Gedächtnis, Lernen und Vergessen

- bei Atkinson und Shiffrin liegt der Fokus auf den Unterschieden der verschiedenen Gedächtnisse
- bei Jonides et al. liegt der Fokus auf den Gemeinsamkeiten

- geht davon aus, dass es einen einheitlichen Gedächtnisspeicher gibt
- das KZG besteht aus temporären Aktivierungen von LZG Repräsentationen oder kürzlich wahrgenommenen Items (ein großes LZG in dem Infos gespeichert sind, KZG ist dann eine temporäre, stärkere Aktivation in einem Bereich des LZG)
-> diese Aktivierungen entstehen normalerweise durch fokussierte Aufmerksamkeit
- Annahme, dass das KZG in erster Linie vom Hippocampus und dem umgebenden medialen Temporallappen unterstützt wird -> zentral für die temporäre Aktivation

-> Modell kann erklären, warum Info im KZG bereits mit LZG in Berührung kommt sowie schnelle Top-Down Effekte der Wahrnehmung
-> Problem des Modells: amnestische Patienten die eine Störung des LZG haben, aber ein intaktes KZG (kann nicht sein, wenn KZG nur ein Teil des LZG ist)
 

- Wiedererkennenstest von Gesichtern nach 8 oder 15 sec.
- Kontrollpersonen vs. Patienten mit Schädigung nur im Hippocampus
- Kontrollpersonen vs. Patienten mit Schädigung im Hippocampus und im medialen Temporallappen

Ergebnisse:
das KZG ist nur bei Patienten mit Schädigung mit Hippocampus und medialen Temporallappen gestört

-> kann bedeuten, dass medialer Temporallappen besonders wichtig für das Behalten im KZG ist
-> Hippocampus ist eher zuständig für LZG

Stärken:
- betont die enge Beziehung zwischen KZG und LZG -> es gibt gute Belege, dass das KZG wenigstens teilweise von LZG Aktivierungen abhängt
- funktionelle Bildgebung stützt die Annahme der Bedeutung des medialen Temporallappens

Schwächen:
- zu starke Vereinfachung, dass das KZG nur als Teil des LZG aktiviert wird
- keine starken Belege dafür, dass amnestische Patienten Leistungseinschränkungen bei Aufgabrn zum relationalen Gedächtnis aufweisen, die vor allem auf dem KZG beruhen
- Studien mit bildgebenden Verfahren unterstützten die Annahmen des Einspeichermodells eher nicht

- Grundidee: Arbeitsgedächtnis ersetzt ein einheitliches Kurzzeitgedächtnis
-> verarbeitet Infos weiter und speichert diese kurzfristig

- Annahme, dass das Arbeitsgedächtnis aus 4 Teilen besteht:
1. Zentrale Exekutive:
- modalitätsfreie zentrale Steuereinheit/ Leitung
- ähnelt der Aufmerksamkeit
- wird aktiviert bei der Bearbeitung aller kognitiv anspruchsvollen Aufgaben
- es verwendet Untersysteme zur Verteilung der Aufgaben der Verarbeitung

2. Phonoligische Schleife
- verarbeitet und speichert auditive Infos kurzzeitig in sprachbasierter Form

3. Räumlich-visueller Notizblock (VSSP) -> visuelle Infos
- ist spezialisiert auf die räumliche und visuelle Kodierung und Verarbeitung

(4. Episodischer Puffer-> im verbesserten Modell hinzugefügt)
- ist ein temporäres Speichersystem
- es enthält verbundene Infos aus phonologischer Schleife, VSSP und dem LZG bzw. erlaubt es diese zu verbinden/ integrieren und neue Repräsentationen zu bilden

- räumliche, visuelle und haptische Infos werden im VSSP zwischengespeichert
- gleichzeitig oder auch alternativ werden auditive Infos, wie Sprache, Musik und Umweltgeräusch in der phonologischen Schleife zwischengespeichert
-> diese Infos werden an den episodischen Puffer geleitet, welche diese Infos miteinander verbindet und evtl. noch Infos wie Geruch oder Geschmack integriert

- die Zentrale Exekutive verarbeitet diese Infomartionen weiter und verteilt die Infos an die beiden Unterstützungsysteme

http://www.ku.de/fileadmin/_migrated/RTE/RTEmagicC_A.png.png

- 3 Komponenten
-> haben begrenzte Verarbeitungskapazität
-> arbeiten relativ unabhängig voneinander

