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Lernen I: Klassisches Konditionieren Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a Prof. Dr. Markus Kiefer Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie III, Sektion für Kognitive Elektrophysiologie, Raum 3.23 Email: markus.kie...

Lernen I: Klassisches Konditionieren Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a Prof. Dr. Markus Kiefer Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie III, Sektion für Kognitive Elektrophysiologie, Raum 3.23 Email: [email protected] Sprechstunde: donnerstags 16-17 Uhr  Was versteht man unter Lernen? Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 2  Allgemeine Definition von Lernen langfristige Veränderung im Verhaltenspotenzial als Ergebnis von Erfahrungen Wichtig: Abgrenzung zu biologischen Reifungsprozessen Lebenslanges Lernen „ Lehrling “ by klimkin, licenced under CC0 Public Domain, „ Bauer “ by geralt, licenced under CC0 Public Domain, via via pixabay pixabay Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 3  Überblick Klassisches Konditionieren Operantes Konditionieren Lernen II Modelllernen Implizites Lernen Lernen III Implizites Gedächtnis Kognitive Lernformen  Themenbereich ‚Gedächtnis‘ Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 4  Bedeutung für psychologische Anwendungsfächer Pädagogische Psychologie – Lehr- Lernforschung – Didaktik – Gestaltung von Lernmaterialien Klinische Psychologie – Entstehung von psychischen Störungen – Charakterisierung von psychischen Störungen – Diagnostik – therapeutische Interventionsverfahren Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 5  Bedeutung für psychologische Anwendungsfächer Sportpsychologie – Optimierung von Trainingsverfahren ABO Psychologie: – Mensch-Maschine-Interaktion – Usability – Unfallverhütung Rechtspsychologie – Glaubwürdigkeit von Zeugenaussagen – Adäquate Befragungstechniken Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 6  Lernen als Bildung von neuen Assoziationen Aristoteles: – räumlich-zeitlich Kontiguität (besonders wichtig für die Theoriebildung) – Ähnlichkeit – Kontrast Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 7  Klassisches Konditionieren „Ivan Pavlov“, licenced under CCO Public „Pavlovscher Hund“ by MagentaGreen, licenced under CCO Public Domain, via wikimedia Domain, via wikimedia Pavlov (1927) Ein unkonditionierter Stimulus (US), der eine unkonditionierte Reaktion auslöst (UR) wird mit einem konditionierten Stimulus verknüpft (CS), so dass er eine konditionierte Reaktion (CR) auslöst Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 8  Klassisches Konditionieren Pavlov (1927) Elementare Lernform bei Mensch und Tier Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 9  Klassisches Konditionieren Movie: https://www.youtube.com/watch?v=ryqfsYxe6hE Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 10  Lidschlagkonditionierung beim Menschen US: Luftstoß, CS: Lichtreiz, CR: Lidschlussreaktion Prokasy, Grant und Myers (1958) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 11  Erwerb konditionierter Reaktionen Erwerb hängt stark vom zeitlichen Intervall von CS und US ab McAllister (1953) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 12  Formen des Konditionierens Effiziente Form des Konditionieren: Antizipation des US durch den CS Weniger effiziente Form des Konditionieren: Keine Antizipation des US durch den CS möglich Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 13  Löschung konditionierter Reaktionen Löschung (Extinktion, extinction): Wird der CS nicht mehr vom US gefolgt, nimmt die Wahrscheinlichkeit der CR ab. Aber: CR wird nicht verlernt – Spontanerholung: CR kann nach Verstreichen einiger Zeit wieder auftreten – CS wird mit neuer CR verknüpft: Nicht-Reagieren – Alte CR und neue CR stehen im Wetterbewerb (Interferenz) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 14  Arten des Konditionierens Exzitatorisches Konditionieren: CS kündigt US an Inhibitorisches Konditionieren: CS kündigt Abwesenheit von US Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 15  Merkmale der CR In der Regel ist CR der UR ähnlich: z.B. Lidschluss Aber CR und UR können verschieden sein (Rescorla, 1988): – Ratten reagieren auf Stromschlag (US) mit erhöhter Aktivität (UR) – Einstellung aller Aktivität (CR) bei Präsentation des CS (z.B. Ton) Deshalb: CR auf den CS als adaptives Verhalten zur Vorbereitung auf den US CR keine Reaktion auf einen vorgestellten US Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 16  Generalisierung und Diskrimination Generalisierung: Verallgemeinerung der CR auf Reize, die dem CS ähnlich sind Diskrimination: Einschränkung der Bandbreite der Reize auf die eine CR erfolgt. Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 17  Generalisierung Ausweitung der CR auf dem CS ähnliche Reize Konditionierung einer Lidschluss- CR bei Kaninchen Siegel, Hearst, George und O‘Neal (1968) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 18  Diskriminationslernen Lidschluss-CR CS1: Licht auf der rechten Seite Später CS2: Licht auf der linken Seite (wird nicht mit Luftstoss-US gepaart) Zunächst Lidschluss-CR auch auf CS2  Reizgeneralisation Später CR nur auf CS1, aber nicht mehr auf CS2  Diskrimination Gynther (1957) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 19  Assoziative Präferenzen bei der CS-US Zusammengehörigkeit Manche CS sind leichter mit einem gegebenen US kombinierbar Annahme einer biologischen Disposition der Assoziierbarkeit von Stimuli Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 20  Konditionieren einer Geschmacksaversion (assoziative Bevorzugungen) Durstige Ratten konnten Wasser trinken Zusammengesetzter CS – CS1: süßer Geschmack des Wassers – CS2: Licht und Tonreiz Zwei US in verschiedenen Gruppen: – US1: Injektion eines Mittels, das Übelkeit und Erbrechen verursacht – US2: leichter Stromschlag CR: Vermeidung Wasser zu trinken Süßer Geschmack (CS1) kombiniert mit Übelkeit (US1) reduzierte Wassertrinken (Geschmacksaversion) Audiovisueller Reiz (CS2) kombiniert mit Schock (US2) reduzierte Wassertrinken Garcia und Koelling (1966) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 21  Neurophysiologische Grundlagen des Konditionierens am Beispiel der Nacktschnecke (Aplysia californica) Berührung von Mantel oder Siphon: Leichte Kontraktion des Kiemens Kombination der Berührung von Mantel oder Siphon mit elektrischem Schock am Schwanz (CS+): Starke Kontraktion des Kiemens Hebb‘sche Lernregel: Verbindungen zwischen Neuronen wird verstärkt, wenn sie gleichzeitig aktiv sind (Hebb, 1949)  Herausbildung von funktionalen Neuronenverbänden Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 22  Belohnungserwartungen und Dopaminsignal Dopamin: Neuromodulator involviert in Motorik (Parkinsonsche Krankheit) und Belohnung „Dopaminsystem “, by NIH licenced under CCO Public Domain, via wikimedia Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 23  Belohnungserwartungen und Dopaminsignal Nicht erwartete Belohnungen führen zu einer erhöhten Aktivitäten von dopaminergen Neuronen Rösler, F. (2011). Psychophysiologie der Kognition. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, S. 117 Schultz, Dayan & Montague (1997) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 24  Reflex-Modell des klassischen Konditionierens Direkte Herstellung einer Assoziation zwischen CS und CR im Sinne einer Stimulus-Reaktions-Verknüpfung (S- R Lernen) Substitution des US durch den CS im Sinne eines konditionierten Reflexes Kritik: – CR und UR muss nicht identisch sein – Reines S-S Lernen ist möglich Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 25  Evidenz für S-S Lernen Sensorisches Vorkonditionieren (Rizdley & Rescorla, 1972): – Phase 1: CS2 (Licht) dann CS1 (Ton) ohne dass eine Reaktion ausgelöst wird – Phase 2: CS1 wird mit einem US (Stromschlag auf Pfote) kombiniert  CS1 löst CR aus (Zurückziehen der Pfote) – Phase 3: Test: CS2 löst auch CR aus, obwohl nie mit US präsentiert – Erklärung: Assoziation zwischen CS1 und CS2 im Sinne eines S-S Lernens Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 26  Gedächtnismodell des klassischen Konditionierens Pearce (1997) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 27  Informationswert der CS-US- Relation Stärke der Konditionierung von zwei Faktoren abhängig – Kontiguität: zeitlich-räumliches Auftreten von CS und US (p (US/CS) – Kontingenz: Zusammenhang von CS und US, berücksichtigt die Basisrate von US ohne Präsentation des CS (p = US/CS-) – Keine Konditionierung bei niedriger Kontingenz trotz hoher Kontiguität (Rescorla, 1988)  Informationswert des CS zur Vorhersage des US ist zentral