Kognitive Kontrolle

- UV = Körper, der verändert wird (Handlungspotential); visueller Stimulus wird konstant gehalten

- AV = Rating; Wahrnehmungsveränderung

- Bsp.: Subjektive „Steilheit“ von Hügeln abhängig von aktuellem Gepäck (Proffitt et al., 1995); Manipulation der aufzuwendenden Kraft (bei Armbewegungen) wirkt sich auf Distanzschätzungen aus (Kirsch und Kunde 2012) --> größerer Fehler bei kleinen Amplituden

- Soziale Erwünschtheit (VP versteht worum es geht) --> response bias

- Effekte sind teilweise schwierig zu replizieren

- El-Greco-Trugschluss: wenn Zielobjekt und Referenzobjekt identisch sind, ist keine Wahrnehmung messbar --> viele Studien untersuchen nur, wann Effekt auftritt; stattdessen sollte man auch mal schauen, wann er nicht auftreten soll

- z.B. Blindsehen: das Phänomen, daß Menschen, die unter Rindenblindheit (Schädigung in V1) leiden und angeben, in dem betroffenen Bereich ihres Gesichtsfelds nicht zu sehen, dennoch in der Lage sind, auf visuelle Reize, die in diesen Bereich fallen, differenziert zu reagieren

- action numbsense: Patient J.A. kann, obwohl infolge thalamischer Schädigungen seine rechte Körperhälfte taktil und propriozeptiv komplett abgeschaltet wurde, überzufällig genau sagen, wo er auf seinem Arm angetippt wurde und seinen Arm nach rechts oder links bewegen

- double-step-Experimente: Kleine Veränderungen der Position des Zielreizes während einer Sakkade sind nicht wahrnehmbar („succadic supression“) --> Auge führt Korrektur automatische durch ohne es bewusst wahrzunehmen

- Optische Ataxie: Läsionen im Bereich des Parietalkortex: Probleme bei Griffbewegungen (keine antizipatorische Grifföffnung und deswegen wenig effizientes Greifen --> nicht am Schwerpunkt), allerdings nicht bei Wahrnehmung (Patient RV weiß schon wo er greifen muss) 

- Visuelle Agnosie: Patientin DF (Schäden im ventralen Bereich), keine Objektwahrnehmung, aber motorische Leistung intakt --> konnte Karte nicht so ausrichten, dass sie in den Schlitz passte, aber konnte sie in den Schlitz stecken

- Vorläufer-Modell (Ungerleider & Mishkin, 1982): 

--> Läsion im PPC (=posteriorer parietaler Cortex): Probleme bei räumlichen Aufgaben --> dorsaler Pfad: "Wo-Pfad" (V1 --> PPC)

--> Läsion im ITC (=inferiorer temporaler Cortex): Probleme bei visueller Objektdiskrimination --> ventraler Pfad: "Was-Pfad" (V1 --> ITC)

- Milner & Goodale (1992): 

--> Wichtig: Beide Pfade verarbeiten die gleiche Information, allerdings eben zu verschiedenen Zwecken.
► Fokus nicht mehr auf Input, sondern jetzt auf Zweck der Verarbeitung. 

--> dorsaler Pfad: "vision for action" 

--> ventraler Pfad: "vision for perception"

- optische Ataxie: Läsion im PPC --> vision for action beschädigt, aber vision for perception funktioniert noch

- visuelle Agnosie: Schäden im ventralen Bereich --> vision for action funktioniert, aber vision for perception (Objekterkennung!) beschädigt

- ventraler Pfad: allozentrische räumliche Koordination

--> Die Größe, Lokation, Orientierung, … von Objekten wird so kodiert dass diese Information unabhängig vom Betrachter über die Objekteigeschaften (Identität, Lokation, Farbe etc.) informiert.

- dorsaler Pfad: egozentrische räumliche Koordination 

--> Handlung: Bei z.B. Greifbewegungen müssen die absoluten Koordinaten und Metriken in Bezug auf den Körper kodiert werden, um solche Bewegungen erfolgreich durchführen zu können.