- Vorhersagen
-> Prozesse, die die gleichen Ressourcen verwenden, sollten sich gegenseitig behindern
-> Prozesse die unterschiedliche Ressourcen verwenden, sollten problemlos gleichzeitig ausgeführt werden können

-> Starke Stützung dieser Vorhersagen durch Dual-Task Aufgaben

- Aufgabe: Auswählen eines nächsten Schachzuges (Anfänger und Fortgeschrittene)
-> Aufgabe erfordert die zentrale Exekutive und den VSSP, aber nicht die phonologische Schleife

Bedingungen:
- Kontrollbedingung: mit dem Finger auf den Tisch klopfen -> sollte keine Einschränkung hervorrufen
- Artikulatorische Unterdrückung (Belastung der phonologischen Schleife): Wörter wiederholt aussprechen
- Unterdrückung des Notziblock (Weitere Belastung des VSSP) : Zahlen im Uhrzeigersinn drücken
- Unterdrückung der Zentralen Exekutive (Weitere Belastung): Zufallszahlen generieren

Ergebnisse:
- Verschlechterung der Leistung der Auswahl des nächsten Schachzuges insb. bei der Unterdrückung des VSSP und zentraler Exekutive
- kaum Verschlechterung der Leistung der Auswahl des nächsten Schachzuges bei der Unterdrückung der phonologischen Schleife

-> Stützt die Annahme, dass Prozesse, die unterschiedliche Ressourcen verwenden problemlos gleichzeitig ausgeführt werden können

- sie besteht aus zwei Komponenten

- dem phonologischen Speicher
-> dieser ist passiv und befasst sich mit der Sprachwahrnehmung

- artikulatorischen Kontrollprozessen
-> sind aktiv und befassen sich mit der Sprachproduktion
-> Wiederholung von Infos

-> Info aus phonologischen Speicher wird durch artikulatorische Kontrollprozesse behalten
-> artikulatorische Kontrollprozesse wirken mit phonologischen Speicher zsm, was dazu führt, dass die Info nicht sofort zerfällt
-> visuell präsentierte Wörter werden auditiv umgewandelt und im phonologischen Speicher abgespeichert

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/01/Phonologische_schleife.gif/300px-Phonologische_schleife.gif

- Phonologischer Ähnlichkeitseffekt:
-> VP wurden gebeten verschiedene Listen von Wörtern zu lernen (1 Liste mit Wörtern, die ähnlich klingen + 1 Liste mit Wörtern, die nicht ähnlich klingen) und diese in der richtigen Reihenfolge wiederzugeben

Ergebnisse:
- Die Wiedergabe in der richtigen Reihenfolge war um 25% schlechter bei der Liste mit den phonologisch ähnlichen Wörtern, als bei der Liste mit den unähnlichen Wörtern
-> die Reihenfolge der Wörter wurde durch die phonologische Reihenfolge vertauscht

-> spricht dafür, dass das kurzzeitige Behalten der Infos in der phonoligischen Schleife, auf auditiven Merkmalen basiert -> sonst könnte die phonologische Ähnlichkeit nicht beeinflussen, ob man die Infos behalten kann
-> legt sprachbasierte rehearsal-Prozesse inhlb der phonologischen Schleife nahe

- die Gedächtnisspanne ist kleiner für Wörter, die viel Zeit benötigen, um ausgesprochen zu werden

-> dies wurde in Aufgaben zur Messung der Gedächtnisspanne nachgewiesen:
- Präsentation von Wörtern
- Aufgabe: so viele Wörter wie möglich in der richtigen Reihenfolge abrufen
-> die Wiedergabe fällt den VP bei längeren schwerer, als bei kurzen Wörtern
also: wenn Personen Infos (Wörter) in ihrer phonologischen Schleife wiederholen, ist es bei zu langen Wörtern nicht mehr möglich den artikulatorischen Kontrollprozess (Wörter vor sich hinsagen) zu verwenden

- Studie von Baddlex et al.
-> artikulatorische Unterdrückung beseitgte den Wortlängeneffekt
-> Evidenz für auditorische Verarbeitung

-> legt nahe, dass die Kapazität der phonologischen Schleife von der zeitlichen Dauer der Artikulation bestimmt wird

- wird zum temporären Speichern und zur Verarbeitung räumlicher und visueller Infos verwendet
- Kontroverse, ob VSSP aus zwei seperaten Systemen besteht, die visuelle und räumliche Infos getrennt verarbeiten

- Annahme von Logie: es gibt zwei seperate Subsysteme
1. visueller Zwischenspeicher (Puffer)
-> speichert Infos über visuelle Form und Farbe

