Professur für Allgemeine Psychologie · Vorlesung im WS 2013/14 Lernen und Gedächtnis Klassisches...

Vorlesung im WS 2013/14

Lernen und Gedächtnis

Klassisches Konditionieren

Prof. Dr. Thomas Goschke

Professur für

Allgemeine Psychologie

Alltagsbeispiele

Ein Lied im Radio…

Eine heiße Herdplatte…

Ein verdorbenes Fischgericht…

Ein paar Feuerwerkskracher…

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Überblick zum Klassischen Konditionieren

Standardparadigma des Klassischen Konditionierens

Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion, Spontanerholung, Disinhibtion, Rekonditionierung

Varianten: Lidschlagkonditionierung und konditionierte emotionale Reaktionen

Generalisierung und Diskrimination

Was wird gelernt: S-R Lernen oder S-S Lernen?

Was ist die konditionierte Reaktion?

Kontiguität oder Kontingenz?

Konditionierte Inhibition

Blockierung und konfigurales Lernen

Das Rescorla-Wagner-Modell

Biologische Einschränkungen

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Iwan Pawlow (1849-1936)

Sohn einer russischen Priesterfamilie

Studium der Chemie und Physiologie in Petersburg

Forschung über physiologische Prozesse, insbesondere des Verdauungssystems

1888 Entdeckung der Nerven, die die Bauchspeicheldrüse stimulieren

1904 Nobelpreis Medizin für seine Arbeiten zur Verdauung

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Pawlows Hund

© Zimbardo & Gerrig (2004) 5

© Zimbardo & Gerrig (2004)

Pawlows Versuchsaufbau

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Prinzip der klassischen Konditionierung

© Zimbardo & Gerrig (2004) 8

Prinzip der Klassischen Konditionierung

US

NS

UR Lernphase:

Nach der Konditionierung: CS CR

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NS Keine spezifische

Reaktion Vor der Konditionierung:

Klassisches Konditionieren Terminologie

US: unkonditionierter (unbedingter) Stimulus

• löst Reaktion ohne vorheriges Lernen aus (z.B. Futter)

UR: unkonditionierte (unbedingte) Reaktion

• durch den US ausgelöste Reaktion (z.B. Speicheln)

CS: konditionierter (bedingter) Stimulus

• neutraler Reiz, der keine besondere Reaktion auslöst (höchstens Orientierungsreaktion) (z.B. Glocke)

CR: konditionierte (bedingte) Reaktion

• durch CS nach dem Lernen ausgelöste Reaktion (z.B. Speicheln Glockenton)

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Klassische Konditionierung ist ein phylogenetischer alter Lernmechanismus

• Meeresschnecke Aplysia • Kiemenrückziehreflex bei Berührung

• ist klassisch konditionierbar

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Duftkonditionierung bei Fliegen

Gluck et al. (2008). Learning and memory. Worth Publ.

Alltagsbeispiele für klassisches Konditionieren

Auch menschliche Reaktionen lassen sich klassisch konditionieren

Beispiele

• Konditionierte Furcht: Berühren einer heißen Herdplatte

• Konditionierte Geschmacksaversion: Sie essen ein verdorbenes Pilzrisotto und Ihnen wird entsetzlich übel

• Lidschlagreflex

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Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion, Spontanerholung, Disinhibition und Rekonditionierung


Effekte der zeitlichen Relation zwischen CS und US



S-R Lernen oder S-S Lernen?



Blockierung und konfigurale Cues


Biologische Einschränkungen und angeborene Lerndispositionen

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Versuchsdurchgänge

Speic

helflu

ss n

ach d

em

CS

Grundlegende Phänomene

Lernverlauf (Akquisition)

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Sp

eic

helflu

ss n

ach d

em

CS

Lerndurchgänge

(CS + US)

Löschungsdurchgänge

(CS allein)


Löschung (Extinktion)

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Der CS wird wiederholt ohne den US dargeboten

CS CR

US

CS CR

CR wird zunehmend schwächer


Spontanerholung

Pause (

z.B

. 1 T

ag)

Löschdurchgänge Lerndurchgänge

Stä

rke d

er

CR

Spontan-

erholung

CS+US Nur CS Nur CS

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Grundlegende Phänomene Spontanerholung: Theoretische Erklärungen

Inhibition (Konorski, 1948)

• Akquisition exzitatorische (CS US) Assoziation

• Extinktion inhibitorische Assoziation (CS ¬US)

• Inhibitorische Assoziation zerfällt schneller mit Zeit

Aufmerksamkeit

• Extinktion: Organismus lernt, dem CS keine Aufmerksamkeit mehr zu schenken

• Nach Pause erregt CS für kurze Zeit wieder Aufmerksamkeit

Ambiguität (Capaldi, 1966)

• CS wird ein ambiger Reiz, der sowohl mit US und ¬US assoziiert ist

• Ob der CS die CR auslöst oder nicht, hängt vom Kontext ab

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Grundlegende Phänomene Disinhibition

US

CS Keine spezifische

Reaktion

UR

Akquisition

Exktinktion CS CR

Disinhibition CS CR NS

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CS CR Konditionierte

Reaktion

Grundlegende Phänomene Rekonditionierung

Wird nach Extinktion der CS erneut mit dem US gepaart, wird die CR schneller erworben als bei der ursprünglichen Konditionierung

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US

CS Erwerb der CR

UR

Akquisition

Exktinktion CS CR

US

CS Schnellerer Erwerb

der CR

UR

Rekonditionierung

Weitere Evidenz, dass Extinktion nicht zur permanenten Löschung der CS-US-Assoziation führt

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Rudy, 2008, Neurobiology of learning and memory. Sinauer Ass.

