EmoKog2 - Methoden
Theorie Hypothese Operationalisierung Statistische Hypothese Laborexperiment Hirnaktivität Selbstbeobachtung Symbolverarbeitungsansatz Konnektionismus Referenzproblem Robotik Computersimulation Goldstandard
Theorie Hypothese Operationalisierung Statistische Hypothese Laborexperiment Hirnaktivität Selbstbeobachtung Symbolverarbeitungsansatz Konnektionismus Referenzproblem Robotik Computersimulation Goldstandard
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Lernkarten
Psychologie als Populärwissenschaft
- Bsp.: „Spirituelle Intelligenz“ (Buzan); ca. 18 Web-of-Science-Einträge, die insgesamt ca. 20-30mal zitiert werden.
!!! Umstrittene Konzepte, da nicht durch empirische Evidenz untermauert!
Psychologie als Naturwissenschaft
Gegenstand: natürliche Phänomene, daher BEOBACHTBAR!
Theoretische Bestimmung (geteilter) Kriterien zum Nachweis ihrer Existenz ist möglich
Ablauf der Methoden
* Theorie
* Hypothese
* Operationalisierung
* Messung/Beobachtung/Berechnung (Statistische) Auswertung
** Ggf. Modifikation der Theorie
Die Naturwissenschaftliche Theorie
- vereinfachtes Bild oder Modell der Realität
- enthält Axiome, als gültig anerkannte Annahmen
- und enthält unbestätigte Annahmen
- sollte widerspruchsfrei sein
- unbestätigte Annahmen müssen (empirisch) falsifizierbar sein (ist nicht Definition)
BSP: Ziehen Farbkontraste die Aufmerksamkeit an?
Hypothese
- eine bislang nicht (vollständig) bestätigte Annahme einer Theorie
- erlaubt eine Vorhersage: wenn - dann
- entspricht einer falsifizierbaren Annahme
. UNABHÄNGIGE Variable (UV) = Wenn Phase
. ABHÄNGIGE Variable (AV) = Dann Phase
Bsp: Wenn Farbkonstraste die Aufmerksamkeit anziehen, dann sieht man sie an.
Statistische Hypothese
- Annahme über Wahrscheinlichkeitsverteilung
- Nullhypothese (H0) Zufallsverteilung der Daten
Bsp. Wenn Farbkontraste nicht die Aufmerksamkeit anziehen, solle man sie genauso häufig ansehen wie nicht ansehen.
Statistische Hypothese 2
- Annahme über Verteilung der Daten (ihre Varianz)
- Alternativhypothese (H1) ~ systematische Verteilungsunterschiede der Varianz der AV zwischen den Bedingungen (Stufen) der UV
Bsp.: Wenn Farbkontraste die Aufmerksamkeit anziehen, sollte man sie häufiger anschauen, als Regionen ohne Farbkontraste.
→ gerichtete Hypothese
- Test: Welche Varianz ist größer? Die aufgrund der UV? Oder die zufällige?
Operationalisierung
= messbar machen
Bsp.: Mit Video aufnehmen, wohin Menschen in Bildern schauen.
→ Zählen der Dauer von Blicken auf (a) Farbkontraste und (b) Orte ohne Farbkontraste
→ Vergleich der Dauer von Blicken auf (a) Farbkontraste und (b) Orte ohne Farbkontraste
Methoden der Operationalisierung
Laborexperiment
Psychobiologische Methoden
Selbstberichte
Einzelfallstudien
Feldbeobachtungen
Computersimulationen und Künstliche Intelligenz
4 Merkmale der Laborexperimente - nach Wundt
1 Willkürliche Wahl des Zeitpunktes
2 Optimale Einstellung der Aufmerksamkeit des Beobachters
3 Wiederholung zur Sicherung der Ergebnisse
4 Systematische Variation der Randbedingungen; Ein- und Ausschalten der für die Erscheinung kritischen Randbedingungen
Nenne Vor/Nachteile des Laborexperimentes!
+ hohe Kontrolle
+ gute Replizierbarkeit
+ Generalisierbarkeit über Individuen
+ eindeutige Wirkrichtung von UV auf AV
+ erlaubt Prüfung von Kausalhypothesen
- ökologische Validität
(- eingeschränkter Anwendungsbereich)
Laborexperiment - Beispiel: Selektive Angstkonditionierung
Frage: Gibt es eine Prädisposition für Angstkonditionierung auf Schlangen?