- Grifföffnung lässt sich von Ebbinghaus-Täuschung (die sich aufgrund der Umgebungsreize ergibt --> Kreis in der Mitte wirkt kleiner, wenn er von großen Kreisen umgeben ist, und größer, wenn er von kleinen Kreisen umgeben ist) nicht beeindrucken --> ist sensitiv für tatsächliche Größe des Kreises unabhängig von Umgebungsreizen --> macht Sinn, weil egozentrische und nicht allozentrische räumliche Koordination

- „Wahrnehmung muss „ganzheitlich“ funktionieren, da nur so Objekte als solche und Relationen ihrer Dimensionen unter-einander aufgefasst werden können. >> Holistische Verarbeitung, d.h. einzelne Dimensionen nicht ohne Kosten separierbar.“

- „Motorik darf nicht so funktionieren, da hier nur die absolute Metrik der relevanten Dimensionen wichtig ist und es nicht sinnvoll ist, in die Berechnung andere Dimensionen mit einfließen zu lassen. >> Analytische Verarbeitung: einzelne Dimensionen grundsätzlich separat verarbeitet.“

- verschiedene Verabeitungsmodi können über Garner-Interferenz untersucht werden: Stimuli variieren in zwei Dimension (eine relevante A, z.B. Länge und eine irrelevante B, z.B. Breite bei Quadern)

--> Baseline: nur aufgabenrelevante Dimension wird verändert 

--> Filtering Bedingunge: relevante und irrelevante Dimension wird verändert 

--> zwei Aufgaben: Perzeptuelle Entscheidungsaufgaben vs. Präzisionsgriff 

--> RT für perzeptuelle Entscheidungsaufgaben bei Filtering länger

- „Wahrnehmung benötigt bewusste „zentrale Ressourcen“, d.h. sollte anfällig für Doppelaufgabeninterferenz sein.“

- „Motorik: dorsale Verarbeitung als enkapsuliertes, autonomes Modul, welches unabhängig von anderen Prozessen arbeitet >> daher automatisch und nicht anfällig für Doppelaufgabeninterferenz.“

--> Untersuchung über Vergleich von Single- vs. Dual-Task Bedingungen (z.B. Singhal et al., 2007) oder PRP-Experimente (Kunde et al., 2007). Befundlage jedoch vergleichsweise uneindeutig.

--> Bsp.: Dominosteine werden DF präsentiert und sie muss greifen,

- Manipuliert wird Delay zwischen Sehen und Greifen

- Je größer Stein, desto größer Grifföffnung, allerdings kann sie das nicht mehr anpassen, wenn Delay zwischen Sehen und Greifen vorhanden ist

- Bei Optischer Ataxie: Patienten verbessern sogar Leistung, wenn Verzögerung vorhanden

- Verhaltenskonflikte entstehen bei widersprüchlichen Handlungsoptionen (z.B. Pizza oder Döner)

- Operationalisierung von Verhaltenskonflikten in sog. Konfliktparadigmen.

- Deren Grundstrukturist immer ähnlich: VPn reagieren auf bestimmte (aufgabenrelevante) Reize und werden währenddessen mit anderen (aufgabenirrelevanten) Reizen konfrontiert, die ein anderes Verhalten nahelegen.

- z.B.: Simon: Stimulus wird rechts oder liks präsentiert und Versuchsperson muss mit rechtem oder linkem Tastendruck reagieren. Konflikt, wenn Stimulus mit dem man mit links reagieren muss auf rechter Seite erscheint

- z.B.: Stroop: Versuchsperson muss mit links auf grün und mit rechts auf rot reagieren. Konflikt zum Beispiel, wenn Farbe grün, aber in Worten rot dasteht

- z.B.: Flanker: Man muss auf H mit Tastendruck rechts und auf S mit Tastendruck links reagieren. Stimulus wird mit Distraktoren präsentiert

- Stimmen relevante und irrelevante Reiz-bzw. Reaktionsmerkmale überein spricht man von kongruenten Durchgängen, stimmen sie nicht überein spricht man von inkongruenten Durchgängen. Unterschiede zwischen beiden Bedingungen werden als Kongruenzeffekte bezeichnet.

