Kognitive Psychologie

• Computer-Metapher
• serielle Verarbeitung: ein Prozess wird abgeschlossen, bevor der nächste beginnt
• Bottom-Up-Verarbeitung: reizgesteuert

► REIZ → AUFMERKSAMKEIT → WAHRNEHMUNG → GEDÄCHTNISABRUF & INTEGRATION → ENTSCHEIDUNG

• Erster systematischer Ansatz zur Erforschung menschlicher Kognition
• Entwicklung zentraler Theorien & Paradigmen

• Geringe ökologische / externe Validität
• Artifizielle, einfache Aufgaben
• Ergebnisse: teilweise aufgabenspezifisch

→ Keine Generalisierung möglich 

• Verwendung indirekter Maße (Reaktionszeit) zur Erschließung zugrunde liegende Prozesse 
• Teilweise unpräzise, verbale Theorien
• Kein übergreifendes Modell als Ganzes

• funktionale Modularität
• anatomische Modularität
• Einheitlichkeit der funktionalen Architektur über Personen hinweg
• Subtraktivität -> keine Plastizität

Modularität 1) Bezeichnung für die Annahme, daß die menschliche Informationsverarbeitung aus einzelnen voneinander unabhängigen Modulen besteht und kognitive Teilsysteme modular sind. 2)Hypothese, daß Sprache eine von der restlichen Kognition separierbare Komponente bildet. Angenommen wird, daß in der ersten Phase der Sprachverarbeitung nur syntaktische Aspekte maßgeblich sind. Später kommen semantische Informationen zum Einsatz. Dies steht in Widerspruch zu der Annahme eines interaktiven Sprachverstehens mit Kombination von Syntax und Semantik auf allen Ebenen der Sprache.

• Einfache Dissoziation
• Doppelte Dissoziation
• Assoziation

Assoziation: Symptome treten gemeinsam auf

Dissoziation: getrennt arbeitende Areale/Systeme

-> Teilleistungen sind selektiv beeinträchtigt

-> Bsp.: H.M.: kann implizit lernen, aber nicht explizit -> systeme scheinen getrennt voneinander zu sein

-Bsp.: Elli hat Schädigung des Temporallappens und kann noch nach Objekten greifen, sie aber nicht mehr benennen -> weist auf unterschiedliche Funktionen hin

Doppelte Dissoziation: gerennt und unabhängig arbeitende Gedächtnissysteme

-> zwie Patienten zeigen gegensätzliches Muster an Beeinträchtigungen

Bsp.: Elli mit Schädigung im Temporallappen kann nicht bennen, und Bernd mit schädigung im Parietallappen kann nicht nach Objekten greifen

-> beide Läsionsfälle deuten darauf hin, dass es sich um zwei getrennt und unabhängige Verabeitungspfade handelt

• Doppelassoziationen: starke Evidenz für Modularität
• Nachweis kausaler Verbindungen zwischen Hirnschädigung & kognitiver Leistung
• Besonders wichtig in Forschung zu Gedächtnis & Sprache
• Verbindet experimentelle Kognitive Psychologie & Kognitive Neurowissenschaft

• Modularitätsannahmen zu stark
• Patienten entwickeln Kompensationsstrategien
• Neuronale Plastizität
• Hirnschädigungen betreffen oft mehrere Module
• Verbindungen zwischen kognitiven Prozessen werden zu wenig beachtet
• Interindividuelle Unterschiede

Theorien der komplexen Topologie:

• Prinzip der Kosten-Kontrolle 
• Prinzip der Effizienz

• ERPs
• PET
• MEG
• fMRI
• TMS
• rTMS

evozierte & ereigniskorrelierte Potentiale

1. Große langsame Wellen bei kognitiver, sensorischer oder motorischer leistung

2. Änderungen sind meistens zu klein um sie dem Hintergrundrauschen zu unetrscheiden

3. Deshalb --> es werden mehrere Durchgänge / eEg Aufzeichnungen mit dem gleichen sensorischenReiz aufgenommen , durch wiederholte Präsentation werden Hintergrundgeräusche ignoriert

Wellen werden benannt nach N negativer peak, P positiver Peak und die Auftretenszeit nach der Präsentation des Stimulus.

