Lernen & Gedächtnis · Tolmans Konzept der Erwartung kann auf Assoziationen beruhen Die Theorie S...

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Lernen & Gedächtnis

Konditionierung:

Ein assoziativer oder ein kognitiver Prozess?

SoSe 2007

2Grundlagen: Klassische KonditionierungFachbereich, Titel, Datum

Zwei Positionen

ThrondikeKöhler


Was wird gelernt?

S-R-Theorien

J.B. Watson

Das Verhalten ergibt sich allein aus der

Lernerfahrung und den Umgebungsvariablen.

Schließt empathisches Verstehen des Verhaltens

aus – macht es aber vorhersagbarer und

objektiv testbar.

Grundlage alles Verhaltens ist die Assoziation

zwischen einem Reiz (oder einer Reizumgebung)

und einer Verhaltensweise:

S – R – Assoziation


Was wird gelernt?

Kognitive Theorien

W. McDougall

Lernen ist viel zu komplex, als dass es alleine

durch einfache Assoziationen erklärt werden

könnte.

Verstärkung beeinflusst nicht Assoziationen,

sondern Erwartungen

Kognitive Prozesse


Was wird gelernt?

Ein erster Test

McNamara et al (1956): Zwei Gruppen von Ratten werden in einem T-

Labyrinth trainiert. Die Experimentalgruppe wird durchs Labyrinth getragen.

Hypothese der S-R-

Theoretiker:

Verstärkung ist direkt auf

die vorhergehende

muskuläre Aktivität

bezogen.

Hypothese der

Kognitivisten: Lernen

beruht nur auf der

perzeptiven Erfahrung,

dass zwei Ereignisse

relatiert sind.

Ergebnis: Beide Gruppen lernen gleich schnell.

Lernen ist mehr als die Assoziation zwischen Muskelaktivität & Verstärkung


Was wird gelernt?

Neobehaviorismus

Clark Hull

Modifikation des S-R-Gedankens, durch Addition eines

verdeckten Verhaltens (X), welches den gleichen Prinzipien

unterliegt, wie das offene Verhalten : S [X] R

Für die intervenierende Variable wird gefordert:

S X, d.h. X aus den Umgebungsvariablen vorhersagbar, und

X R, d.h. der Zustand der Variablen X ist direkt auf das

offene Verhalten übertragbar.

Neobehaviorismus lässt die Existenz von verdeckten

Prozessen auf einem theoretischen Niveau zu, sofern

die weiterhin testbare Hypothesen erlauben.


Was wird gelernt?

Neobehaviorismus

Experiment: Laufleistung von Ratten in einem

Gang. Am Ende wird ein Stromschlag auf die

Vorder- oder Hinterläufe appliziert.

Ergebnis: Die Laufgeschwindigkeit wird größer,

wenn die Hinterläufe ‚geschockt‘ werden.

Erklärung nach Hull: Der Schock hat

unterschiedliche Wirkung für Vorder- und

Hinterläufe. Bei letzterem wird ein

Sprungverhalten nach vorne erzeugt – und dies

generalisiert sich auf die Stimulusumgebung.

Evidenz gegen die kognitiven

Theorien.

Verhalten wird durch die

Umgebung – nicht durch

Erwartung – gesteuert.

Zeit

Gesch

win

dig

keit Hinterläufe

Vorderläufe


Was wird gelernt?

Erwartungstheorie nach Tolman

Edward Tolman

Akzeptiert die Annahme von Hull: S [X] R

Nach Tolman ist X jedoch keine reine assoziative

Variable, sondern muss die Absicht des

Verhaltens berücksichtigen.


Was wird gelernt?

Kognitive Komponenten nach Tolman

Docility (Flexibilität)

Da Erwartung nach Verstärkung

gelernt wird, kann die motorische

Umsetzung flexibel gestaltet

werden.

Bsp.: Ratten können ihre

Bewegung umprogrammieren

(laufen – schwimmen), um in

einem Labyrinth an ihr Ziel zu

kommen.

Disruption (Unterbrechung)

Das Verhalten wird grundsätzlich

gestört, wenn eine Erwartung nicht

erfüllt wird.

Bsp.: Hütchen-Spieler-Trick bei

Schimpansen (Tinklepaugh, 1928)


Was wird gelernt?