- Erklärung durch automatische vs. Intentionale Route (Kornblum et al. 1990)

- Automatische Route liefert vorgefertigte Antwort, wenn richtig wird diese ausgeführt (=kompatibel und schnell); wenn falsch dann muss erst Dämpfung/Abbruch der Reaktion folgen, Verbesserung und Aktivierung der richtige Reaktion erfolgen (bei inkongruenten Trials) --> längere RT

= Wenn ein Konflikt die Verarbeitung nachfolgender Informationen so verändert dass spätere Konflikte vermieden bzw. in ihrer Ausprägungen gemindert werden können

- Gratton-Effekt: Kongruenzeffekte sind nach inkongruenten Durchgängen geringer als nach kongruenten Durchgängen

- Proportion-Congruency Effekt: Kongruenzeffekte sind geringer wenn häufig inkongruente Durchgänge vorliegen als wenn häufig kongruente Durchgänge vorliegen

- Top-down-Erklärung: Hemmung irrelevanter Infos, Stärkung relevanter Infos (Versuch mit Messung der fusiform face area: stärkere Aktivierung nach inkongruenten Durchgängen --> spricht für Stärkung relevanter Infos)

- Automatische Bahnung muss abgeschaltet werden

- Bottom-Up-Erklärung = Unbinding-Prozess: Feature binding muss erst aufgelöst werden;komplette Wiederholung oder kompletter Wechsel führtzu keinen RT-Kosten; wenn allerdings 1 Merkmal sich änder --> Unbinding --> „partial repetition costs“

- Konflikt wird in beiden Fällen im anterioren cingulären Cortex (ACC) verarbeitet

- N2 (=Negativierung aufgrund von Konflikt) allerdings schon früher, vor Reaktion; ERN (=Negativierung aufgrund von Fehler) dagegen später ausgelöst im EEG, nach Fehlerreaktion

- conflict monitoring theory: 1) Konflikt wird von ACC entdeckt 2) Kompensatorische Anpassung der Kontrolle durch DLPFC

- bei Flanker-Aufgabe: Aufmerksamkeit zentraler --> Inhibition der umliegenden Reise 

- bei Stroop: Aufmerksamkeit auf Wort oder Farbe --> jeweils anderes wird gehemmt

- Konstanter Fehler = systematisch, mittlerer Abstand vom Ziel; SD = 0

--> sagt, ob wir das Ziel unter- bzw. überschätzen, treffen das Ziel nicht 

--> behält beim Rechnen Vorzeichen bei = mittlerer Abstand vom Ziel 

- Variabler Fehler = zufällig, entspricht der SD, im Durchschnitt treffen wir das Ziel --> wie sehr weichen Werte vom Gruppenmittelwert ab 

- Um dem Problem zufälliger Schwankungen  zu begegnen werden viele Reaktionszeiten (RTs) für jede Bedingung erhoben.

- Analysiert wird das arithmetische Mittel jeder Bedingung

- Nach dem „Gesetz der großen Zahlen“ ist dieser Wert auch normalverteilt 

- Ausreißer müssen eliminiert werden. Was genau ein Ausreißer ist, ist aber nicht immer einfach zu sagen.
 
- Zahlreiche mehr oder weniger gleichwertige Prozeduren verfügbar (absolute Ober-/ Untergrenzen, Grenzen auf Basis der Standardabweichung im Datensatz, Grenzen auf Basis von Interquartilabständen, …)

- Speed-Accuracy Trade Off: Geschwindigkeits-Genauigkeits-Austausch; Abgleich von Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Bearbeitung einer Aufgabe: Bei sehr vielen Aufgaben steigt die Genauigkeit bei geringerer Geschwindigkeit und sinkt bei höherer

- Kognitive Prozesse sind in drei Teilprozesse gegliedert (Reizaufnahme, Reizidentifikation, Reaktionsauswahl) --> man will die Dauer von mentalen Prozesse bestimmen 

- Abziehen der RTs von drei unterschiedlichen Aufgaben voneinander (jede Aufgabe zielt auf einen Teilprozess ab) 

- Typ A = Einfachreaktion (Reizaufnahme) 

  Typ B = Wahlreaktion (Reizaufnahme, Reizidentifikation und Reaktionsauswahl ) 

  Typ C = Go/No-Go Aufgabe (Reizaufnahme und Reizidentifikation)

- end-state-comfort: die Bewegung wird ausgesucht/angefangen, die am Ende komfortable Endstellung ergibt (egal wie unbequem Anfangszustand ist) Bsp. Stab greifen und umdrehen, bzw. Besen nach oben/unten stellen (grasp-height-effect)

- Erweiterung: es kommt nicht nur auf die Endhaltung an, sondern auch auf die Gewohnheit (Bsp.: Greifen einer Tasse, viele VP greifen nicht nach end-state-comfort, sondern auch so wie sie es gewohnt sind, obwohl das einen unbequemen Endzustand nach sich zieht (Daumen unten oder oben beim Greifen))

