Methodenlehre

• Test
• Verhaltensbeobachtung
• Physiologische und neurowissenschaftliche Verfahren
• Verhaltensspurenanalyse (zeichnungen, Briefe, etc.)
• Befragung (problematisch, da Befragungen und somit die Introspektion fehleranfällig sind)

"sichere" Erkenntnisse

"realitätsnahe" Erkenntnisse

Ideal für Forschungsprogramme

Messung von Verhalten und Leistung

• Umfasst im Prinzip alle Aktionen eines Individuums
• Fokus: meist eher allgemeinpsychologisch
• Verhaltensmessungen in den meisten psychologischen Experimenten (streng genommen in JEDER)
• Verhalten als Indikator psychologischer Prozesse
• Verhalten kann auf einem Kontinuum zwischen verdeckt und offen erhoben werden

• Input, Throughput und Output

• Manuelle Reaktionen und Fehler
• Handbewegeungen und sonstige motorische Muster
• Blickbewegungen
• Sprachbezogene verhaltensmaße
• Gestik, Mimik, Fußbewegungen

• Reaktionszeit und/oder Fehler (häufigste AV in quantitativ psychologischen Untersuchungen)
• Räumliche Parameter (zB. Bewegungsamplituden der Hand)
• Verhaltensklassen (zB. Wippen mit dem Fuß)
• Indirektes Erschließen von Verhalten (zB. Bodenabrieb)

• An objektiven Kriterien beurteilbar
• Ideal: normierte Tests zur Individualbeurteilung
• Zweck: meist differentialpsychologisch oder diagnostisch

Leistung als Teilmenge von Verhalten!

Phänomenen

Am Anfang der Forschung: Analysieren, Einteilen und Ordnen

BEISPIELE

• Wenn Menschen durch Licht ein Auge zukneifen, blendet es "für das andere Auge" nicht mehr - Frage: Ist es dem Gehirn zu hell?
• Wir sehen manchmal Dinge, die gar nicht da sind - Fragen zu Ambiguität und Wahrnehmungstäuschungen
• Warum verläuft die Vergessenskurve von Ebbinghaus, so wie sie verläuft - Fragen zum Gedächtnis
• Außerdem Fragen zu perzeptueller Organisation, Aufmerksamkeit, Objekterkennung, etc.

Argument dagegen: viele Highlights der Wissenschaft bestehen oft nur aus Phänomenberichten

Argument dafür: völlig theoriefreie Forschung ist auch oft trivial

-> Theorien als "Deckmäntelchen" um simple Phänomene "theoretisch anzureichern" und leichter publizieren zu können

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• Ziel: Erforschung der Schnittstelle zwischen Physischem (Eigenschaften) und Psychischem (Wahrnehmung)

Äußere vs. innere Psychophysik

• Äußere: beschreibt den Zusammenhang zwischen den den distalen Reizen und der Wahrnehmung,, die der Mensch durch diesen Reiz erfährt
• Innere: beschreibt den Zusammenhang zwischen dem proximalen Reiz (innerhalb des Sinnesorganes) und der Wahrnehmung

Fragestellung der Psychophysik: Welche Eigenschaften müssen zur Wahrnehmung gegeben sein?

• Bestimmung der Absolutschwelle (Punkt, an dem ein Reiz mit 50% Wahrscheinlichkeit wahrgenommen wurde)
• Bestimmung von Unterschiedsschwellen

Häufigkeits-Vierfeldertafeln zur Analyse von verschiedenen Verhaltensmustern

• Jemand, der alle Signale entdeckt, muss kein guter Signalentdecker sein!

Zwei mentale prozesse (mittels SDT messbar)

• Diskriminationsfähigkeit (Sensitivität): z-Wert der Treffer minus den z-Wert der falschen Alarme
• Reaktionstendenz (response bias): -0.5 * (z-Wert der Treffer + z-Wert der falschen Alarme)

• Mensch wird hier "unter die Lupe" genommen
• Primäres Forschungsziel: Beschreibungen und Systematisierungen (weniger Theoriebildung)

Besonders erforscht: das visuelle System (und auch das Ohr)

Kognitive Informationsverarbeitung:

Input (Hören, Gleichgewicht, Schmecken, etc.) -> Mentale Prozesse/Throughput (Wahrnehmen, Entscheiden, Merken, etc.) -> output (Körper, Kopf, Augen, etc.)

• Annahme, dass kognitive Prozesse unmittelbar ablaufen
• Ziel: Beschreibung und Vermessung mentaler Prozesse
• Methode: Reaktionszeitexperiment
  -> Analyse und Vergleich von reaktionszeiten anhand der Substraktionsmethode
• Geburtsstunde der experimentellen Kognitionspsychologie!

Letter-matching studies (Präsentation von Buchstabenpaaren)

• Aufgabe 1: physikalisch identisch? - Enkodierung, Vergleich, Entscheidung
• Aufgabe 2: inhaltlich identisch? - Gedächtnissuche
• Aufgabe 3: Konsonant oder Vokal? - Kategorisierung
   
• Methode: Reaktionszeitmessung und Subtraktionsmethode
• Idee: logische Aufgabenanalyse ergibt mentale Prozess-Bestandteile

• Probanden vergleichen. mental die Entfernung zwischen Orten
• Reaktionszeiten korrelieren mit den physikalischen Entfernungen
• Ergebnis: mentale Repräsentationen werden analog zur physischen Außenwelt repräsentiert
• Leistungstests zur zeitlichen Messung verschiedener mentaler Operationen

Satz-Bild-Verifikation

• Übereinstimmung von Satz und Bild?
• Vermessung mentaler Satzverarbeitungsprozesse

Visual World Paradigm

• Vermessung von Blickbewegungen beim Sätze-Hören 

Eye-Tracking

• Eye-mind assumption: Mental verarbeitet wird stets das, was gerade fixiert wird
• Probleme: Möglichkeit paralleler Verarbeitung, parafoveal pre-processing, spillover, "look but failed to see"

Psycholinguistik

• Fixationspositionen auf einer Buchseite variieren je nach Wortlänge, Worthäufigkeit, etc.

