Allgemeine Psychologie 1 grundlegende Prozesse der visuellen Wahrnehmung PDF

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Zusammenfassung der Inhalte aus der Prüfungsliteratur "Cognitive Psychology" von Eysenck zum Kapitel "grundlegende Prozesse der visuellen Wahrnehmung"...

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Allgemeine Psychologie 1 – Grundlegende Prozesse der visuellen Wahrnehmung 1. Vom Auge zum Cortex - Lichtwellen gelangen durch die Hornhaut zur Iris, Menge des einströmenden Lichts wird festgelegt durch die Pupille (Öffnung der Iris) - In der Linse wird das Licht gebrochen - Linse ist anpassungsfähig (> Akkomodation) und dient der Fokussierung - Auf der Retina befinden sich zwei Arten von visuellen (Photo-)Rezeptoren: Zapfen (Farbwahrnehmung) und Stäbchen (Hell-Dunkel-Wahrnehmung) - Ganglienzellen erhalten Input von vielen Stäbchen und wenig Zapfen - Axone der Ganglienzellen bilden die Sehnerven, die das Auge am blinden Fleck verlassen und am Chiasma opticum kommt es zur teilweise Überkreuzung der Sehnerven - Innerhalb des Gehirns laufen sie als Tractus opticus weiter zum lateralen genicularem Nucleus des Thalamus (seitlichen Kniehöcker, LGN) in der jeweiligen Hemisphäre - Die Axone des Sehtrakts teilen sich auf die parvozelluläre Bahn (sensitiver für Farbe und Details, eher den „Was“-Weg) und die magnozelluläre Bahn (sensitiver für Bewegung, eher den „Wie“-Weg) auf > verfügen aber über zahlreiche Verbindungen - Durch den LGN erreichen die Informationen schließlich den primären visuellen Cortex V1 im Occipitallappen, um sich von dort in weitere visuelle Bereiche des Cortex zu verteilen - Visueller Cortex wird repräsentiert durch rezeptive Felder: Rezeptives Feld = Bereich der Retina, desssen Photorezeptoren das Entladungsverhalten des Neurons unmittelbar beeinflussen - Laterale Inhibition: Aktivität in einem Neuron reduziert die Aktivität in einem nachgeschalteten/benachbarten Neuron > scharfes Kantensehen, Kontrastverstärkung - Zwei Arten von Ganglienzellen: On-Center-Zellen (feuern bei Licht im Zentrum und Dunkelheit in der Peripherie) und Off-Center-Zellen (andersherum) - Einfachzellen (nach Hubel und Wiesel): überwiegend rechteckige On- und Off-CenterZellen, reagiert nur auf gewisse Orientierung des Stimulus - Komplexe Zellen (nach Hubel und Wiesel): fassen die Informationen mehrerer Einfachzellen zusammen, größere rezeptive Felder - Cortikale Zellen liefern mehrdeutige Informationen; es müssen die Informationen mehrerer Zellen berücksichtigt werden, um eindeutige Aussagen zu machen - Retinotopie: Anordnung der rezeptiven Felder im Cortex äquivalent zu der in der Retina - Initiale Feedforwardschleife: startet in V1 und V2, Verarbeitung in umgekehrter Reihenfolge, erhöht die Bewusstheit der visuellen Wahrnehmung 2. Funktionale Spezialisierung (functional specialisation theory, Zeki) - V1 und V2: frühe Verarbeitung visueller Informationen; verschiedene Zellgruppen, die auf Farbe und Form reagieren - V3 und V3a: Areale, deren Zellen auf Formen (insbesondere von Objekten in Bewegung), aber nicht auf Farbe reagieren - V4: Zellen reagieren überwiegend auf Farbe, aber auch auf Linienorientierung, Läsionen in diesem Bereich führen zu Achromatopsie oder visuell-räumlichen Beeinträchtigungen - V5: Areal, das auf Bewegung spezialisiert ist (bei Menschen auch MT oder MST genannt)