- Zusatz: Freiheitsgradproblem --> es gibt endlos viele Möglichkeiten eine Bewegung auszuführen (Anzahl der Gelenke und Bewegungsrichtungen) --> Effizienz und so wenig Muskelspannung wie möglich spielt bei Auswahl eine Rolle

- mit Feedback gibt es einen Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit 

- MT = a + b * log₂ (2*A/W); A = Amplitude W = Zielbreite a/b = empirische Konstanten --> hinterer Teil ist Schwierigkeitsindex, der mit MT zusammenhängt

- MT ist abhängig von der Bewegungsamplitude und Größe der Zielfläche --> kleine Zielfläche dauert länger als große und große Amplitude dauert länger als kleine

- Fitts führt Zeigeexperimente durch

Zwei-Phasen-Modell: 

1. Phase: initiale, ballistische Bewegung: vorspezifiziert (ohne visuelles Feedback) 

2. Phase: Zielannäherung: Regelung (mit visuellem Feedback) 

Befund: 

- Experiment: Bewegungen zwischen Start- und Zielpunkt mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, mit und ohne visuelles Feedback 

- Ergebnisse: ohne Feedback immer gleich viele Fehler bei allen Geschwindigkeiten; mit Feedback nehmen Fehler mit Geschwindigkeit zu 

--> kleinere Bewegungsfehler mit visuellem Feedback 

--> Feedback spielt vor allem dann eine Rolle, wenn Bewegung langsam ausgeführt wird (weil sich Fehlerraten dann am meisten unterscheiden) 

- Definition sensomotorisches Lernen: durch Übung bedingte, dauerhafte Änderung der Verhaltensmöglichkeiten 

1. internaler vs. externaler Aufmerksamkeitsfokus: wird die Aufmerksamkeit auf den eigenen Körper (d.h. Effektor) gelegt oder auf das Ziel? --> externer (Ziel-) Fokus ist generell besser als interner (Bewegungs-) Fokus mit schnellerem Lernzuwachs und stabileren Ergebnissen 

2. massiertes vs. verteiltes Lernen: Wird eine bestimmte Übungsmenge mit wenigen Pausen oder mit mehr Pausen, d.h. verteilt über einen größeren Zeitraum absolviert? -->  Massierte Übung führt im Vergleich zu verteilter Übung meist zu geringerer Leistung während der Übung (wegen Ermüdung) und etwas verringertem Lernen in Transfertests

3. konstante vs. variable Übung: Wird mit ein und der derselben Variante einer Aufgabe geübt oder mit verschiedenen Varianten einer Aufgabe? -->  Konstante Übung führt im Vergleich zu variabler Übung zu besserer Leistung in der Übungsphase, aber schlechterer Leistung in Transfertests

4. geblockte vs. gemischte Übung: Werden verschiedene Aufgabenvarianten jeweils nacheinander geübt oder in einer variablen Reihenfolge? -->  Geblockte führt im Vergleich zu gemischter Übung zu schnellerem Lernen aber weniger stabilen Lernresultaten

5. Verfügbarkeit von Rückmeldung über Bewegungsfehler ("knowledge of result") -->  Rückmeldung grundsätzlich positiv, aber Rückmeldung in weniger als 100% der Durchgänge führt zu stabilerem Lernergebnis als kontinuierliche Rückmeldung

- Kognitive Phase: Bewusste, verbale Repräsentation der Bewegung. Fremd- und Selbstinstruktion besonders wirksam. --> z.B. Knotenmachen lernen
 
- Assoziative Phase: Einzelne Bewegungskomponenten werden mit Erfolg und Misserfolg assoziiert und entsprechend beibehalten oder modifiziert. Besonders wichtig ist hier Feedback. --> einzelne Teilbewegungen gehen leicht, andere schwer; wichtig, dass einem jemand über die Schuler schaut
 
- Automatische Phase: Keine bewusste Kontrolle mehr erforderlich. Keine verbale Repräsentation der Bewegung. --> Knotenmachen funktioniert, ohne, dass man Denken muss

T = a/P^b

--> beschreibt Zusammenhang zwischen Ausführungszeit und Anzahl der Übungsdurchgänge 

--> je öfter ich etwas mache, desto schneller werde ich (exponentielles Wachstum, anfangs ist der Zuwachs schnell, aber mit der Zeit immer weniger/langsam auch wenn Zuwachs immer noch da

