Kurs 03412: I. Wahrnehmung II Konzepte und Methoden der Wahrnehmungspsychologie

Was ist die Diagonale bei ROC-Kurven?

• Zufallslinie, bei der die Proportionen für Treffer und falschen Alarm gleich sind
• Empirisch entstehen Punkte auf oder in der Nähe dieser Linie, wenn die Beobachtende lediglich raten kann, ob N oder SN gegeben war -> ist dann der Fall, wenn entweder die beobachtende Person kaum sensorische Leistungsfähigkeit besitzt oder N und SN sich nicht voneinander unterscheiden
• Sind die Streuungen der beiden durch f (x|N) und f (x|SN) repräsentierten Verteilungen gleich, so ist die ROC-Kurve symmetrisch zur negativen Diagonalen.

Isosensitivity curves

• Da ROC-Kurven verschiedene Kriterien bei gleichen sensorischen Bedingungen wiedergeben, werden sie auch als Kurven gleicher Sensitivität (isosensitivity curves) bezeichnet
• Änderung der Sensitivität bedeutet Verschiebung der ROC-Kurve: Je geringer die Diskriminationsfähigkeit ist, desto mehr nähert sich die Kurve der Zufallslinie. Je größer die sensorische Leistungsfähigkeit ist, desto günstigere Verhältnisse von Treffern zu falschem Alarm kommen vor, wodurch sich die Kurve der linken oberen Ecke nähert.

Zweck der Erstellung von ROC-Kurven

• die Überprüfung des Zutreffens des angenommenen psychophysischen Modells -> erreicht man durch Vergleich empirisch ermittelter mit theoretisch zu erwartenden ROC-Kurven
• Wird z. B. Normalität der Verteilungsfunktionen f (x|SN) und f (x|N) und Gleich- heit der Varianzen angenommen, so ergibt sich daraus eine ganz bestimmte zu erwartende ROC-Kurvenform
• Umwandlung der Proportions- und Wahrscheinlichkeitswerte für Treffer und falschen Alarm in z-Werte → Erhalt einer linearen Beziehung
• Es gilt die Konvention: p-Werte kleiner als .5 gehören zu negativen z-Werte, p-Werte größer als .5 gehören zu positiven z-Werten
• → Anstieg der Werte von links nach rechts mit steigender Wahrscheinlichkeit für Treffer und 
falscher Alarm
• Verschiebung beider Skalen durch einen Absolutbetrag (= Betrag der Differenz der Mittelwerte), haben verschiedene Einheiten
• → Standardabweichung der durch f(x/N) symbolisierten Verteilung ist etwa eineinhalb mal so groß wie die von f(x/SN)
• Dadurch Überführung der beiden Skalen mittels eines Proportionalitätsfaktors und einer Absolutkonstanten, durch lineare Transformation 

Schwellen sind Indikatoren für Entdeckungs- und Diskriminationsleistungen – Erläuterung am Grenzverfahren

• Beim Grenzverfahren: Bestimmung der Absolutschwelle: Darbietung der Vp von Reizen in verschiedenen Größen (alle im Bereich der Schwelle) in zufälliger Reihenfolge
• Absolutschwelle kann mit Hilfe des Graphs dieser Funktion als diejenige Reizgröße bestimmt werden, welcher 50% der ja-Urteile entspricht
• Man weiß jedoch nicht, ob die Vp mit ja geantwortet hat, obwohl sie nicht wahrgenommen hat
• → Kontrolle durch Präsentation von zufälligen „blanks“, Beobachtungsintervallen ohne Reiz
• Bestimmung der Schwelle mit demselben Reiz mit Hilfe anderer Darbietungsbedingungen:
• Vp bekommt gesagt, dass in 70% der Beobachtungsintervalle kein Reiz gegeben wird 

• Vp bekommt gesagt, dass in 30% der Beobachtungsintervalle kein Reizgegeben wird
• Neigung zu ja-Antworten umso größer, je größer die apriori-Wahrscheinlichkeit des 
Reizauftretens ist 

Was erlaubt das SDT-Modell, die Methode der klassischen Schwellenbestimmung jedoch nicht?

• die Reaktionsneigung von der Sensitivität zu trennen

Was sind Schwellen statistisch gesprochen?

