Post on 10-Aug-2019
Beispielbild
Lernen & Gedächtnis
Theorien der Klassischen Konditionierung
SoSe 2007
2Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Was erklärt die Formel? Was sagt diese Formel voraus?
Wieso ist dies die vielleicht wichtigste Formel in der Psychologie?
3Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Ausgangspunkt:
Kontingenz, Prepardness, Blockierung implizieren, dass
hinter der Konditionierung mehr als nur die simultane
Aktivierung von zwei Hirnzentren steht.
‚Überraschung‘:
Die Kombination aus Ton/Licht + Schock muss
nicht zu einer Konditionierung für den Lichtreiz
führen.
Der US (Schock) muss nämlich überraschend sein!
Nur dann wird eine Suche im Gedächtnis initiiert.
4Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Leo Kamins Botschaft:
Lernen hängt von der Diskrepanz zwischen unserer
Erwartung und dem Erleben ab.
Wenn ein erwartetes Ereignis eintritt, lernen wir
nicht! Werden wir überrascht, suchen wir nach
Kontingenzen.
Modifikation von Rescorla & Wagner:
Der Grad der Überraschung determiniert,
wie stark der Konditionierungseffekt ist.
Je unerwarteter der Reiz, desto stärker die
Konditionierung.
5Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Lernkurve und der Parameter V:
V = Stärke der Assoziation von CS & US
V nimmt nicht linear über die Zeit zu,
sondern folgt einer Sättigungsfunktion
Lernkurve und der Parameter ∆V:
∆V(i) = Veränderung der Stärke über einen
fixen Zeitraum i
V(max) = Asymptote, der sich die Funktion
annähert (Sättigungswert)
6Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Wie kommt nun der
‚Überraschungswert‘ in diese
Funktion?
Beziehung zwischen V und V(max)
Im frühen Stadium der Konditionierung (1)
ist die Differenz hoch. D.h. der Grad der
Überraschung ist hoch.
Im späten Stadium der Konditionierung (2)
is die Different geringer. D.h. der Grad der
Überraschung ist gering.
Der Grad der Überraschung ist korreliert mit
dem Anwachsen der assoziativen Stärke.
V(max)
7Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Wie sagt man nun ∆V(i) vorher:
∆V(i) = V(max) – V(i)
Das Anwachsen der Stärke der Assoziation
in einem Trial i wird determiniert aus der
Differenz zwischen V(max) und der
augenblicklichen Assoziationsstärke V(i).
8Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Problem 1
Manches Konditionieren geht langsam
(Speichelfluss), manches
Konditionieren geht schnell
(Geschmacksaversion).
Wie verändert dies das Modell?
Man muss einen Parameter einfügen:
∆V(i) = c(V(max) – V(i))
V(max) legt das Niveau der Asymptote
fest. c legt fest, wie schnell sich die
Funktion ändert.
9Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Problem 2
Wie kann ich das Modell evaluieren?
Wie viele Parameter benötige ich zur Schätzung?
sEr = (sHr x D x K x V) - (sIr + Ir) +/- sOr
Lösung:
Die Werte (c, V(max)) werden zufällig
festgesetzt. D.h. dass man nur qualitative
Aussagen über den Lernverlauf treffen kann,
keine quantitativen.
Hull
10Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Evaluation: Simpler Konditionierungsprozess
Typ: Ton / Fleisch – Speichel
V(max) : 1.0 und c=0.3
∆V(i) = c(V(max) – V(i))
Zeitpunkt Ass. Stärke ∆V(i)
1 0.0 0.3 (1-0.0) = 0.3
2 0.3 0.3(1-0.3) = 0.21
3 0.51 0.3(1-0.51)= 0.15
4 0.66 0.3(1-0.66) =0.10
11Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Evaluation: Extinktion
Typ: Ton – Speichel
V(max) : 0 und c=0.3
∆V(i) = c(V(max) – V(i))
Zeitpunkt Ass. Stärke ∆V(i)
5 0.66 0.3 (0-0.66) = -0.198
6 0.46 0.3(0-0.46) = -0.138
7 0.322 0.3(0-0.322)= -0.096
12Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Evaluation: Blockierung
Typ: Ton/Licht – Schock
Implikation: V(CS1, CS2) = V(CS1) + V(CS2)
Und ∆V(US1,i) = ∆V(CS2,i) = c(V(max) – V(CS1, CS2))
CS1 (Ton) in der ersten Phase gegeben. Maximale Ass-Stärke erreicht:
V(CS1) = 1.0
CS1 (Ton) und CS2 (Licht werden in der zweiten Phase kombiniert:
V(CS1,CS2) = V(CS1) + V(CS2) = 1 + 0 = 1
Nun wird in der dritten Phase der CS2 (Licht) alleine geprüft:
∆V(CS2,i) = c(V(max) – V(CS1, CS2)) =
0.3 (1.0 – 1.0) = 0 (mit V(max) : 0 und c=0.3)
13Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Evaluation: Kontingenz
= US
CSCS CS Kontingenz = hoch
CSKontingenz = niedrig
CS
Erklärung:
Organismus sucht nach einem CS
(z.B. Surren des Ventilators)
Und: dieser neue CS ist
vermutlich konstant vorhanden
CS CS
CS2 CS2CS2CS2
Konsequenz:
Da CS2 häufiger mit dem US gekoppelt wird, ist
dessen assoziative Stärke auch höher.
14Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Prognosefähigkeit des Modells
Ansatz:
Macht das Modell eine Annahme, die intuitiv und nach dem Stand der Forschung
nicht nachvollziehbar ist?
Gedankenexperiment:
Phase 1 (je 5 Trials)
Ton – Schock
Licht – Schock
Gedankenexperiment:
Phase 2 (je 10 Trials)
Ton + Licht – Schock
Gedankenexperiment:
Phase 3
Ton …
Wenige Trials (n=5)
V(Licht) = 0.2
V (Ton) = 0.2
∆V(Ton) = ∆V(Licht) =
0.5 (1.0 – 0.4) = 0.3
Bei c=.5 und
V(max)=1.0
Anstieg der Furcht mit
Beginn der zweiten
Phase -
Furchtkonditionierung
15Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Prognosefähigkeit des Modells
Gedankenexperiment:
Phase 1 (je 25 Trials)
Ton – Schock
Licht – Schock
Gedankenexperiment:
Phase 2 (je 10 Trials)
Ton + Licht – Schock
Gedankenexperiment:
Phase 3
Ton …
Viele Trials (n=25)
V(Licht) = 0.9
V (Ton) = 0.9
∆V(Ton) = ∆V(Licht) =
0.5 (1.0 –1.8) = -0.4
Bei c=.5 und
v(max)=1.0
Reduktion der Furcht mit
Beginn der zweiten
Phase – keine
Furchkonditionierung
16Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Prognosefähigkeit des Modells
SNIFFY
Phase 1 (25 Trials) -> Reaktion auf Licht, bzw. Ton
Phase 1 (25 Trials) + Phase 2 (25 Trials) ->
Reaktion auf Licht, bzw. Ton
Suppressio
n
Licht Ton
Phase 2
- - ++
Effekt der ‚Über-Erwartung‘
(overexpectation)
17Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Problemfälle für das Modell
Licht - Schock Licht…
Licht - Schock Licht…Licht…
Latente Inhibition oder CS Preexposure Effect:
CS wird schwieriger zu konditionieren, weil man wahrscheinlich
lernt, ihn zu ignorieren.
Nicht erklärbar mit dem Rescorla-Wagner-Modell!
18Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Problemfälle für das Modell
Licht - Schock Ton+Licht - …
V(Ton) = 0.5 V(Ton+Licht) = 1.0V(Licht) = 0.5
Ton - Schock
Konfigurales Lernen:
Eine Reizzusammensetzung kann
schwieriger als CS fungieren. Eine
simple Summation der Reize
funktioniert nicht, da das Ereignis
als ‚Stimulus-Compound‘
verarbeitet wird.
Nicht erklärbar mit dem Rescorla-Wagner-Modell!
Zeit
CR
Ton+Licht
Ton
Licht
19Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Rescorla-Wagner-Modell
Bewertung
Vorteile
Das Modell kann eine Reihe
komplexer Lernvorgänge erklären,
wie z.B. die Extinktion oder das
‚Blocking‘.
Probleme
Das Modell fokussiert sich nur auf
die Beziehung zwischen CS und US
– aber nicht auf die ‚Geschichte‘ des
Lernens oder seine Umgebung.
Diese können aber die CS-US-
Assoziationen modulieren.
Aber:
Alle Modifikationen des Modells implementieren seine
Kernannahmen: Das Lernen ist asymptotisch und basiert auf einer
Veränderung der Assoziationsstärke zwischen US und CS.
20Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Iwan Pawlow
Konditionierung führt zu einer Reiz-
Substitution. D.h. der CS ‚ersetzt‘ die Wirkung
des US.
Die Idee: Der US löst normalerweise eine
automatische (angeborene) Handlung aus. Der
CS bekommt nach einer Reihe von Paarungen
mit dem US die gleiche Kompetenz.
Reaktionen des Hundes auf einen
konditionierten Lichtreiz: Hund wird versuchen,
ob die Lampe zu essen ist.
CS wird US !!!
21Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Evidenz für die Reiz-Substitution:
Autoshaping (Jenkins & Moore, 1973)
Lichtreiz wird bei Tauben einmal mit Wasser
und einmal mit Körnern konditioniert.
Effekt: CS (Licht-Wasser) wird mit
geschlossenem Schnabel und offenen Augen
(=Trinken) beantwortet. CS (Licht-Körner)
wird mit offenem Schnabel und geschlossenen
Augen (=Nahrung) beantwortet.
22Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Edward Tolman
Konditionierung bildet Erwartungen aus.
CS-US-Paarung führt dazu, dass CS ein
Signal für das Auftreten des US wird.
Aber:
Der CS wird nicht der US!!!
23Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Evidenz für die Erwartungs-Idee:
Colwill & Motzkin, 1994
Ratten bekamen zwei Arten von Verstärkung aus einer Box:
CS1 – Zuckerlösung
CS2 – Futter-Pellets
Intervention: Zuckerlösung wird mit Übelkeit gekoppelt
Resultat: Annäherungsverhalten an die Box nur noch, wenn CS2
auftritt.
Interpretation: Differenzielles Annäherungsverhalten drückt eine
differenzielle Erwartung aus.
24Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Was stimmt nun?
Vielleicht beides…
Kortikales
System für die
Bildung von
Erwartungen Subkortikales
System für die
Reizsubstitution
Zwei-System-Hypothese
25Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Kortikales System: Evolutionsgeschichtlich jung, Primär in den Ablauf
bewusster Informationsverarbeitung eingebettet, arbeitet langsam.
Subkortikales System:
Evolutionsgeschichtlich alt,
vermittelt auch
unbewusste Prozesse,
läuft schnell ab.
26Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Beispiel ‚Angst‘
Nach der Theorie von LeDoux
vermittelt die Amygdala die
schnelle Furchtreaktion, ohne
dass eine genaue
Inhaltsanalyse vorgenommen
wurde.
Die Inhaltsanalyse wird
durch den Neokortex
durchgeführt.
27Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Folge einer Läsion der Amygdala
Obwohl die Handlungskontingenzen klar erkannt werden, wird
keine ‚normale‘ emotionale Reaktion gezeigt. (Damasio, 2003)
28Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Folge einer Läsion des
Hippokampus
Der Patient kann nicht die
Kontingenz zwischen zwei
Ereignissen angeben (Farbe
– Stromstoß), zeigt jedoch
eine deutliche autonome
Reaktion.
29Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Ist die konditionierte Reaktion (CR) immer identisch
mit der unkonditionierten Reaktion (UR)?
Speichelfluss:
Chemische Zusammensetzung
des Speichels ändert sich.
Augenblinzler:
Latenz und Dauer des Blinzlers
sind nicht identisch.
Verhalten:
Futter – Licht – Konditionierung: Wieso gähnt & keucht der Hund?
Ton – Schock – Konditionierung: Wieso springt die Ratte nicht?
Ton – Futter – Konditionierung: Wieso Zucken die Ratten mit den Köpfen?
30Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Ist die konditionierte Reaktion (CR) immer identisch
mit der unkonditionierten Reaktion (UR)?
Behavior – System – Theorie:
Konditionierung hat einen Effekt auf den
motivationalen Zustand des Organismus. Der CS löst
eher ein Appetenzverhalten aus, d.h. eine
Orientierungsreaktion, die vom eigentlichen UR
differieren kann.
31Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Ist Konditionierung ein bewusster oder ein
unbewusster Prozess?
Kortikales
System:
Bewusste
Bildung von
Assoziationen
Subkortikales
System:
Unbewusste
Bildung von
Assoziationen
32Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Ist Konditionierung ein bewusster oder ein
unbewusster Prozess?
Befunde von Öhman:
Auch wenn durch eine visuelle
Maskierung keine bewusste Identifikation
des Reizes möglich ist, so findet dennoch
eine Reaktion des autonomen
Nervensystems statt.
33Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Ist Konditionierung ein bewusster oder ein
unbewusster Prozess?
Effekt von Werbung:
Positive CS (Models, Musik)
haben einen deutlichen Einfluss
auf die Einschätzung eines
Produkts – auch wenn der
Einfluss der CS von den
Konsumenten abgestritten wird.
34Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum
Was lernt man bei der Konditionierung?
Kann Konditionierung scheinbar hohe kognitive
Prozesse erklären?
CS1 + CS2 – US1
CS3 + CS4 – US2
Nasenbluten + Kopfschmerz – Krankheit 1
Fieber + Übelkeit – Krankheit 2
Gluck & Bower (1988) zeigten, dass das Erkennen
kausaler Zusammenhänge in der medizinischen
Diagnose durch das Rescorla-Wagner-Modell
vorhergesagt werden kann.