2. innerer Schreiber
-> verarbeitet räumliche und Bewegungs-Infos
-> ist an rehearsal von Infos im visuellen Zwischenspeicher beteiligt
-> gibt Infos aus dem Zwischenspeicher an die zentrale Exekutive

Evidenz: verschiedene Pfade für visuelle und räumliche Infos (ventraler vs. dorsaler Pfad)

Primäraufgabe:
- Räumliche Aufgabe: Position von Punkten merken
- visuelle Aufgabe: Chinesische Schriftzeichen merken

Sekundäraufgabe:
- Farbdiskriminierungsaufgabe
- Bewegungsdiskriminierungsaufgabe

Ergebnisse:
- Störungen nur bei Kombination von
-> Dots-Bewegung
-> Zeichen-Farbe

-> stützt zumindest Teilweise Unabhängigkeit der Verarbeitung visueller und räumlicher Infos im VSSP

- es wird eine Lokalisierung im Frontallappen angenommen
-> rTMS des dorsolateralen präfrontalen Kortex stört komplexe kognitive Prozesse

- sie ist mit Steuerungsprozessen assoziiert wie:
-> Aufmerksamkeitsfokussierung oder Konzentration
-> Aufteilen von Aufmerksamkeit zwischen zwei Stimulusströmen
-> Aufmerksamkeitswechsel zwischen Aufgaben
-> Verbindung mit dem LZG

- es ist ein Zustand in der Schädigung des Frontallappen der zur Störung der zentralen Exekutiven des Arbeitsgedächtnissen führt (manchmal haben Patienten stattdessen eine Schädigung posteriorer/ parietaler Regionen

- diese Störung äußert sich in Fähigkeiten der
-> Planung
-> Organisation
-> Kontrolle
-> Initiierung von Verhalten

- sie nehmen an, dass Patienten mit ausgedehnten frontalen Schädigungen zwar ein globales dysexekutives Syndrom haben,
- dass es aber effektiv drei exekutive Prozesse innerhalb des Frontallappens gibt -> Patienten mit selektiven Läsionen zeigen möglicherweise Probleme mit einem einzigen Prozesse (nicht mit allen)
-> gehen von 3 zentralen Prozessen aus, die durch die zentrale Exekutive des Arbeitsgedächtnisses gesteuert werden

1. Aufgabenstellung
- Planung -> wird generiert in der linken lateralen frontalen Region

2. Überwachung
-  Kontrolle -> wird generiert in der rechten lateralen frontalen Region

3. Energetisierung
- Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit & Initiierung von Reaktionen -> wird generiert in superioren medialen Regionen des präfrontalen Kortex

- er erklärt wie das LZG die Verarbeitung des KZG beeinflussen kann

- nach Baddeley und Wilson ist der episodische Puffer:
- ein System mit beschränkter Kapazität (4 Chunks)
- er integriert Infos aus unterschiedlichen Quellen -> fungiert als Vermittler zwischen der phonologischen Schleife und dem VSSP
- ein Prozess des aktiven Verbindens von Infos

Schwächen:
- unklar, wie alle unterschiedlichen Infos integriert werden
- eröht die Flexibilität des Modells - ist schwer testbar
- die Annahme der zusätzlichen Integration von Infos anderer Modalitäten ist nicht geprüft (z.B. Geruch, Geschmack)

Stärken:
- es ist eine einflussreiche Erweiterung des Mehrspeichermodells
-> es beschreibt neben der Speicherung auch aktive Verarbeitung von Infos
-> es erklärt Daten von hirngeschädigten Patienten
-> die Rolle des verbalen rehearsals ist weniger zentral

Schwächen:
- in machen Teilen ist es etwas unspezifisch und erschwert dadurch die Testung
- die Anzahl der Teilfunktionen der zentralen Exekutiven ist noch umstritten
- das Zsmspiel zwischen den Kompnenten ist nicht ausreichend spezifiziert

- Annahme, dass die Ebene (Tiefe) der Stimulusverarbeitung die Einprägsamkeit einer Infos beeinflusst (vs. nur Wiederholung, wie im Mehrspeichermodell von Atkinson und Shiffrin)

-> tiefere Verarbeitungen produzieren elaboriertere, dauerhaftere und stärkere Gedächtnisspuren als oberflächliche Verarbeitung -> tiefgehende semantische Verarbeitung

- 3 verschiedene Aufgaben, die die verschiedenen Verarbeitungsebenen widerspiegeln

