03411 1. Biologische Grundlagen VI.7 Lernen und Gedächtnis

Nicht-assoziatives Lernen

• Prozesse der Gewöhnung und Anpassung an Reize oder Reizkonstellationen
• Elementarste Lernmechanismus: Unterscheidung eines neuen von einem bekannten Reiz
• Plötzlich auftretende Veränderung in Umwelt (Bsp. Rauschen) -> löst Orientierungsreaktion aus   -> Rauschen hält an -> Gewöhnung an Reiz, die Habituation der Orientierungsreaktion -> Erkennbar durch Abschwächung der Reaktion
• Dishabituation: Rauschen wird durch weiteren Reiz unterbrochen -> Wiederauftreten einer Reaktion (wenn auch schwächer)
• Sensitivierung: falls weiterer Reiz störend oder aversiv ist -> es kommt zu neuer womöglich sogar stärkeren Reaktion auf den Ursprungsreiz

Assoziatives Lernen

• verschiedene Reize werden miteinander verknüpft
• Klassisches Konditionieren: Reflexauslösender Reiz wird so oft mit zweiten Reiz kombiniert bis dieser allein den Reflex auslöst; zweite Reiz ist konditionierter Reiz, muss kurz vor unkonditioniertem Reiz auftreten; Reizassoziationslernen
• Operante/instrumentelle Konditionierung: sind Effekte der Reaktion auf einen Reiz positiv -> Reaktion auf Reiz wird verstärkt und Reaktion kommt häufiger vor; Lernen von Assoziationen zwischen Verhaltensweien und Effekten (law of effects, Thorndike)
• Wahrnehmungs- oder Imitationslernen: über die Beobachtung anderer ein Verhalten oder über eigene Erfahrungen Reaktions- und Handlungshäufigkeiten verändert werden

Sensorischer Speicher

• bezieht sich auf einzelne Wahrnehmungsmodalitäten
• sensorische Eindrücke (Töne, Bilder) sind für kurze zeit präsent bevor sie gelöscht oder ins Kurzzeitgedächtnis übertragen werden
• Haltedauer ca. 500ms -> keine fixen Daten, Reiz scheint schneller zu verfallen wenn er besser verarbeitet wird

Kurzzeitsgedächtnis/Arbeitsgedächtnis

• Informationen sind kurzzeitig präsent
• Meist solange bis sie benötigt werden

Langzeitgedächtnis

• Informationen können über Jahre hinweg verbleiben

Hebb-Regel

• 1949, Daniel Hebb
• Eine Verbindung zwischen zwei Neuronen wird immer dann gestärkt, wenn beide zum gleichen Zeitpunkt aktiviert sind (gemein- same Aktivierung in Raum und Zeit = Kontiguität der Aktivierung)
• Gleiches Vorzeichen der Aktivierung -> Verbindungsstärke zwischen Neuronen wird erhöht
• Ungleiches Vorzeichen bei Aktivierung -> Verbindungsstärke wird erniedrigt
• Bedeutet für natürliche neuronale Netzwerke:  wiederholte, erfolgreiche Erregungsübertragung von einer Nervenzelle auf eine andere führt zu einem Wachstumsprozess oder einer metabolischen Veränderung in einer oder beiden dieser Zellen -> führt zu Bahnung: schnellere und effizientere Erregungsübertragung wenn gleicher Reiz wieder wahrgenommen wird
• Wird als Lanzeitpotenzierung (Long term potentiation = LTP) beschrieben

Konnektionismus

Forschungsansatz der Kognitiven Psychologie, der sich mit der Konnektion (der Verknüpfung) neuronaler Elemente und mit der Art und Weise befaßt, wie sich dadurch höhere Kognitionen darstellen und erklären lassen. In konnektionistischen Modellen wird Information durch nervenzellenartige Elemente verarbeitet, die Aktivation ansammeln und erregende sowie hemmende Einflüsse auf andere Einheiten ausüben. D.h. Information wird als Aktivationsmuster neuronaler Elemente repräsentiert. Dadurch sollen sich höhere Kognitionen darstellen und erklären lassen.

Assoziationismus

Bezeichnung für die in der Phase der Psychophysik ihren Anfang nehmende Forschungsrichtung der Wahrnehmungspsychologie (Wahrnehmung), nach funktionalen Abhängigkeiten zwischen objektiven, physikalischen Reizen und davon ausgelösten subjektiven, psychischen Empfindungen zu suchen. Aus Sicht des Assoziationismus sind Assoziationen die grundlegenden Prinzipien für alle geistigen Leistungen, auch z.B. produktives Denken..

Assoziationsgesetze

Regeln und Gesetze, nach denen sich Verknüpfungen zwischen Vorstellungen, Gefühlen und Bewegungen (Assoziation) herausbilden und Reproduktionen von Vorstellungen (urspr. von "Ideen") möglich sein sollen.

- Die primären Assiziationsgesetze beziehen sich auf Nähe (Kontiguität: Berührung in Zeit oder Raum) und Ähnlichkeit.

- Die sekundären Assoziationsgesetze, die begünstigende Bedingungen für die Bildung von Assoziationen benennen, beziehen sich auf das Primat (Vorrangigkeit), die Neuheit oder Frische, die Häufigkeit des Auftretens der Elemente (Wiederholung) und die Anschaulichkeit.

In der psychologischen Lernforschung haben die Assoziationen zunächst eine wichtige Rolle gespielt, sind dann aber modifiziert oder durch andere Regeln ersetzt worden (Lernen). Gestaltpsychologen bestritten die Gültigkeit von Assoziationen grundsätzlich (Gestaltpsychologie), und die frühen Behavioristen (Behaviorismus) behielten nur das Assoziationsgesetz der Kontiguität (bezogen auf die Verbindung von Reiz und Reaktion) bei (Assoziativitäten, Gedächtnis).

Kurzfristige Lerneffekte

• werden durch membranphysiologische Mechanismen erklärt 

längerfristige Lerneffekte

• werden durch den Umbau von Zellen mit dem Aufbau beziehungsweise dem Untergang von Synapsen erklärt

Ventale tegmentale Areal

• muss bei operanter Konditionierung zusätzlich in Aktion treten
• wirkt als „Belohnungssystem“ -> macht Auftreten einer gefundenen Reiz-Reaktionsstruktur wahrscheinlicher
• Dopamin als Transmitter

Hippocampus

• für Gedächtnisprozesse wichtig
• kurzfristige Gedächtnisphänomene -> spielen sich im parahippokampalen und im präfrontalen Kortex (Enkodierung) beziehungsweise im Präfrontalkortex allein (Kurzzeitgedächtnis und Arbeitsgedächtnis) ab
• Konsolidierung und Langzeitspeicherung von Gedächtnisinhalten -> Hippokampus wird ebenfalls aktiv