Procesy poznawcze: Podstawy psychologii

Pionierzy Psychologii Poznawczej

• Eksperymenty Dondersa, ok. 1868 roku, badały czas podejmowania decyzji.
• Prezentowano błyski świetlne w dwóch warunkach.
• Naciśnięcie guzika na pojawienie się światła (reakcja prosta).
• Naciśnięcie lewego klawisza dla światła po lewej, prawego dla światła po prawej (reakcja złożona).
• Czas reakcji (RT) w reakcji złożonej był dłuższy o ok. 1/10 sekundy.
• Wnioskiem jest mierzalność procesów poznawczych.
• Można wnioskować o procesach poznawczych na podstawie reakcji behawioralnych.

Badania Ebbinghausa (ok. 1885)

• Badano szybkość zapamiętywania i zapominania informacji.
• Użyto list nonsensownych sylab (DAX, QEH, LUH...) do zapamiętania i odtworzenia po czasie.
• Mierzono czas nauki oraz poprawność odpamiętywania.
• Część informacji zostaje utracona z upływem czasu (poprawność <100%).
• Utrata informacji nasila się z upływem czasu, zwłaszcza w ciągu pierwszych 2 dni (krzywa zapominania).
• Czas potrzebny na ponowne nauczenie się listy jest krótszy (oszczędności).
• Czas ponownej nauki skraca się wraz z liczbą powtórzeń materiału.
• Badania obiektywnie mierzyły zapamiętywanie i odpamiętywanie, z pomiarem czasów reakcji i poprawności.

Badania Tolmana (ok. 1932)

• Szczury uczyły się, gdzie w labiryncie znajduje się pokarm.
• Szczury znajdowały inną drogę do pokarmu, gdy ścieżka została zablokowana.
• Eksplorując labirynt, szczury tworzyły jego mapę poznawczą.

Badania Bartletta (ok. 1932)

• Badania dotyczyły ekologicznego funkcjonowania pamięci.
• Badani czytali historyjkę "Wojna duchów", zadaniem było zapamiętanie i jak najdokładniejsze odtworzenie.
• Odpamiętywana historia była logicznie zniekształcona, pomijano elementy metafizyczne, magiczne.
• Wiedza i wcześniejsze doświadczenia (schematy) wpływają na pamięć.
• Trudniej jest zapamiętać lub łatwiej zmodyfikować to, co niezgodne ze schematami.
• Wnioskowano o niedosłownym, rekonstrukcyjnym charakterze pamięci.
• Wyniki opisano w monografii "Remembering".

Badania Cherry’ego (1953)

• Efekt cocktail party - umiejętność prowadzenia rozmowy z jedną osobą w hałasie.
• Zastosowano technikę słuchania dychotycznego.
• Prezentowano jednocześnie różne komunikaty do obojga uszu.
• Zadaniem badanego było śledzenie i powtarzanie tekstu z jednego ucha.
• Uczestnicy z łatwością śledzili jedno ucho i przetwarzali niewiele z drugiego kanału.
• Skupienie uwagi na jednym strumieniu informacji wiąże się z ignorowaniem innych.
• Ignorowane informacje nie są (prawie wcale) przetwarzane.
• Badania dały początek badaniom nad selektywnością uwagi.

Badania Millera (1956)

• Umysł przetwarza informacje w ograniczonym zakresie.
• Liczba 7±2 opisuje ograniczenia poznawcze w różnych zadaniach (np. zapamiętywanie list słów).
• Można ominąć ograniczenia pojemności poprzez grupowanie informacji w większe, sensowne części (chunks).
• 10,49 – cztery elementy do zapamiętania
• Rekord świata kobiet na 100 m - jeden „chunk”
• Rozczarowanie behawioryzmem, rozwój IT i coraz więcej badań przetwarzenia informacji przez człowieka zapoczątkowały rewolucję poznawczą.

Behawioryzm

• Intensywny rozwój psychologii poznawczej został zahamowany przez behawioryzm w latach 20. XX wieku.
• Istotne są prace Pawłowa, Watsona i Skinnera.
• Psychologia powinna być obiektywna i skupiona na tym, co obserwowalne i namacalne.
• Należało skupić się na badaniu bodźców (wejścia) i reakcji (wyjścia).
• Zachowanie można wyjaśniać i przewidywać bez odwoływania się do procesów poznawczych.