T = Ausführungszeit

P = Anzahl der Übungsdurchgänge 

a, b: empirisch bestimmbare Konstante, abhängig von der betrachteten Aufgabe

- Handlung und Wahrnehmung sind getrennt/unabhängig voneinander (2 Prozesse) 

- irgendetwas muss zwischen Handlung und Wahrnehmung liegen --> kognitive Prozesse (=kapazitätslimitiert), die zwischen Verhalten und Wahrnehmung vermitteln 

- es gibt mehrere unabhängige, aufeinanderfolgende Stufen; eine muss abgeschlossen sein, bevor andere beginnt 

- Aufgabenwechsel: Zwei (oder mehr) Aufgaben im Wechsel, ohne zeitliche Überlappung

- Doppelaufgabe/Mehrfachaufgabe: Zwei (oder mehr) Aufgaben zur gleichen Zeit

- Überlegung: Wenn irgendwo in der Informationsverarbeitung eine kapazitätslimitierte Stelle existiert, dann sollten immer Leistungseinbußen in Doppelaufgabensituationen sichtbar sein, ganz unabhängig davon wie sehr man sich anstrengt oder wie viel man übt.

- Spelke, Hirst, & Neisser, 1976: Biologiestudenten müssen über siebzehn Wochen, fünfmal die Woche eine Stunde lang Kurzgeschichten lesen, während sie ein Diktat schrieben 

--> Doppelaufgabeninterferenz wird bei genauem Hinsehen auch nach langer Übung nicht eliminiert (Broadbent, 1982; Cowan, 1997).

--> Andere Faktoren modulieren Höhe der Doppelaufgabeninterferenz (z.B. Aufgabenähnlichkeit [„geteilte Ressourcen“], Aufgabenschwierigkeit, ideomotorische Kompatibilität, InputOutput-Modalität,…), ganz eliminiert werden sie allerdings nie / fast nie.

- Fragestellung: hat der gefundene kapazitätslimitierte Prozess wirklich etwas mit "Reaktionsauswahl" zu tun? 

- PRP (= psychological refractory period): Zwei Aufgaben in kurzem zeitlichem Abstand, aber trotzdem überlappend

- Refraktärzeit: Periode der verminderten Erregbarkeit nach Stimulation

- Grundprinzip:

1) Es gibt zwei Aufgaben, die jeweils eigene Stimuli verwenden (S1 und S2), auf die jeweils eine bestimmte Reaktion abgegeben wird (R1 und R2).

2) Der zeitliche Abstand des Erscheinens beider Stimuli  wird experimentell manipuliert: SOA („Stimulus Onset Asynchrony“,  z.B. 50 vs. 1000 ms).

- PRP-Effekt: bei kurzen SOA steigt die RT2; bei langen ist sie wieder genauso wie RT1 --> zurückzuführen auf cognitive Slack

- Erklärungen: durch (Aufmerksamkeits-) Ressourcen und Flaschenhals bzw. Einkanaltheorien --> Flaschenhals sitzt in der zentralen Stufe der Reaktionsauswahl; d.h. zentrale Stufen zweier Aufgaben können nicht parallel ablaufen (kapazitätslimitiert)

- Locus-of-Slack-Logik: Entscheidung zwischen "prä-zentral" oder "später" 

--> der interessierende Effekt wird in Aufgabe 2 implementiert --> unteradditive Interaktion zwischen SOA und interessierendem Faktor oder additive Effekte? 

- Effect-Propagation-Logik: Entscheidung zwischen "postzentral" oder "früher" 

--> der interessierende Effekt wird in Aufgabe 1 implementiert --> Auswirkungen auf RT2 bei kurzer SOA (keine Auswirkung: postzentral; Auswirkung: früher)

- können empirisch geprüft werden 

1. Verlängerung der prä-zentralen oder zentralen Phase in Aufgabe 1 (A1 oder B1) verlängert RT1 und RT2 in gleichem  Ausmaß (zumindest bei kurzer SOA).
 
2. Verlängerung der post-zentralen Phase in Aufgabe 1 (C1) verlängert nur RT1.
 
3. Verlängerung der prä-zentralen Phase in Aufgabe 2 (A2) verlängert RT2 nur bei ausreichend langen SOAs (= unteradditive Interaktion).
 
4. Verlängerung der zentralen oder post-zentralen Phase in Aufgabe 2 verlängert RT2 um den gleichen Betrag bei allen SOAs (= additive Effekte)