→ Affen sahen Videos mit Schlangen (SN) oder Blumen (FL); im Gegenschnitt sahen sie Artgenossen, die sich fürchteten (SN+ oder FL+) oder nicht (SN- oder FL-)
Aufgabe der Affen: Videos sehen
Danach Essen fassen entweder über einen Container mit
(1) Plastikschlange oder (2) Plastikblume
Unabhängige Variablen:
Gruppe: SN+/FL- oder SN-/FL+
Abhängige Variablen: Angstverhalten, Dauer bis zum Essenfassen, Dauer in der Versuchskammer
Vor/Nachteile der Psychobiologischen Methoden
+ Ausmaß der Kontrolle variiert stark
+ gute Replizierbarkeit
+ nicht immer generalisierbar
+ eindeutige Wirkrichtung von UV auf AV?
- erlaubt nicht immer Prüfung von Kausalhypothesen
- geringe ökologische Validität
(- eingeschränkter Anwendungsbereich)
Was ist die INTRAKRANIELLE Stimulation?
Ein Verfahren zur Prüfung von Kausalhypothesen bezüglich der Wirkung von Hirnaktivität auf Verhalten oder Erleben sind kursiv hervorgehoben.
Elektronenzephalogramm (EEG)
- 1924 von Hans Berger entdeckt
- nicht-invasives Verfahren
- misst vornehmlich EPSPs und IPSPs
Ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs)
engl. ERPs (Event-Related Potentials)
- von Sinneseindrücken, kognitiven Prozessen oder Reaktionen ausgelöste EEG-Aktivität
Hirnaktivität EKPs
- Aufzeichnung der Aktivität, zeitlich synchronisiert mit reizseitigem oder antwortseitigem Ereignis
- Amplitude in müVolt
- Zeit in ms
Beispiel Hirnaktivität: EKPs auf fröhliche und ängstliche Gesichter von 7 Monate alten Babys
- Mittelung über Durchgänge
→ systematische Effekte des Ereignisses (Signal) wachsen, unsystematisches (Rauschen) schrumpft
→ Komponentenstruktur
Hirnaktivität Bsp: Gibt es einen freien Willen? LIBET
! gilt als neurowissen- schaftlicher Nachweis, dass der Wille nicht frei ist
Aufgabe der Probanden: spontane Fingerbewegung
2 AV
EKP: Bereitschaftspotential (BP)
Subjektiver Bericht (Wundt‘sche Uhr) über Zeitpunkt des willentlichen Entschlusses
Ergebnis
BP beginnt vor der subjektiven Willensentscheidung!
Schlussfolgerung: Kein freier Wille?
- gilt nur wenn BP freien Willen erschöpfend misst
- wird von Libet selbst bestritten:
Veto (Abbruch der Handlung vor Ausführung) nach BP-Beginn möglich
- Allgemein: Willensakte der Unterlassung → zeigen sich nie im BP
Hirnaktivität: Beziehung zum Psychischen
Wichtig:
- kausale Wirkung von Hirnprozessen auf psychisches Geschehen wird nicht bestritten
Beispiel: intrakranielle Stimulation, Läsionen (Hirnschädigungen) → verändern psychisches Geschehen!
- daher eindeutige Wirkrichtung: Hirn → Erleben!
- nur: die jüngere Neurowissenschaft hat wenig zu diesen lange bekannten Tatsachen beigetragen
Hirnaktivität: "gute" räumliche Auflösung
- Läsionen
- PET
- SPECT
- Computertomographie
- fMRT, event-related
- MRT
Erkläre die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)!
- Induktion von Magnetfeldern
- Hämoglobin (roter Blutfarbstoff)
- mit Sauerstoff angereichert ist diamagnetisch
- ohne Sauerstoff ist paramagnetisch
- BOLD-Antwort (Blood Oxygen Level Dependent) - Messung der Magnetisierbarkeit von Gewebe
- BOLD-Antwort stärker wo Sauerstoff verbraucht wird (als wo er nicht verbraucht wird)
- paradox, da Sauerstoff die Magnetisierbarkeit mindert
- mögliche Erklärung: überschießende Nachschubversorgung mit sauerstoffhaltigem Blut
- Berechnung von BOLD-Differenzen (z.B. Aufgabe vs. Pause)
- Verfahren löst räumlich gut auf; Voxel (Würfel) mit ca. 4 mm Kantenlänge
- Verfahren löst zeitlich schlecht auf; eine Messung pro ca. 2,5 – 3 Sekunden
Wichtig: fMRT misst die Sauerstoffversorgung, nicht die neuronale Aktivität
Aber: neuronale Aktivität ist für Verarbeitung von Information im Gehirn verantwortlich
→ BOLD-Antwort ist daher indirektes Maß der Verarbeitung
Was sie genau widerspiegelt wird erforscht!
Psychobiologische Methoden: Eingeschränkte Generalisierbarkeit
- von Tierversuchen auf den Menschen; Bsp.: Bestimmung homologer (mit dem Menschen vergleichbarer) Areale niederer Tiere
- von neuropsychologisch Erkrankten Menschen auf gesunde Menschen; Bsp.: Substitution von Funktionen
(Gilt leider gerade für die Verfahren zur Prüfung von Kausalhypothesen, die die Wirkung von Hirnaktivität auf Verhalten oder Erleben betreffen.)