1. oberflächliche (graphemische) Aufgabe:
- entscheide, ob das Wort in Groß- oder Kleinbuchstaben geschrieben ist

2. mittlere phonemische Aufgabe:
- entscheide, ob das Wort sich mit einem Zielwort reimt

3. tiefe semantische Aufgabe:
- entscheide, ob das Wort in einen Lückensatz passt
-> ergab das beste Gesamterinnerungsergebnis

-> Stützung der Annamen der Verarbeitungsebenen- Theorie

- explizite Gedächtnistests fanden Belege für den Einfluss von Verarbeitungstiefe
- implizite Gedächtnistests fanden eher schwächere Belege für die Verarbeitungstiefe

- die Besonderheit eines Stimulus beeinflusst die Erinnerung positiv
- Vorwissen hilft, Gedächtnis währed des Enkodierens zu organiseren
-> nicht nur Verarbeitungstiefe

Stärken:
- Einfluss von Verarbeitungstiefe auf Langzeitgedächtnisleistung wird zu recht hervorgehoben
- Lernen als Nebenprodukt von Wahrnehmung, Aufmerksamkeit und Verstehen

Schwächen:
- Verarbeitungstiefe ist schwierig zu beurteilen und zu messen
- unterschätzt die Wichtigkeit spezifischer Aspekte des Abrufs
- die Wechselwirkung zwischen Verarbeitungstiefe und Besonderheit wird nicht spezifiziert

- Lernen resultiert hauptsächlich aus Wiederholen und vertieftem Studium der Materialien
- Lerntests sind sinnvoll zur Evaluation des Lernfortschritts
-> Studien haben herausgestellt, dass diese Perspektive eine Unterschätzung von Lerntests für das Lernen darstellt
-> daraus hat sich Perspektive Lernen durch Gedächtnisabruf entwickelt

Studie zum Effekt des Testens von Roediger & Karpicke:
- Aufgabe: Erinnern des Inhalts einer Textpassage
- Bedingungen:
-> wiederholtes Studieren (4x Lesen)
-> einfacher Test: 3x Lesen und dann so viel wie möglich erinnern (recall)
-> mehrfacher: Text 1x Lesen und 3 mal erinnern (recall)

Ergebnisse:
- nach 5 min: wiederholtes Studieren hat die beste Leistung
- nach 1 Woche: mehrfacher Test ist 50% besser als wiederholtes Studieren

-> Abruf von Info, die erinnert werden soll, während des Lernens verbessert den Lernerfolg (stärker, als subjektiv erwartet)
-> Tests sind ausgesprochen wichtig, um Infos besonders lange zu behalten
 

Mediator-Effektivitäts-Hypothese:
- Testung führt zu effektiverer Nutzung von "Mediatoren" (= vermittelnde Wörter die Cues und Zielreize verbinden -> Eselsbrücken)
Untersuchung dieser Hypothese:
- Personen, die englisch sprechen und suaheli lernen wollen
-> wingu (cue) bedeutet cloud (Zielreiz) ; mediator: plane (Flugzeug hat Flügel/ wings)

Empirische Befunde:
- Generierung von Mediatoren erfolgt eher bei Test-Restudy Bedingung, als bei einer Restudy-only-Bedingung
- die Erinnerung ist korrekter, wenn man sich einen Mediator zur Hilfe nimmt (sich an eine Eselsbrücke erinnert)
-> Stützung der Mediator-Effektivitäts Hypothese

Testen ist besonders effektiv, wenn der Abruf schwierig ist -> wenn es einem schwer fällt, sich zu erinnern
-> bei längeren Intervallen zwischen Lernen und Abrufen

- Testen involviert aufwändigere semantische Verarbeitung
-> es gibt eine stärkere Aktivation von Hirnarealen die mit der Sprachverarbeitung assoziiert sind

Stärken:
- es gibt empirische Belege für den starken Effekt der Testung während des Lernens auf den Lernerfolg
- er kann bei praktisch jedem Material angewandt werden
- der Effekt ist stärker, als von Lernenden erwartet
- die Gernerierung effektiverer Mediatoren ist zentral

Schwächen:
- vorwiegend Untersuchung zum Lernen paarweiser Assoziationen
-> die Generalisierung auf die Umwelt ist unklar
- es gibt mögliche weitere Einflussfaktoren, die über effektive Mediatoren und Schwierigkeit des Abrufs hinausgehen

- Lernen komplexer Inhalte ohne sich darüber bewusst zu sein, was (bzw. das) gelernt wurde