• ein Konfidenzintervall, in dem der wahre Schwellenwert mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit liegt

Modell zur Erklärung des Zustandekommens psychometrischer Funktion

• beinhaltet eine Annahme, die im Rahmen der klassischen Psychophysik nie überprüft worden ist: zu einem bestimmten Zeitpunkt wird unterhalb einer bestimmten Reizgröße absolut 
keine Empfindung ausgelöst, und somit auch keine Wahrnehmung, und dass bei Reizgrößen oberhalb des Schwellenwerts, der Reiz eindeutig wahrgenommen wird
• -> es würde sich also um eine Alles-oder-Nichts-Regularität handeln
• -> Diese Annahme kann man im Rahmen der SDT prüfen

Psychologische Schwelle ≠ physiologische Schwelle

• Bei einer physiologischen Schwellenkonzeption handelt es sich um eine Aktivierungsschwelle wie beispielsweise beim Aktionspotential einer Nervenzelle -> Alles-oder-Nichts-Prinzip
• -> ähnliche Annahme steht hinter der klassischen Sinnesschwelle -> Reiz wird wahrgenommen oder nicht -> erscheint aufgrund der Einfachheit plausibel, wiederspricht aber der Erfahrung in Experimenten
• -> Schon die Alltagserfahrung zeigt, dass man sich oft nicht sicher ist, ob man etwas wahrgenommen hat

SDT und die Annahme eines sensorischen Kontinuums

• sie macht die Annahme eines sensorischen Kontinuums, der zufolge es keine diskreten Übergänge zwischen Raten und überzufällig richtigen Entscheidungen gibt
• Das spricht dafür, sich für die SDT zu entscheiden, da eben bei der Bestimmung der sensorischen Schwelle auch nichtsensorische Anteile zu berücksichtigen sind.
• Diese nichtsensorischen Anteile werden auch von der klassischen Psychophysik erkannt und berücksichtigt, aber unter dem Konzept des Urteilsfehlers
• Voraussetzung dieses Konzeptes: bei Minimierung der Urteilsfehler könnte man die „wahre“ Schwelle feststellen
• Dieses Vorgehen spricht nicht gegen SDT, denn durch die Kontrolle der Urteilsfehler wird ein 
bestimmtes Entscheidungskriterium fixiert und die Kosten und Gewinne des Urteilens weitegehend neutralisiert 

Konzept der unterschwelligen Wahrnehmung

• Teil der Kernprobleme der empirisch-experimentellen Aufmerksamkeits- und Bewusstseinsforschung
• Da dem perzeptiven Prozess der sensorische vorausgeht, kann diese auch auf das Verhalten einwirken
• Daher die Annahme, dass sensorische Prozesse nicht immer zu einer Wahrnehmung führen, aber dennoch zu beobachtbaren Verhaltensänderungen führen können deren Anlass den betreffenden Personen nicht bewusst ist, d. h. sie können den Anlass nicht benennen oder benennen eine falschen, was eine Täuschung oder ein Irrtum wäre.

Geschichte des Konzepts der unterschwelligen Wahrnehmung

• bis zum Leibniz-Begriff „petit perceptions“: unbewusste Eindrücke, deren Effekte sich jedoch an Veränderungen des Erlebens nachweisen ließen
• Ca. 1900 Beginn der systematischen Erforschung der „unbewussten Wahrnehmung“
• Konzept erhielt in der 50ern eine Popularität im Zusammenhang mit aggressiven Werbestrategien
• → unterschwellige Darbietung eines kuren Textes in einem Film mit der Aufforderung, eine 
bestimmte schwarze Koffeinbrause zu trinken, führte zur Erhöhung des Konsums dieses 
Getränkes
• → konnte nie belegt werden 

Velden, 1982: Ausdruck „unterschwellige Wahrnehmung“

• Ausdruck „unterschwellige Wahrnehmung“ ist ein Widerspruch in sich
• Die Schwelle ist ein statistischer Wert
• per Konvention: derjenige Wert eines Reizes ist die Absolutschwelle, der in 50% der Fälle nicht wahrgenommen wird und in 50% wahrgenommen wird
• Zusammenhang mit der SDT: Annahme einer Schwellenexistenz ist nicht zwingend erforderlich
•  → wenn es keine Schwelle gibt, gibt es auch keine unterschwellige Wahrnehmung
• Das ist unbefriedigend, denn die Annahme, unbewusste wahrgenommene sensorische 
Prozesse würden sich auf das Verhalten auswirken, ist nachvollziehbar
• -> denn statistische Charakteristik spricht gegen ein Alles-oder-Nichts-Prinzip der Reiz- und Erregungsverarbeitung

