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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
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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
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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
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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
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Langzeitgedächtnis
} Einfluss von Lernen und Abfrage
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 5
Karpicke und Roediger, 2008
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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
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Langzeitgedächtnis
} Hypermnesie } Multipler Abruf verbessert das Gedächtnis
} Ohne weiteres Enkodieren der nicht gewussten Items
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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
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Gedächtnissysteme
11.12.13 Björn Rasch 9
Squire & Zola, 1996
Hippokampus notwendig für Enkodierung
Hippokampus nicht notwendig für Enkodierung
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Prozedural-motorisches Gedächtnis
} Beispiele
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Deklaratives Gedächtnis
} Beispiele
Uhr - Gabel
Verbales Gedächtnis
Räumliches Gedächtnis
http://memory.psych.upenn.edu
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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
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Deklaratives Gedächtnis in Tieren?
} Räumliches Gedächtnis: Morris Water Maze } http://www.jove.com/index/details.stp?ID=897 } Lernen stark abhängig von hippokampalen Läsionen
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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
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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
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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
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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
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Fehlleistungen des Gedächtnisses
} Die 7 „Sünden“ des deklarativen Gedächtnisses (Schacter 2003)
12.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 18
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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
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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
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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
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Gedächtnissysteme
11.12.13 Björn Rasch 22
Squire & Zola, 1996
Hippokampus notwendig für Enkodierung
Hippokampus nicht notwendig für Enkodierung
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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
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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
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Schlaf und Gedächtnis
12.12.13 Björn Rasch 25
Jenkins & Dallenbach 1924, Am. J. Psychol. nach Rasch & Born, Physiol. Rev. 2013
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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
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Kontext-abhängiges Gedächtnis
Lernen Abfrage Konsolidierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 27
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Kontext-abhängiges Gedächtnis
Lernen Abfrage Konsolidierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 28
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Kontext-abhängiges Gedächtnis
Lernen Abfrage Konsolidierung
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 29
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Ablauf
Rasch et al., Science, 2007
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 30
Lernen Schlaf Abfrage
Geruch Geruch / Placebo Kein Geruch
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Lernen
Rasch et al., Science, 2007
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 31
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Abfrage
Rasch et al., Science, 2007
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 32
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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
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Geruch beim Lernen
Geruch
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fMRT-Experiment
12.12.13 34 Prof. Dr. Björn Rasch
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fMRT-Experiment
Rasch & Born, Current Opinions in Neurobiology, 2007
12.12.13 35 Prof. Dr. Björn Rasch
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Laufende Projekte
} Reaktivierung von gelernten Vokabeln } Holländisch-Deutsch
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 36
Schreiner & Rasch, under revision
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Laufende Projekte
} Reaktivierung von Vokabeln verbessert das Vokabellernen } Nur im Schlaf!
12.12.13 Prof. Dr. Björn Rasch 37
Schreiner & Rasch, under revision
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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
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
11.12.13 Allg. 1 Björn Rasch Unifr 39