Kognitive Komponenten nach Tolman

Devaluation (Entwertung)

Auch Ratten bilden Hypothesen: Zwei Reaktionen werden unterschiedlich

verstärkt (Zucker oder Futterpellet). Eine Verstärkung wird entwertet, indem

das Futter ‚vergiftet‘ wird.

Erwartungs-Hypothese:

Reaktion folgt in Erwartung auf

einen bestimmten Verstärker,

d.h. das Verhalten auf das

‚vergiftete‘ Futter wird schneller

gelöscht.

(Colwill & Motzkin, 1994)

Zeit

neutral

„vergiftet“

Extin

ktio

nsrate


Zwei-System-Hypothese

Reden die Theorien an einander vorbei?

Hulls ‚intervenierende Variable‘ kann

ebenso als Erwartungsprozess

verstanden werden.

Tolmans Konzept der Erwartung

kann auf Assoziationen beruhen

Die Theorie S [X] R

bleibt vage. Die Experimente

schließen Erklärungen über die

funktionale Verknüpfung aus, aber

spezifizieren sie nicht.

So sagt der Term ‚Erwartung‘ nicht

aus, welches Verhalten operational

gezeigt wird.

Umgekehrt sind die S-R-Theorien oft

ambig in Bezug auf ihre Hypothesen.



Zwei Systeme?

Reizumgebung Reaktion

Assoziatives System

(schnell, reaktiv)

Erwartungsbasiertes

System

(langsam, planend)

Wieso reagieren die

Ratten überhaupt noch?

Erwartungsbasierter

Effekt



Kontrollierte vs. Automatische Verarbeitung

Grundidee von Shiffrin & Schneider (1977):

Kontrollierte Prozesse laufen unter Aufmerksamkeitssteuerung ab.

Automatische Prozesse laufen unbewusst ab.



Automatische Verarbeitung

Unbewusste Verstärkung 1:

Hefferlein & Keenan (1961) zeigen eine konditionierte Reaktion

eines kleinen Daumenmuskels, mit dem ein unangenehmer Ton

abgestellt werden kann.

Unbewusste Verstärkung 2: Double Agent (Rosefenld & Baer, 1969)

Angeblicher Vl soll Verhaltenseigenarten einer Vp verstärken. Angebliche Vp

konditioniert stattdessen verbales Verhalten des Vl mit Verhaltenseigenart.

Vl zeigt deutliches Anwachsen einer bestimmten verbalen Verstärkung

(„Yeah“), aber benutzt keine anderen verbalen Äußerungen („mm-hmm“).

Vl bemerkt nicht, dass eigentlich sein Verhalten konditioniert wird.



Kontrollierte Verarbeitung

Wisconsin Card Sorting Test (WCST)

1. Finde den richtigen Stapel

2. Reagiere flexibel auf das verbale Feedback




Hypothesen-Testen:

Konzept von Levine:

1. Jede Vp geht ein Problem mit einem

Set von Hypothesen an

2. Bei jedem Durchgang wählt die Vp

eine mögliche Hypothese und

validiert sie anhand der erfahrenen

Reaktion

3. Ist die Hypothese korrekt, wird sie

beibehalten – sonst verworfen und

eine neue getestet.

Experiment Levine (1971):

Karten ‚A‘ und ‚B‘ sollen gewählt

werden. Richtige Wahl ist immer

„A“.

Problem, wenn die vorherige

richtige Sequenz komplex war

(AABAAABABB)

Kontrolle durch das kognitive

System hat die einfache Hypothese

verworfen, bevor sie getestet

wurde.




FI – Scallop (FI - Bogen):

Scheint charakteristisch für Tiere zu sein,

ist bei Menschen noch nicht beobachtet

worden.

Theorie: Menschen formulieren ihre

Hypothesen verbal, und diese

Hypothesen kontrollieren das Verhalten.

Experimentelle Evidenz:

Lowe et al (1978) zeigen, dass das Verhalten von Kindern bis zum 2.

Lebensjahr einen FI-Scallop zeigt. Bis zum 7. Lebensjahr nähern sich

die Funktionen dem Erwachsenenverhalten an.