Rewolucja Poznawcza

• Zmiana paradygmatu, dominującego sposobu myślenia o umyśle i badaniach jego funkcji.
• W 1956 roku odbyły się dwie pierwsze konferencje naukowe, Darthmouth oraz MIT.
• Brali w nich udział badacze reprezentujący psychologię, informatykę i lingwistykę.
• Miller opuścił Sympozjum z intuicyjnym przekonaniem o współdziałaniu psychologii eksperymentalnej, lingwistyki teoretycznej i komputerowego modelowania procesów myślowych.
• W 1967 roku Neisser opublikował pierwszy podręcznik psychologii poznawczej "Cognitive Psychology".
• Zawierał wyniki pierwszych badań percepcji i uwagi, bez informacji na temat procesów poznawczych wyższego rzędu lub podłożu mózgowym.

Metodologie Badań

• Najczęściej używana metoda pomiaru funkcji poznawczych.
• Z założenia oznacza wprowadzenie manipulacji.
• Międzygrupowa (inna procedura dla grupy 1 i inna dla grupy 2)
• Wewnątrzgrupowa na przykład zmieniające się warunki zadania.
• Czas reakcji i poprawność reakcji są miarą sprawności procesów poznawczych.
• Często używane są skomputeryzowane zadania mierzące funkcje poznawcze, np. test rotacji mentalnych czy zadanie na przełączanie (task switching).
• Można wykorzystać specjalistyczny sprzęt, taki jak okulograf.
• Wyniki pozwalają na wnioskowanie przyczynowo-skutkowe.
• Studia przypadku dotyczą funkcjonowania jednostki o nietypowym przebiegu procesów poznawczych (np. charakter wrodzony lub nabyty).
• Przykłady takich przypadków to Pacjent H.M. i Genie Wiley.
• Rzadko stosowane kwestionariusze mierzące procesy poznawcze cechuje niska rzetelność.
• W metodach samoopisowych jednostka opiera się na raporcie werbalnym o własnych procesach poznawczych.
• Protokół werbalny z badań rozumowania czy podejmowania decyzji jest częściej stosowany.
• Psychologia poznawcza „wypożycza" metody badania z neuronauki (neuroobrazowanie, pomiary psychofizjologiczne) i informatyki (modelowanie sieci neuronowych).

Precepcja

• Percepcja reprezentuje bodźce środowiskowe w umyśle oraz nadaje im sens i znaczenie.
• Transdukcja zmienia energię fizyczną bodźca na impulsy w układzie nerwowym.
• Jest możliwa dzięki narządom zmysłów

Kluczowe Terminy

• Modalność percepcji

1. Bodziec dystalny (w środowisku)
2. Bodziec proksymalny (reprezentacja w UN)

• Percepcja jest próbą określenia bodźca dystalnego na podstawie bodźca proksymalnego.
• Wrażenie (sensation) reprezentuje cechy bodźca fizycznego w UN.
• Spostrzeżenie (perception) nadaje sens wrażeniom, zgodnie z wiedzą i oczekiwaniami.
• Możliwe jest posiadanie wrażenia bez spostrzeżenia.
• Można budować różne spostrzeżenia na bazie tych samych wrażeń.
• Spostrzeżenie nie gwarantuje dalszego przetwarzania (rola uwagi).

Procesy Percepcji

• Oddolne (bottom-up)

1. Informacje zmysłowe są punktem wyjścia.
2. Wrażenia są przetwarzane stopniowo do większych całości.
3. Przebieg procesu zależy od cech bodźca.
4. To wczesne etapy percepcji.

• Odgórne (top-down)

1. Procesy poznawcze obserwatora są punktem wyjścia.
2. Odgórne założenia weryfikowane są poprzez analizę cech bodźca.
3. Przebieg procesu zależy od wiedzy, oczekiwań i celów jednostki.
4. To późniejsze etapy percepcji.

• Percepcja wymaga obu typów procesów! (uzupełniają się)

Prawa Percepcji Gestalt

• Spostrzeżenie to coś więcej niż suma wrażeń (antystrukturalizm).
• To, co widzimy jest efektem działania praw percepcji.
• Ze wszystkich możliwych organizacji wybieramy najprostszą i najbardziej stabilną (prawo Prägnanz).
• Organizacja percepcji jest spontaniczna i nie wymaga wiedzy.
• Zwraca wagę na możliwość zmiany widzenia bodźca (percepcja aktywna).
• To, co widzimy badała empatycznie np. Palmer.