Methode zur Messung von Hirnaktivität mit Hilfe von Radiopharmaka. Wird häufig zur Untersuchung bestimmter Transmittersysteme verwendet. Erfolgt in fünf Schritten:

1. Herstellung radioaktiv markierter Substanz
2. Injektion des Tracers
3. Isotope zerfallen → Emission von Positronen
4. Kollision der Positronen mit Elektronen → erzeugt Photonen
5. Messung der Photonen in Form von Gammastrahlung

→ Vorteil: Spezifität der Tracer | Nachteil: Kostenaufwändig, Strahlung, schlechtere (zeitliche) Auflösung als fMRT

Messung von Aktivität anhand von magnetischen Feldlinien oberhalb der Schädeloberfläche. Diese entstehen durch die postsynaptischen, dendritischen Summenpotentiale aus Sulci. 

→ Vorteil: Gute räumliche/zeitliche Auflösung | Nachteil: Hoher Aufwand und hohe Kosten durch Abschirmung und Technik

Auf BOLD-Kontrast (verschiedene Eigenschaften von (des-)oxygeniertem Hämoglobin)  basierende Methode zur Messung von Hirnaktivität. Auch möglich sind Konnektivitätsanalysen und multivariate Mustererkennung.

→ Vorteil: Gute räumliche, akzeptable zeitliche Auflösung | Nachteil: Signalverluste, keine kausalen Schlüsse möglich

Methode der biologischen Psychologie, die kurzzeitig durch Magnetfeld eine virtuelle Läsion erzeugt. 

Tiefe der Stimulation = 1 - 2cm 

Repetive Transkraniale Magnetstimulation : Vorübergehende Läsionen werden erzeugt, um Areale des Gehrins stillzulegen

( bedeutungsvoll bei der Erforschung der Funktion von Gehirnarealen )

WALTER HESS erprobte an Katzen die direke Stimulation von Gehirnarealen zur Erforschung von Verhaltenskonsequenzen ( Aggession, Sexuelatrieb...)

• zusätzliche abhängige Variable für Theorie-Entwicklung & - Testung

-> Kombination verschiedener Techniken

• Funktionale Spezialisierungen & Integration von Signalen können nachvollzogen werden
• TMS erlaubt Kausalschlüsse (!)

• Befunde werden oft überinterpretiert "blobology"

→ Hirnaktivität allein: keine Evidenz für Lokation

→ reverse inference Fehlschluss

• Methodologische Probleme: 

→ geringe Teilnehmerzahlen

→ viele Messpunkte

→ hohe Kosten

→ alpha-Fehler- Wahrscheinlichkeit

• Neuroimaging Illusion

• Komputationale Modellierung
• Artifizielle Intelligenz
• Kognitive Architekturen
• Konnektionistische Netzwerke
• Produktionssysteme
• ACT-R

• Komputationale Modellierung: Programmierung von Modellen, die Aspekte menschlicher Kognition nachbilden
• Artifizielle Intelligenz: Erstellung von Computersystemen, die intelligente Ergebnisse erzielen
• Kognitive Architekturen: domänenübergreifende kognitive Modelle

• Konnektionistische Netzwerke: 
  • Knoten verbunden durch Links (Verbindungen)
  • Gegenseitige Erregung und / oder Hemmung
  • Aktivation eines Knotens ist gewichtete Summe aller eingehenden Links (Input)
  • Weitergabe von Aktivation (Output) bei Überschreitung von Schwellenwert oder entsprechend spezifischer Funktion
  • Ebenen (Layer) geben allgemeine Struktur vor
  • parallele & verteilte Verarbeitung von Informationen → Konzepte verteilt repräsentiert
  • Lernen durch backward propagation → Veränderung der Verbindungen zur Minimierung von Fehlern

• Produktionssysteme: 
  • zahlreiche "wenn...dann..." -Regeln
  • Arbeitsgedächtnis enthält Informationen
  • Inhalt des Arbeitsgedächtnis wird verglichen mit "wenn"- Komponente
  • führt zur Ausführung der "dann"- Komponente
  • Strategie zur Konfliktlösung wird aktiviert, wenn Information zwei Regeln gleichzeitig aktiviert
• ACT-R (Adaptive Control of Thought-Rational):
  • zentrales Produktionssystem greift auf verschiedene Module und Speicherpuffer zu und koordiniert diese → Gedächtnisabruf-, Vorstellungs-, Ziel-, & Prozedurales Modul

• Theoretische Annahmen präzise spezifiziert
• Idee des verteilten Wissens → empirisch gut gestützt
• Bindeglied zwischen Kognitiver Neurowissenschaft & experimenteller Kognitiver Psychologie
• Hervorhebung paralleler Verarbeitung & interaktiver Aktivation passt zu aktueller Befundlage

• Oft zu flexibel, da zu viele freie Parameter
• Emotionale & motivationale Faktoren werden (zu) wenig beachtet
• Einige Modelle sind neurologisch nicht plausibel
• Manche Modelle erlauben keine neuen Vorhersagen