Kognitives Verhalten bei Tieren

Kognitive Landkarten

Tolman:

Kognitive Landkarten enthalten Routen zwischen

relevanten Umweltpunkten, die flexibel benutzt werden.

Van der Wall (1982):

Zur Bildung der kognitiven

Landkarten sind Landmarken sehr

wichtig. Sie erlauben die

Rekognition von relevanten Plätzen

mit einer Genauigkeit von 20cm.

(Experimente mit Kiefernhähern)



Zählen

Brannon & Terrace (1998):

Affen können, in einer korrekten

Reihenfolge bestimmten visuellen

Mengen die Zahlen 1-9 zuzuordnen.

Stand der Forschung:

Die Schätzung von Mengen bleibt

nicht nur Menschen vorbehalten.

Fraglich ist, ob dahinter die Bildung

eines separaten semantischen

Zahlencodes steht.



Sprache

Allen & Beatrice Gardner (1989):

Schimpansen-Weibchen Washoe

lernte 130 Zeichen und konnte diese

flexibel in verschiedenen Situationen

einsetzen.

Kombinationen möglich (open – food

– drink : für Kühlschrank öffnen)

Validiert durch Rumbaugh & Savage-

Rumbaugh (1994): Schimpansin

schafft Wortkombinationen (Banane –

die – gün – ist : Gurke)



Sprache

Aber: Entwickeln Affen wirklich eine Sprachsemantik?

Beispiel: Washoe

Trauerreaktion nach Verlust des

Kindes, der ihr über

Zeichensprache mitgeteilt wurde.

Beispiel: Kanzi

Menschliche Sprache wird

verstanden und adäquat reagiert.

Sogar Satzumstellungen werden

toleriert.

Sprachverständnis auf dem

Niveau eines 2.5-jährigen Kindes.


Vermeidungs-Paradoxon

Vermeidungsaufgaben

Ton kündigt einen Elektroschock an. Ratte kann

dem Elektroschock durch Überspringen einer

Barriere entgehen (Sidman Avoidance Task).

Ratten lernen die Vermeidung innerhalb von 5-10

Trials

Problem

Wie kann man mit der

Verstärkungstheorie erklären,

dass die Vermeidungsreaktion

gelernt wird? Es gibt ja kein

äußeres Ereignis, welches als

Verstärker fungiert.

Strom

Reaktion

Ton



2-Faktor-Theorie

Mowrer nimmt an, dass gibt es

zunächst eine Furchtkonditionierung

auf den Ton (Faktor 1: klass.

Konditionierung).

Da der Ton durch das Springen über

die Barriere ausgestellt wird, wird

dadurch der aversiv (konditionierte)

Ton ausgestellt. (negative

Verstärkung: Faktor 2).

Furcht ist das Motiv der

Vermeidungsreaktion!

Species-specific defense reaction

Problem: Ratten lernen Vermeidung

nicht oder schlecht durch

Tastendruck.

Bolles SSDR Theorie besagt, dass nur

eine angeborene

Verhaltensdisposition als

Vermeidungsverhalten eingesetzt

werden kann (freezing, Flucht,

Kampf).

Furcht ist das Motiv der

Vermeidungsreaktion – doch das

Verhaltensrepertoire ist begrenzt.



Das Furchtlosigkeit-Problem

Durch die Vermeidungsreaktion wird

das eigentliche Motiv des Verhaltens –

die Furcht – eliminiert.

Die Tiere verhalten sich bei dem

Auftreten des Warnreizes ‚furchtlos‘ –

aber wieso gibt es dann keine

Extinktion des Verhaltens?

Wieso werden die Tiere bei der

Vermeidungsreaktion immer schneller,

ohne weiter die Erfahrung des Schocks

zu machen?

Kognitive Ansätze

Seligman nimmt an, dass das Motiv

der Vermeidung nicht Furcht ist,

sondern eine spezifische Erwartung

(Verhalten wird ein schmerzhaftes

Ereignis vermeiden).

Der Organismus reagiert nicht, weil er

sich fürchtet, sondern weil er den

vermuteten ‚Outcome‘ (kein Schock)

präferiert.

Erwartung werden nicht einfach

‚gelöscht‘. Löschung erfordert ein

‚flooding‘ (keine Fluchtmöglichkeit).

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