Peripherphysiologische Aktivität
- EKG
- Herzrate, Puls, Atemfrequenz
- Elektrodermatographie
Selbstberichte beinhalten folgende Methoden:
Fragebögen
Interviews
Tagebücher
Verbale Protokolle
Selbsteinschätzungen
Vor/Nachteile von Selbstberichten
+ hohe Augenscheinvalidität
+ hohe ökologische Validität
+ Zugang zum Subjektiven (privates Erleben, Bewusstsein)
- willentliche Verfälschbarkeit - Vergessen
- setzen Bewusstsein voraus
- können den Gegenstand der Beobachtung ändern
Objektive Daten
*Leistungsdaten; gute Leistung lässt sich nicht willentlich vortäuschen
*physiologische Daten; geringes subjektives Wissen über die willentliche Beeinflussbarkeit der physiologischen Daten
Computersimulationen, künstliche Intelligenz
- Computermetapher: psychische Prozesse als Informationsverarbeitung
- formale oder mathematische Beschreibung von geistigen Prozessen
- Rechenbarkeit als Plausibilitätskriterium für psychologische Theorien
Symbolverarbeitungsansatz
- psychische Prozesse entsprechen Erzeugung und Veränderung symbolischer Repräsentationen
- häufig mit der Annahme propositionaler Wissensrepräsentation verbunden
- hierarchische Verarbeitung - sequentielle Verarbeitung
Beispiel Symbolverarbeitung: General Problem Solver (Newell & Simon, 1972)
- Computerprogramm zur Lösung logischer Probleme
- schrittweise Reduktion der Unterschiede zwischen Ist-Zustand (Problem) und Soll-Zustand (Ziel)
- durch Anwendung erlaubter Operatoren
- zur Lösung von Aufgaben wie „Turm von Hanoi“ - „Turm von Hanoi“:
(1) schichte die Scheiben vom linken Stab (Ist- Zustand) auf den rechten
(2) lege immer nur kleinere auf größere Scheibe, nie größere auf kleine
Bsp: Menschenähnlichkeit?
Methode:
Vergleich der Computerlösungsschritte mit verbalen Kommentaren von Menschen bei der Lösung derselben Probleme
→ Ergebnis: gute Übereinstimmung
Menschenähnlichkeit - KRITIK
- physiologisch (im Gehirn erfolgt) Verarbeitung nicht digital (nicht durch Kodierung in „An“- und „Aus“- Zuständen)
- Theorie hat eingeschränkten Geltungsbereich: z.B. menschlicher Sprachgebrauch (Performanz) ist nicht zu erklären
→ Hypothese, dass Menschen Information wie Computer verarbeiten, ist daher nicht bestätigt
→ dass Menschen Information wie Computer verarbeiten ist häufig nur ein Axiom
Konnektionismus
- biologisch plausibel; vom Aufbau des Gehirns inspiriert
- parallele Verarbeitung
- rekursive Verarbeitung
- verteilte Repräsentation
Konnektionismus: Beispiel
Modell zur Steuerung der visuellen Aufmerksamkeit/des Blicks bei visuellem Input
- Annahme: Salienz (Deutlichkeit) von Merkmalen zieht Blick an
- Salienz: Stärke lokaler Merkmalsdifferenzen in Farbe, Intensität und Orientierung (Verarbeitung parallel)
→ Repräsentation in Salienzkarten für jedes Merkmal → Kombination der drei Karten
→ Position maximaler Aktivierung in der gemeinsamen Karte („Winner“) wird betrachtet/beachtet
→ anschließend „gehemmt“ (damit Blick nicht dorthin zurückkehrt)
Formale Beschreibung/Algorithmen IST NICHT GLEICH Bedeutung/Inhalt
Formeln und Algorithmen beschreiben Lösungen, unabhängig vom Gegenstand.
Spezifische Bedeutung des Modells wird durch unsere Interpretation willkürlich hinzugefügt.
Robotik
- biologisch plausibel; vom Aufbau des Körpers inspiriert
- Arbeitsteilung zwischen Körperperipherie und Gehirn/Geist
- löst das Referenzproblem, ist fundiert (engl. „grounded“)
Computersimulation, künstliche Intelligenz
Vor/Nachteile
+ strenge Annahmen
+ quantitative Vorhersagen
+ Signalermittlung in biologischen Systemen
- Mächtigkeit der Modelle; Zahl der Freiheitsgrade
- Abstraktionsniveau vs. Aussagekraft
- Erklärungen vs. Beschreibungen
Methoden - Fazit
Alle Methoden haben Vor- und Nachteile.
>>Daher Gold-Standard:
Konvergenz der Ergebnisse unter Verwendung verschiedener Methoden!