a) Formverarbeitung: durch V1, V2, V3 und V4, endet im inferotemporalen Cortex, es wird angenommen, dass Neuronen in anterioren Regionen des inferotemporalen Cortex sich in Objektselektivität und Toleranz (gegenläufig: Hohe Objektselektivität, niedrigere Toleranz) unterscheiden > dadurch Kategorisierung und genaue Identifikation möglich b) Farbverarbeitung: insbesondere, aber nicht ausschließlich durch V4 (auch V1 und V2), Forschung über Achromatopsie-Patienten und bildgebende Verfahren) c) Bewegungsverarbeitung: inbesondere in V5 bzw. MT (in einem Untersulcus direkt unter dem superioren temporalen Sulcus, Konklusionen durch bildgebende Verfahren, transkranielle Magnetstimulation und Akinetopsie-Patienten) sowie MST (insbesondere für visuelle Anleitung beim Gehen), außerdem V3a und andere Regionen - First-order-Bewegungen: bewegtes Objekt vor einem Hintergrund anderer Helligkeit - Second-order-Bewegungen: bewegtes Objekt vor einem Hintergrund gleicher Helligkeit  Unterschiedliche Wahrnehmungsmechanismen > Adaption von Neuronen auf wiederholte first-order oder second-order Darbietungen, aber nicht, wenn diese abwechselnd dargeboten werden (Läsionsstudien und Adaptionstests)  Bindungsproblem: Wie werden die verschiedenen Informationen der spezialisierten Bereiche integriert? 1. Weniger funktionale Sepzialisierung/mehr Querverbindungen als angenommen 2. Synchronitötshypothese: Annahme, dass alle Bereiche gleichzeitig feuern, die an einem bestimmten Objekt arbeiten > Beweislage sehr strittig 3. Annahme, dass Antwortmuster der Zellen den Objektbezug wiederspiegelt 3. Zwei visuelle Systeme: Perception-Action-Theory (Milner und Goodale) - Vision-for-perception-System in Form des ventralen Verarbeitungsweges (Identifikation von Objekten) > visuelle Wahrnehmung - Vision-for-action-System in Form des dorsalen Verarbeitungsweges (zur Orientierung zur Handlungs- und Reaktionsvorbereitung) > Visuomotorik  Klinische Hinweise durch Krankheitsbilder der optischen Ataxie (Ausfall der dorsalen Route) und der visuellen Agnosie (Ausfall der ventralen Route) sowie experimentelle Befunde zu optischen Täuschungen - Müller-Lyer-Illusion: 1. Matching-Aufgabe: Probanden sollen Länge des Schafts mit den Fingern zeigen > braucht vision-for-perception-system 2. Grasping-Aufgabe: Probanden sollen die Zielfigur der Länge nach schnell greifen > braucht vision-for-action-system  Es gibt einen Effekt bei der Matching-Aufgabe, aber nicht bei der Grasping-Aufgabe. - Tiefenumkehr (Hollow-Face-Illusion): konkaves Gesicht wird insbesondere beim Zeichnen und auch beim langsamen Zeigen eines Zielpunkts auf dem Gesicht als konvexes wahrgenommen, beim schnellen Schnipsen in die Richtung als konkaves  Laut Milner und Goodale wirken visuelle Illusionen auf das vision-for-perception System, während der Mensch im Alltag auf äußere Gefahren mit dem vision-for-action System reagiert. Handlungen umfassen oft allerdings auch beide Systeme.  Zweckdienliches (vs. effektives) Greifen hängt vom ventralen Pfad ab (benötigt Wissen über die Objekte)  Einbezug des ventralen Pfades wird wahrscheinlicher: wenn Zeit vorhanden ist um zu planen, Gedächtnisprozesse benötigt werden, wenn eine Handlung neu ist

4. Farbwahrnehmung - Hilft, Objekte von ihrem Hintergrund abzuheben, sie zu erkennen und zu kategorisieren - Farbe setzt sich zusammen aus: Farbton, Helligkeit (Intensität) und Sättigung 4.1. Trichromacy-theory: - Drei verschiedene Zapfen-Rezeptoren in der Retina, die lichtsensitive Fotopigmente enthalten: für kurzwelliges Licht (blau), mittelwelliges Licht (gelb-grün) und langwelliges Licht (orange-rot) - Durch Verrechnung der Aktivitäten der verschiedenen Typen andere Farben - Individuen mit Farbschwäche fehlt meist eine Rezeptorart bzw. ist nicht intakt 4.2. Opponent-process-theory (Hering, 1878): - Farbe über die Mischung über drei Kanäle von Extremen: Rot-Grün-Kanal, Blau-GelbKanal und Schwarz-Weiß-Kanal (achromatischer Kanal) - Langes Betrachten einer Farbe produziert extreme Aktivität in einem Extrem, bei Blick auf einen weißen Hintergrund, schlägt das Gegenextrem des Kanals dann durch - Erklärt Farbschwächearten: Rot-Grün-Schwäche, wenn lang- oder mittelwellige Zapfen nicht vorhanden/intakt, Blau-Gelb-Schwäche, wenn kurzwellige nicht vorhanden/intakt 4.3. Dual-process-theory (Hurvich und Jameson, 1957): - Kombination aus trichromacy und opponent-process theory - Signale der drei verschiedenen Rezeptortypen gelangen zu den Gegenspielerzellen mit drei Kanälen: - Achromatischer Kanal: verbindet die Aktivität von mittel- und langwelligen Zapfen - Blau-Gelb-Kanal: errechnet die Differenz zwischen mittel-/langwelligen Zapfen und kurzwelligen Zapfen, Richtung der Differenz ergibt, ob etwas blau oder gelb gesehen wird - Rot-Grün-Kanal: errechnet die Differenz der Aktivitätslevel von mittel- und langwelligen Zapfen, Richtung der Differenz ergibt, ob etwas rot oder grün gesehen wird  Viele Hinweise auf Gültigkeit der Dual-process-theory, aber Theorie sehr vereinfacht 4.4. Farbkonstanz - Tendenz, ein Objekt als konstant gleichfarbig wahrzunehmen, obwohl sich die Betrachtungsumstände verändern - Retinex Theory (Land): Entscheidung über die Farbe hängt vom Vergleich der Reflektivität des Objektes mit der des Hintergrundes ab - Darauf aufbauend Foster und Nescimento: Farbkonstanz durch gleichbleibendes ZapfenExitations-Verhältnis - Fokussierung auf den Kontext höhere Farbkonstanz als bei Fokussierung auf den Stimulus - Weitere wichtige Faktoren: Chromatische Adaptation an Licht-/Farbverhältnisse der Umgebung, Top-down-Einflüsse (V4), lokaler und globaler Kontrast, Wissen über die üblichen Farben von Objekten - Flexibilität des visuellen Systems: Mensch in der Lage eine objektive als auch subjektive Bewertung zu fällen  Es fehlt eine umfassende Theorie zur Integration der Faktoren und der entsprechende Gehirnareale noch nicht lokalisiert.