Cleeremans und Jiménez:
implizites Lernen ist ein Prozesse, durch den wir sensitiv für gewisse Regelmäßigkeiten in der Umwelt werden
> ohne die Absicht diese Regularitäten zu lernen
> ohne sich dessen bewusst zu sein, dass man lernt
> Lernen in einer Art, die es schwer macht das resultierende Wissen zu explizieren
 

- Tippen am Computer
-> wir tippen Millionen von Wörtern, haben aber nur ein vages Bewusstsein davon, wo sich die Buchstaben auf der Tastatur befinden

Studie:
- VP waren professionelle Typisten, die ca 70 Wörter pro Minute tippen können -> (wir) haben implizit abgespeichert, wo die Buchstaben liegen
Aufgabe: die Buchstaben in eine leere Tastatur eintragen
Ergebnisse: nur 57% der eingetragenen Buchstaen waren korrekt

- alterunabhängig -> implizit lernen kann man immer
- IQ-unabhängig
- Robustheit der abgespeicherten Infos ->  unabhängig von Störungen, die explizite Systeme beeinflussen (z..B. Amnesie)
- geringe Variabilität -> geringe individuelle Unterschiede -> alle können das zum gewissen Grad
- Gemeinsamkeit des Prozesses -> implizit können auch Tiere lernen

-> Annahmen sind teilweise plausibel, aber vereinfacht und nicht alle empirisch stark gestützt

Zeichenfolgen / implizite Grammatik:
- man gibt VP eine Zeichfolge und sie sollen herausfinden, nach welcher Logik sie aufgebaut ist
-> naive Messung: VP werden danach gefragt, ob sie ein explizites Wissen haben, nach welcher bzw. ob die Zeichenfolge nach einer Logik aufgebaut ist
Problem: es kann verschiedene Ursachen geben, warum das explizite Wissen nicht berichtbar ist -> man kann z.B. vergessen haben,dass man explizit gelernt hat

-> schwierig implizites Wissen zu messen und inwieweit es von expliziten Wissen abtrennbar ist

1. Informationskriterium:
- nach dem Wissen fragen, welches für die Leistung verantwortlich ist

2. Sensitivitätskriterium:
- vollständige Erfassung des relevanten Wissen

- VP wird eine wiederholte Abfolge von Stimuli präsentiert (A B C A B C A ?)
- Aufgabe: VP sollen den nächsten Stimuli erraten (Inklusion) oder vermeiden, den nächsten Stimulus zu erraten (Exklusion)
-> Exklusion erforderte eine bewusste Korrektur -> man musste sich bewusst machen, dass B nicht genannt werden soll -> explizites Lernen
- pur implizites Lernen zeigt sich in der äquivalenten Leistung in beiden Bedingungen
-> die Differenz von Inklusion - Exklusion = Anteil expliziten Lernens -> sollte gering sein

-VP sollen auf Positionen mit gewissen Buchstaben reagieren
-> Präsentation einer komplexen, sich wiederholenden Sequenz der Positionen (A B C D)
-> wenn die ein Cue auf der ersten Position erscheint mit A antworten, wenn Cue auf der zweiten Position erscheint mit B antworten, etc. -> die Sequenz der Cues wird wiederholt, bis zu einem unterbrechenden Cue

- Befunde:
-> VP werden in ihrer Reaktion immer schneller, wenn sie die Sequenz implizit lernen
-> die Reaktionen werden wieder langsamer, wenn eine neue Sequenz auftritt
-> oft ist die Sequenz aber nicht explizit bekannt

danach wurde das Verfahren der Prozess-Dissoziation angewendet
-> VP haben die Sequenz doch nicht nur implizit gelernt
 

Hypothese:
- explizites Lernen führt zum abtrupten Abfall der Reaktionszeit
(Personen lernen erst implizit eine Sequenz und ab dem Zeitpunkt, an dem sie die Sequenz explizit erkennen fällt die Reaktionszeit abrupt (wird extrem schnell) -> implizites Lernen geht in explizites über)

- Evidenz aus Studie mit serieller Reaktionszeit Aufgabe
-> 34% zeigen abrupten Abfall + großen Unterschied in Prozess-Dissoziation (können die Sequenz auch explizit Beschreiben -> haben explizit gelernt, was mit dem abrupten Abfall zu tun hat)
-> 66% zeigen keinen abrupten Abfall + keinen Unterschied in der Prozess-Dissoziation (keiner war in der Lage Sequenz explizit zu beschreiben)

-> Hypothese gestützt