Problemy Ujęcia Gestalt

• Rzadko widzimy uproszczone bodźce.
• Ignoruje wpływ wiedzy i oczekiwań na percepcję.
• Możliwe złamanie praw i świadoma manipulacja.

Oddolne Procesy w Percepcji

• Teoria Wzorców
• Spostrzeganie porównuje stymulacje do wzorców w pamięci i budowany jest bank wzorców w doświadczeniu jednostki.
• Porównanie jest całościowe, a dopasowanie stymulacji do wzorców ma być idealne aby rozpoznać obiekt.
• Ułatwia to dalsze przetwarzanie bodźca. (+) Uwzględnia rolę pamięci. (+) przydatne w rozpoznawaniu maszynowym (-) Ludzie rozpoznają zróżnicowane wzorce, a liczba wzorców w bazie idealnego dopasowania powinna być ogromna
• Teoria Cech
• Spostrzeganie wydobywa cechy obiektów na podstawie stymulacji zmysłowej.
• To, co obejmujemy okiem rozkłada się na linie, kształty geometryczne, poszczególne składowe i konfiguracje.
• Rozpoznanie odbywa się na bazie cech znanych obiektów w pamięci (+) ekonomia (+) liczne potwierdzone badania np. neuro (-) nie wiadomo które cechy są kluczowe

Koncepcja Geonów Biedemana

• Wariant 3D teorii cech.
• Spostrzeganie wymaga wydobywania brył geometrycznych.
• 36 geonów i ogrom różnych złożeń
• Znanych jest 30 i więcej tys. złożeń, ale nazw tylko ok. 3 tys
• Siatkówka wykrywa linie i kąty aby zgadnąć geony, a rozpoznanie obiektu następuje aby wykryte i konfiguracje do przechowywanego w pamięci obiektu
• Teoria ta zyskuje coraz więcej zwolenników

Teoria prototypu

• Teoria wzorców i cech
• Percepcja polega na dopasowaniu obrazu do prototypu w pamięci.
  • Uśredniona reprezentacja.
  • Nieraz nieistotne
• Rozpoznawanie w oparciu o prawdopodobieństwo
• Nie jest możliwe typowe oraz zmieniajcie się w czasie

Procesy Odgórne w Precepcji

Konteks

• Obiekty są inaczej postrzegane w zależności od otaczających je bodźców

Wiedza

• Spostrzeżenie bodźca niezgodnego z doświadczeniami bywa kłopotliwe
• Hollow face illusion

Stałość w Precepcji

• Podstawowe zasady na których bazie jest korygowanie obrazów siatkówkowych.
• Zaliczymy do nich: stałość kształtów, rozmiaru, jasności

Teoria Obliczeniowa Marra

• Uwzględnia znaczenie czynników oddolnych i odgórnych.
• Matryca światła w punktach siatkówki to punkt wyjściowy w odbieraniu.

Percepcja przebiega w 3 etapach

• Szkic pierwotny:
• Wykrycie krawędzi w oparciu o zmiany światła; obraz płaski (2D)
• Uwzględnienie cieni, tekstur; zależne od kąta widzenia
• Obraz 3D
• Uzupełniony o wiedzę, obiekty podzielone na bryły składowe.
• Obraz porównywany z bankiem w pamięci.

Wdzenie Głębi

• Właściwe odbierania głębi jest niezbędne.

Mechanizmy budowania percepcji 3D

Okulomotoryczne

• Akomodacja
• Konwergencja
• Obrazowe Jedno i Dwóoczne

Wskazówki Okulomotoryczne:

• Akomodacja - dopasowanie oka do widzenia obiektów.
• Konwergencja - ruchy w kierunku obiektu.

Wskazówki Obrazowe Jednooczne:

• gradient i perspektywa tekstury.
• perspektywa linearna.
• zasłanianie obiektów

Paralask Ruchowa

• Obiekty z bliska poruszam szybciej, a z daleka wolniej

Wskazówki Obrazowe Dwuoczne:

• Rozbieżność siatkówkowa
• Co ciekawe pomaga w widzeniu głębi bez rozpoznania.
• Jedne z narzędzi to stereogramy

Ekologiczna Teoria Gibsona

• Percepcja jest bezpośrednia.