Beibehaltung des Ausdrucks „unterschwellige Wahrnehmung“

• Beibehaltung, weil seine Definition als 
Beeinflussung des Verhaltens durch nicht bewusst wahrgenommene Reize mit dem notorisch unklaren und mehrdeutigen Begriff des Bewusstseins zu tun hat
• Dennoch ist der Ausdruck „unterschwellige Wahrnehmung“ widersprüchlich, da er nicht bewusste Wahrnehmung suggeriert. Aber bewusste Wahrnehmung ist ein Pleonasmus, denn eine Wahrnehmung, die nicht bewusst ist, ist keine
• Daher besser: „unterschwellige Reizaufnahme“ = „Nichtbewusstheit der Reizaufnahme und der Reizwirkung“ = 
sensorischer Prozess 

Beispiel zur unterschwelligen Reizverarbeitung 
- Untersuchung von Zwosta und Zenhausen, 1969

• Untersuchung des Einflusses von weißem Rauschen auf die visuelle 
Entdeckungsleistung
• Darbietung der Vp über Kopfhöher weißes Rauschen in 7 verschiedenen 
Intensitätsstufen
• 3 Stufen im Abstand von 5dB über und unter der statistisch ermittelten absoluten Wahrnehmungsschwelle und einmal kein weißes Rauschen

• Vp sollten einen schwachen Lichtfleck in einem beleuchteten Feldwahrnehmen = ja-nein-Versuch
• Leicht verminderte Entdeckungsleistung bei weißem Rauschen

• Bei 15dB über der Schwelle, sowie 10dB und 15dB unter der Schwelle signifikante Erhöhung

• 10dB und 15dB unterhalb der Schwelle können nicht bewusst wahrgenommen werden
• Möglichkeit der Repräsentation der Reize nicht im Bewusstsein, dennoch haben sie eine aktivierende Wirkung, die die Reizaufnahme in anderen Sinnesmodalitäten erleichtert 

Beispiel zur unterschwelligen Reizverarbeitung  - Hardy und Legge, 1968


• Experimente der Wahrnehmungsabwehr/perceptualdefense

• Große Zahl von Untersuchungen über den Einfluss von sog. Dynamischen oder motivationalen Variablen auf das Wahrnehmungsgeschehen
• Hypothese, McGinnie: bestimmte Reize, z.B. Tabu-Begriffe, können auch bei der Darbietung unterhalb der bewussten Wahrnehmung Angst auslösen
• Diese Angst setzt einen Wahrnehmungsabwehrmechanismus in Gang

• → ist darauf gerichtet, die Wahrnehmung des Reizes nicht ins Bewusstsein treten zu lassen

• Die einzelnen inhaltlichen Annahmen sind empirisch nicht überprüfbar, aber die Annahme, dass nicht bewusst wahrgenommene Reize die Reizaufnahme beeinflussen können

• Vp erhielten einmal tabuierte und motivational negativ getönte und einmal neutrale Worte unterschwellig visuell
• Projizierung der Wörter auf einen Schirm, auf dem gleichzeitig ein Rechteck das Beobachtungsintervall für die akustischen Reize anzeigte

• Die Helligkeit der Wörter war so gering, dass keine der Vp sie überhaupt bemerkte
• Vp mussten mithilfe von 4 Konfidenzkategorien angeben, ob während des Intervalls zusätzlich zu einem kontinuierlichen Rauschen noch ein Ton gegeben worden war
• Vp schnitten bei Darbietung der kritischen Wörter signifikant schlechter ab -> scheint also möglich, dass nicht bewusst wahrgenommene Reize die Wahrnehmungsfähigkeit sowohl erhöhen als auch verringern können

Einfache Vergleichsanforderung

• urteilen ob zwei Reize gleich oder verschieden sind
• Vergleichsanforderung kann nur erfüllt werden, wenn die beiden Reize unterschieden, diskriminiert werden können