Kontextabhängige Erneuerung (renewal)

Wiederherstellung (reinstatement) nach

erneuter Darbietung des US

Grundlegende Phänomene Schlussfolgerungen für das Konzept der Löschung

Extinktion führt nicht zur Auslöschung der gelernten Assoziationen

• Spontanerholung

• Disinhibition

• Rekonditionierung

• Renewal und Reinstatement

Mögliche Erklärung: Aufbau einer neuen Assoziationen (CS kein US) und Hemmung der ursprünglichen CS-US-Assoziation

• Erklärt warum z.B. konditionierte Furchtreaktionen nach Extinktion wieder auftauchen können (z.B. unter Stress)

• Der orbitofrontale Kortex scheint an der Hemmung konditionierter Furchtreaktionen beteiligt zu sein (LeDoux, 2000)

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Rudy, 2008, Neurobiology of learning and memory. Sinauer Ass.



Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion, Spontanerholung, Disinhibition und Rekonditionierung


Effekte der zeitlichen Relation zwischen CS und US



S-R Lernen oder S-S Lernen?



Blockierung und konfigurale Cues


Biologische Einschränkungen und angeborene Lerndispositionen

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Lidschlagkonditionierung

Applikation eines schwachen Luftstoßes (US) auf das Auge löst eine Lidschlussreaktion (UR) aus

Luftstoß wird mit einem Ton oder Lichtreiz als CS gepaart

Nach einigen Paarungen löst der CS die CR (Lidschluss) aus

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Gluck, Mercado and Myers: Learning and Memory Copyright © 2008 by Worth Publishers

Gluck, Mercado and Myers: Learning and Memory, First Edition Copyright © 2008 by Worth Publishers

Akquisition und Extinktion der Lidschlagkonditionierung

Moore & Gormezano (1961):

Akquisition und Extinktion

Lidschlagkonditionierung bei 5 Monate alten Säuglingen

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Ton

Ton

Stromschlag

Ton

Furchtkonditionierung

“Freezing”

Konditionierte emotionale Reaktionen

Prozedur 1. Ratte wird trainiert, Hebel zu drücken, um Futter zu bekommen

2. CS (Ton) für 2 min, unmittelbar gefolgt von US (leichter Stromstoß)

3. CS allein, während Ratten Hebel drücken können

Konditionierte emotionale Reaktion • Unterdrückung des aktuellen Verhaltens

(„Einfrieren“)

Suppressionsrate = (Reaktionen während CS) /

(Reaktionen während CS + Basisrate)

- 100/(100+100) = 0.5 (keine Suppression)

- 50/(50+100) = 0.33 (teilweise Suppression)

- 0/(0+100) = 0 (vollständige Suppression)

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Konditionierte emotionale Reaktion

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Konditionierte Furcht

Emotionale Reaktionen (z.B. Angst) können über klass. Kond. mit neutralen Reizen assoziiert werden

Klassisches Experiment von Watson & Rayner (1920): "kleiner Albert"

Nach heutigen Standards ethisch fragwürdig!

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Konditionierte Furchtreaktionen

Der kleine Albert (Watson und Rayner, 1920)

Der kleine Albert: 9 Monate alter Säugling

Albert zeigte keine Angst vor Ratten (NS)

Albert zeigte Furchtreaktion bei lautem Geräusch (Schlag auf Eisenstange) (US)

Konditionierung: weiße Ratte (CS) + Krach (US)

Nach 2 Paarungen wollte Albert die Ratte nicht mehr anfassen

nach 7 Paarungen starke Angstreaktion auf die Ratte (Albert schreit, versucht wegzukrabbeln) (= CR)

Angstreaktion generalisierte auf einen Hasen, einen Hund, eine Nikolausmaske, einen Pelzmantel

Angstreaktion auch noch nach 1 Monat

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Konditionierte emotionale Reaktionen

Konditionierung der elektrodermalen Reaktion

Unerwarteter lauter Ton

Lernphase

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Konditionierte emotionale Reaktionen Konditionierung der elektrodermalen Reaktion

Erhöhte elektrodermale

Reaktion (Aktivität d. Schweiss-

Drüsen) = Indikator für körperliche

Erregung (feuchte Hände)

Testphase

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Bechara et al., 1995, Science, 269, 1115-1118)

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Hippokampus

Amygdala

Die Amygdala (Mandelkern) ist an klassischen Furchtkonditionierung beteiligt

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Einige Kerne und Verbindungen der Amygdala

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Zentraler Kern der Amygdala hat efferente Verbindungen zu subkortikalen Zentren, die an der Steuerung autonomer u. endokriner Reaktionen beteiligt sind

Amygdala vermittelt Assoziation sensorischer Reize mit autonomen Reaktionen

Patienten mit einer Läsion der Amygdala zeigen keine konditionierte Furchtreaktion mehr

42 Bechara et al., 1995, Science, 269, 1115-1118)

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