Procesy Poznawcze Nie Są Niezbędne

• Dane zmysłowe wystarczają. Wystarczy ruch obserwatora i wykrywanie tzw inwariantów.
• Znaczenie ma ekologia w badaniach i łączenie widzenia z działaniem

Inverted Face Effect

• Znaczenie zaznajomienia z twarzą.

Model Bruce i Younga

W Pierwszej kolejności kodujemy Cechy Twarzy

• Wyróżniamy Wyraz Mimiczny, Ruch ust i języka oraz cechy twarzy
• Pamiętamy cechy charakterystyczne tak dobrze poznane, że przy odtworzeniu mamy bank

W Drugiej kolejności identifikasiouemy

• Aktywację FRU w PINIe aby móc nazwać osobę

Uwaga

• Język potoczny: Uwaga jest cenna i limitowana

James: Definicja Uwagi

• "Posiadanie przez umysł w żywej formie jednego z wielu obiektów lub myślowych torów. Skupienie, odwrócenie od innych spraw."

Funkcja Uwagi

• Podstawową funkcją uwagi jest selekcja informacji/ nadawianie ważności elementom.
• Ograniczone możliwości przetwarzania.
• Zmysły rejestrują zbyt dużo informacji.
• Uwaga je selekcjonuje jako mylące lub nieistotne.

Aspekty Uwagi

• Podzielność, przerzutność, koncentracja.
• Teoria Detekcji Sygnałów (TDS)
• Inspiracja: Elektronika, praca operatorów radarów

W Rozróżnieniu Ważnych i Nieważnych Funkcji Musimy Brać Pod Uwagę

• Sygnał (ważna informacja)
• Dystraktor (mylony z sygnałem)
• Szum (tło)
• Możliwe reakcje na sygnał: Trafienie, Ominięcie, Fałszywy Alarm
• Poprawne Odrzucenie

Model Broadbenta

• Filtr uwagowy.
• Działa jak zwrotnica
• Kanał zamykamy. Przetwarzamy ten, który jest zauważany.
• Ignorowane Kompletni Blokowane
• Selekcja na poziomie sensorycznym
• Wadą ujęcia jest, to że badani słyszą w ignorowanym kanale swoje imię

Model Treisman

• Filtr uwagowy
• Działa jak regulator głośności
• Osłabiamy - nie blokujemy! Zauważone i osłabione przetwarzamy
• W kanale ignorowanym wyłapujemy słowa znaczące lub prymowane (na bazie znaczeń odrzucamy)
• Sprzeciwem jest jak działa osłabiacz

Model Deutschow

• Wszystkie informacje są przetwarzane niezależnie
• Selekcja w całości na podstawie znaczenia
• Zatem następuje bardzo późna selekcja

Koncepcja Filtra Johnstona i Heinza

• Elastyczność
• Różne sytuacje = inne tryby selekcji.
• Dostosowanie do sytuacji. Sensoryczny lub semantyczny.
• Dłużej działamy w fazie na późniejszy etapach

Teoria Zasobów Kahnemana

• Jednostka posiada daną pulę "energii mentalnej"
• Zależnie od stanu psychofizycznego danego momentu zasoby będą inne/ dostępne
• Zadania znane mniej, a nowe więcej zasobów
• Zadania konkurują, gdy zasobów brakuje
• To my decydujemy gdzie dane zasoby inwestować

Badanie Uwagi Podzielnej - Zadania Podwójne Dual Task

• Jednocześnie wykonywane
• Porównujemy zadanie wykonywane pojedynczo i z doładowaniem

Przerzutność Uwaga

• Nie jest podzielnością, ale jest przełączaniem "switching"

• Skupiamy Się na Jednym Zadaniu

• Badania Jersilda i Cyfry + Liczby

• Dwa warunki badania: a) Jednorodnym - cyfry lub liczy stale b) Mieszanym - na przemian dodawanie i odejmowanie

• W warunku mieszanym reagujemy wolniej i robimy więcej błędów

Przełączanie

• Koszty poznawcze, zmiany i ustawienia powodują długi czas.
• Powodem jest zmiana nastawienia / zestaw task set konieczny do zadania
• Ustawienie przeszkadza wprowadzić nowe związane z kolejny zadaniem.

Sugeruje się że koszt jest związany z wstecznym hamowaniem

• Wykonanie jest wyższe/ łatwiejsze w sekw A w porównaniu do C

Nastawianie Aktywnie Hamowane Poprzednio

• Czuwania i Koncentracji uwagi