Problemlösen

• 3 Komponenten: Anfangszustand, Zielzustand, Menge von Operatoren

Urteilen und Entscheiden

• Urteilen beruht oft auf Heuristiken
• Entscheiden kann durch "Rahmung" beeinflusst werden -> Schluss von Entscheidungen der Probanden auf zugrundeliegende mentale Prozesse

Kognitive Neurowissenschaften = Kombination von kognitiven Methoden mit neurowissenschaftlichen Verfahren

Kognitive Neuropsychologie = Klärung kognitiver Funktionen anhand neuropathologischer Befunde (bei Patienten!)

• Ziel 1: Struktur kognitiver Leistungen bei Gehirnverletzten erklären
• Ziel 2: Schlussfolgerungen über allgemeinpsychologische kognitive Fähigkeiten ziehen
• Problem: Neuroplastizität!

Voraussetzung: Gemeinsam auftretenden kognitiven Leistungen liegen gemeinsame kognitive Prozesse zugrunde.

-> dissoziierten kognitiven Leistungen liegen unterschiedliche kognitive Prozesse zugrunde

Methode: einfache Dissoziation, doppelte Dissoziation (am besten!) und Assoziation (nicht gut geeignet!)

"Reverse Interference": immer häufiger Schlusslogik in kognitiven Neurowissenschaften 

• Schließen von Hirnaktivität auf mentale Prozesse
• Problem: logisch inkorrekte Deduktion!

• Leistung und "zugrundeliegende Prozesse" - was heißt das?
• Ist das Streben nach einer modularen Theorie trivial?
• Notwendigkeit faktisch sinnvoller Alternativhypothesen
• Gibt es nicht die Möglichkeit gleicher physiologischer Prozesse bei verschiedenem psychologischem Korrelat oder umgekehrt?
• Ist neuronale Aktivität auch so etwas wie Verhalten?
• Wie interpretiert man neuronale Aktivationsunterschiede, wenn keine entsprechende Verhaltensdifferenzen vorliegen?

Beachte: Psychologisch sind neurowissenschaftliche Methoden meist nur interessant vor dem Hintergrund von Verhaltenskorrelaten!

Syndromguppenbildung

• Clusterbildung von Patienten mit ähnlichen Symptomen
• Probleme: undifferenziert, eher anatomisch als funktional begründet, daher klassische Syndrome für kognitive neuropsychologische Fragestellungen ungeeignet

Theoretisch fundierte Klassifikationen von Funktionsstörungen

• Beschreibung von Patienten anhand eines systematisch getesteten Katalogs seiner Funktionsstörungen 
• Probleme: steigende Komplexität und Spezifität

• Vorteil: keine Information „wegmitteln"
• Einzelfälle haben paradigmatischen Charakter, sollten also für ein bestimmtes kritisches Problem entscheidend sein!

Empfehlungen zur Interpretation von Einzelfallstudien:

• Verwendung standardisierter neuropsychologischer Tests
• auf Patient zugeschnittene (kritische) Aufgaben
• kontrollierte Testbedingungen
• statistische Auswertung
• Replikation
• Validierung durch mehrere Aufgaben

= Konvergenz durch Indizsammlung aus den Bereichen Gesunde und Patienten, sowie aus den Bereichen Verhalten und Hirnaktivität, zur Sicherung aufgestellter Modelle

• Typisch: Box & Arrow Modelle
• Helfen Funktionsstörungen besser zu erklären
• Systematische Überprüfung von Funktionsstörungen
• Problem: kein Vokabular für Prozesse innerhalb der postulierten Module, nicht streng falsifizierbar, oft ad hoc Veränderungen

Eigenschaften kognitiver Module:

... umstritten, aber fruchtbar...

1. Verkapselung (Unabhängigkeit der Module, Unkenntnis von anderen)

2. Spezifität (bzgl. ihres „Fachgebietes“)

3. Verbindlichkeit (unwillkürliche Verarbeitung bei passendem Input)

4. Angeborenheit (Gegnargument: Lesen/Schreiben modular beschreibbar)

5. Peripherität (In-/Outputmodule)

Kritik/Gegenideen

• massive modularity (= Annahme zentraler Module, Kognition als „App-Sammlung“)
• Nachweis von Crosstalk- Phänomenen (Interferenz zwischen allen möglichen kognitiven Modulen)

= Modellierung von Kognition mittels neuronaler Netze

• Wissen als Muster von Verbindungsstärken innerhalb einer Menge von Verarbeitungseinheiten
• kein Alles-oder-Nichts in konnektionistischen Systemen: Möglichkeit partiellen Wissens
• Komplexe Interkonnektivität von Verarbeitungseinheiten

Vorteile

• erklärt regelgeleitetes Verhalten ohne explizit gespeicherte Regel
• nur leichte Leistungsausfälle neuronaler Systeme bei Schädigungen
• Abruf komplexer Inhalte aufgrund eines Teilinhaltes / besonders geeignet zur Erklärung von Crosstalk, Priming, Gedächtnisphänomenen ...

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