für das Wirksamwerden eine Assoziation im Verhalten Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 28  Kontingenz und Kontiguität Rescorla (1988) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 29  Konditionieren emotionaler Reaktionen: Der Fall des kleinen Alberts 11 Monate alter Albert spielte gerne mit einer weißen Ratte Kombination des Anblicks der Ratte mit einem lauten unangenehmen Geräusch  Albert entwickelte Furchtreaktionen bei Anblick der Ratte (Weinen, Davonkrabbeln) Furchtkonditionierung als Modell für emotionales Lernen Gegenkonditionierung als Technik in der Verhaltenstherapie Watson & Rayner (1920) Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 30  Konditionieren und unbewusstes emotionales Lernen Furchtkonditionierung: emotionale Paarung von wütendem elektrodermale Gesicht mit lautem Reaktion Geräusch bewusst emotionale elektrodermale Reaktion unbewusst Morris, J. S., Öhman, A., & Dolan, R. J. (1998) Conscious and unconscious emotional learning in the human amygdala. Nature, 393, 467-470. Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 31  Konditionieren und unbewusstes emotionales Lernen Linke Amygdala Rechte Amygdala CS+ Reize aktivieren emotionale neuronale Schaltkreise (Amygdala), auch wenn sie unbewusst wahrgenommen werden. Modell für das Entstehen von Angststörungen Furchtreaktionen können auch durch unbewusste Reize ausgelöst werden. m: maskiert (unbewusst) n: nicht maskiert (bewusst) c: konditioniert u: nicht konditioniert Morris, J. S., Öhman, A., & Dolan, R. J. (1998) Conscious and unconscious emotional learning in the human amygdala. Nature, 393, 467-470. Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 32  Instruktion Übungsfragen Die Fragen sind vom Typ kprim. Auf jede Frage folgen vier Antworten. Prüfen Sie bei jeder Antwort, ob sie richtig oder falsch ist. Unabhängig davon, ob die Frage in Singular oder Plural formuliert ist, können 1, 2, 3, 4 oder gar keine Antworten bei einer Aufgabe richtig sein. Sie müssen für jede Antwort einer Frage entscheiden, ob sie richtig oder falsch ist und dies in der rechten Spalte kodieren. Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 33  Übungsfrage 1 Das Reflex-Modell des klassischen Konditionierens ist ein bedeutendes, wenn auch veraltetes Modell. Welche dieser Aussagen sind mit dem Reflex-Modell des klassischen Konditionierens übereinstimmend? trifft zu trifft nicht zu ☐ ☐ Es wird eine direkte Assoziation zwischen CS und CR im Sinne einer Stimulus-Reaktions-Verknüpfung hergestellt. ☐ ☐ Klassisches Konditionieren erfolgt auch durch Stimulus-Stimulus Assoziationen. ☐ ☐ UR und CR können unterschiedlich ausfallen. ☐ ☐ Der US wird durch den CS im Sinne eines konditionierten Reflexes ersetzt. Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 34  Übungsfrage 1 Das Reflex-Modell des klassischen Konditionierens ist ein bedeutendes, wenn auch veraltetes Modell. Welche dieser Aussagen sind mit dem Reflex-Modell des klassischen Konditionierens übereinstimmend? trifft zu trifft nicht zu Es wird eine direkte Assoziation zwischen CS und CR X☐ ☐ im Sinne einer Stimulus-Reaktions-Verknüpfung hergestellt. ☐ ☐ X Klassisches Konditionieren erfolgt auch durch Stimulus-Stimulus Assoziationen. ☐ X☐ UR und CR können unterschiedlich ausfallen. ☐ X ☐ Der US wird durch den CS im Sinne eines konditionierten Reflexes ersetzt. Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 35  Literatur Koch, I. (2008). Konditionieren und implizites Lernen. In J. Müsseler (Ed.), Allgemeine Psychologie (pp. 338-374). Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag. Bis S. 362 Weiterführende Literatur Kiefer , M. (2009). Neurowissenschaftliche Methoden. In W. Kempf & M. Kiefer (Eds.), Forschungsmethoden der Psychologie. Zwischen naturwissenschaftlichem Experiment und sozialwissenschaftlicher Hermeneutik. Bd. 3: Natur und Kultur (pp. 207-267). Berlin: Regener. Morris, J. S., Ohman, A., & Dolan, R. J. (1998). Conscious and unconscious emotional learning in the human amygdala. Nature, 393, 467-470. http://www.nature.com/nature/journal/v393/n6684/pdf/393467a0.pdf Rösler (2011). Psychophysiologie der Kognition. Eine Einführung in die Kognitive Neurowissenschaft. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag. Markus Kiefer: Vorlesung Allgemeine Psychologie 2a - Klassisches Konditionieren 36