper empfindet Berührung

Leib = Vorraussetzung des Inder-Welt-Seins

Bsp: eigene Stimme

Keine Trennung zwischen Subjekt und Objekt

Maurice Merleau Ponty






„Bedingt durch meinen Leib erfahre ich immer wieder neu die Begrenztheit meines Blickwinkels und meiner Zugriffsmöglichkeit, doch weiß ich andererseits um die Möglichkeit stets einen neuen Blickwinkel einnehmen zu können.“

Barbara Becker





Gegenstand

wahrnehmende Person

GedächtnisWerteBedürfnisse

fremde Einflüsse

ErwartungErfahrungWahrnehmungReize





Diskussion



Schnittstellen für Emotionen

Der Computer benötigt dazu:

-visuelle Fähigkeiten - akustische Fähigkeiten - biosensorische Fähigkeiten

- „Emotionale Intelligenz“-„Fähigkeit Gefühle zu erkennen“ ist ein Zeichen von „Emotionaler Intelligenz“





Unbedingt unterscheiden: Personen abhängige Personen unabhängige Untersuchung

Unbedingt unterscheiden: öffentliche persönliche Emotionen





Emotionen

Sprache

Affektive Informationen werden zwischen-menschlich über einen Parallelkanal übertragen. (semantische/ affektive Informationen)

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Besonderheit Gesicht:

„Ein Gesicht sagt uns, ob sein Träger alt oder jung ist, männlich oder weiblich, traurig oder froh, ob er von uns angezogen oder abgestoßen ist, interessiert an dem, was wir zu sagen haben, oder ob er sich langweilt und am liebsten gehen möchte.“ Vicki Bruce, Andy Young





Frage: erkennen wir Gesichter als Einheit oder in Einzelteilen?

Antwort: Im Babyalter reagieren wir auf Einzelheiten in Gesichtern (Umriss, Augen, Nase und Mund).

Besonderheit: Bis acht Monate ist v.a. eine Veränderung von Mund- und Augenpartie von Bedeutung, erst danach werden Gesichter global (holistisch) erkannt.





Bedeutung für die Forschung:

BMW, Automobilhersteller in München: Durch die Gesichtererkennung soll der Sekundenschlaf von übermüdeten Autofahrern verhindert und das Auto fahren so sicherer gemacht werden.

Visionics, Softwareschmiede in Jersey-City, New York:Mit der Software "FaceIt“ lassen sich Gesichter in Sekundenschnelle mit den Informationen in einer Datenbank abgleichen.



Folgen für die Softwareentwicklung

• Verschiedene Handlungsniveaus:niedrige Niveaus werden automatisiert (z.B. berufliches Können, Maschinenschreiben, Autofahren, Treppensteigen)Analogie zum Computer: Software kann niedrige Niveaus übernehmen, z.B. Formatvorlagen, Textbausteine• Inkongruenzentdecker:sorgt dafür, dass bei Störungen in den bewussten Modus umgeschaltet wird (z.B. gebrochenes Bein)Analogie zum Computer: „sind sie sicher“-Rückfrage z.B. beim Schließen des Programms



Aktueller Bezug: FAZ-Artikel

• „Freiheit und Verantwortung sind Schall und Rauch, weil wir im Griff des Gehirn sind“• „Neuronale Prozesse sorgen dafür, dass all unser Denken und Handeln determiniert ist, auch wenn uns das nicht so vorkommt“• „Phänomene wie Intentionalität, einfach das absichtsvolle Handeln folgen den neuronalen Vorgängen im Gehirn nach und stoßen sie nicht etwa an“• „das Freiheitserlebnis ist ein leerer Wahn“

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