Diskrimination

• Fähigkeit, Unterschiede zwischen zwei Reizen zu bemerken

Diskriminationsleistung

• liefern wichtige Informationen über die Leistungsfähigkeit der Sinnessysteme und die Fähigkeit, Unterscheidungen zu treffen

Reizpräsentation

• simultan
• nacheinander in zwei Beobachuntsintervallen – sukzessiv
• Paarvergleich erfordert mindestens zwei Urteilsobjekte
• Sollen n Urteilsobjekte verglichen werden macht dies n*n-1/2 Paarvergleiche nötig

Urteilskriterien

• nach Gleichheit bzw. Verschiedenheit
• nach der Art der Verschiedenheit (z.B. „größer“, „mehr“) – Dominanz – und Ähnlichkeitspaarvergleich

Urteil der Gleichheitsprüfung

• „X ist gleich Y“ oder deren Verneinung „X ist verschieden von Y“
• strenggenommen kommt es nicht darauf an zu erkennen, worin Gleichheit/Verschiedenheit besteht – es muss lediglich irgendetwas entdeckt werden was die Reize unterscheidet
• häufig interessiert jedoch wie lange man braucht um dieses Urteil zu fällen

Beurteilung der Unterschiede in der Abstufung einer physikalischen Dimension

• z.B. Vp soll Größe von zweidimensionalen gezeichneten geometrischen Figuren beurteilen
• oder welche von beiden größer ist

Entdeckungsleistungen

• Bsp. Beobachtung eines visuellen Feldes, das z.B. grau ist, oder 
Hören eines Rauschens
• → gelegentlich tritt ein Lichtpunkt auf das visuelle Feld oder man hört einen Ton während der Rauschens
• → Üblicherweise Unterteilung z.B. des Feldes in Beobachtungsintervalle von 2 Sekunden → dann die Frage „Ton?“
• → „Ja-Nein-Experiment“
• = Einfache Signalentdeckung 

Reizidentifikation/entdeckung

• Reiz soll nicht nur gleich/ungleich geurteilt, sondern hinsichtlich bestimmter Merkmale positiv benannt werden, z.B. „rund“ oder „quadratisch“
• Es reicht nicht aus irgendeinen wahrnehmbaren Unterschied für das Urteil heranzuziehen, sondern der Reiz muss als Exemplar (token) einer Merkmals- oder Objektklasse (type) bestimmt werden – z.B. „rund“ auf der Dimension der Form

Unterscheidung zwischen Erkennen und Entdecken

• Erkennen: verlangt, dass bestimmte Merkmale eines Reizes beachtet werden
• Entdecken: besteht nur darin irgendeine Veränderung, was für eine auch immer, zu bemerken

Kombination von Aufgaben des Entdecken und Erkennens

• Bsp. Suchaufgaben
• Bsp.: Präsentation einer tabellenförmig angeordneten Liste von Buchstaben und es soll nur ein 
bestimmter Buchstabe angekreuzt werden – es soll nicht irgendeine Veränderung oder irgendein Unterschied erkannt werden, sondern eine ganz bestimmte Veränderung oder ein ganz bestimmter Unterschied

Was erfasst man über die Untersuchungsverfahren zu entdecken/erkennen/diskriminieren?

• einen komplexen Prozess der von der Erregungsveränderung an der sensorischen Oberfläche, dem proximalen Reize, bis zu einer Bewegung reicht, die wir als Interpretation des distalen Reizes (außerhalb der sensumotorischen Oberfläche) verstehen, der Reaktion

Registration von Körperveränderungen beim Versuch

• z. B. die Augenbewegungen, aber auch das Ausdrucksverhalten wie Mimik und Gestik (überraschtes Gesicht, Ausdruck der Anstrengung, Verlegenheitsgesten usw.)
• psycho- und neurophysiologische oder elektrophysiologische Indikatoren (EEG, EMG, EOG, fMRT, Pupillendilatation, Speichelcortisol usw.)
• Lesewahrnehmungsforschung: mit speziellen Geräten werden die Augenbewegungen (Sakkaden) registriert (mit sog. Eyetrackern).

Wahrnehmungsurteil Typ 1

• Typ der Entdeckung
• Damit verbundene Aufgaben: Entdeckungsaufgaben
• Geht vom Erleben aus, dass man nichts bemerkt, nichts wahrnimmt
• Bsp. Kopfhörer auf, weißes Rauchen – plötzlich hört man Ton