5. Tiefenwahrnehmung 5.1. Monokulare Hinweisreize: - brauchen nur ein Auge zur Verarbeitung - piktografisch, z.B. lineare Perspektive, Luftperspektive, Überschneidung von Objekten, Schatten, bekannte Größen, Bewegungsparallax> nähere Objekte bewegen sich schneller 5.2. Binokulare Hinweisreize: - benötigen beide Augen zur Verarbeitung, weil aus der Differenz der Bilder beider Retinas die Tiefe berechnet werden kann (Stereopsis) > weniger effektiv je größer der Abstand - vermutlich werden ventrale und dorsale Verarbeitungsroute dafür benötigt - beide verarbeiten absolute Disparität (Unterschiede des Bildes eines Objektes auf beiden Augen) und relative Disparität (Unterschiede in der absoluten Disparität zweier Objekte) - dorsale verarbeitet nur grundlegend, die ventrale Route nimmt genauere Analyse vor 5.3. Okulomotorische Hinweisreize: - Sind kinästhetisch und benötigen daher außerdem muskuläre Kontraktionen rund um das Auge (Konvergenz, Akkomodation) > nur hilfreich bei kurzen Abständen  Integration der verschiedenen Tiefenhinweise: Addition (bestätigt von Bruno und Cutting, 1988), Selektion bei widersprüchlichen Hinweisen Jacobs (2002): flexible Einschätzung der Hinweisreliabilität > Je weniger uneindeutig und je konsistenter mit anderen Hinweisen, desto reliabler. - Mittelwerte aller Informationen zu bilden macht keinen Sinn - Integration vermutlich im caudalen intraparietalen Sulcus 6. Größenkonstanz - Size-distance-invariance-theory: Für die Größe eines retinalen Bildes ist die wahrgenommene Größe des tatsächlichen Objekts proportional zur wahrgenommenen Distanz des Objekts von Bedeutung. - Größenwahrnehmung und –konstanz hängen hauptsächlich von der wahrgenommenen Distanz ab, weitere Faktoren sind Horizont, Komplexität der Szene, absichtsvolle Interaktionen, Bekanntheit - Größeneinschätzung bei nahen Objekten besser als bei Fernen, bei bekannten besser und am besten bei bekannten Objekten unveränderlicher Größe - Keine Theorie über die Integration der Informationen 7. Wahrnehmung ohne Bewusstsein - Blindsehen: Patienten mit Läsionen des V1 sind in der Lage auf visuelle Stimuli zu reagieren, obwohl diese nicht bewusst gesehen werden - Läsionen in V1 führen zu stark reduzierter Aktivität in nachfolgenden Arealen, es gibt jedoch Routen vom Auge ins Gehirn, sodass cortikale Mechanismen nicht notwendig sind - Blindsehen-Patienten nutzen vermutlich den Trakt, der den LGN mit der ipsilateralen Area V5/MT verbindet, die V1 umgeht - Es kommt fast ausschließlich in der dorsalen Route zu Aktivierung, bei bewusster visueller Wahrnehmung vor allem auch Aktivität der ventralen Route - Action-blindsight vs. Attention-blindsight vs. Agnosopsia vs. Affective blindsight - Unterbewusste Wahrnehmung: Prozesse unterhalb der Bewusstseinsschwelle - Subliminale Wahrnehmung: Wahrnehmung ohne Bewusstsein

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Möglichkeiten der subliminalen Präsentation eines Stimulus:  Stimulus sehr schwach/leise präsentieren sehr kurz präsentieren oder Zielreiz durch einen zweiten Reiz maskieren, der ihm unmittelbar nachfolgt Zahlenpräsentation, VPN soll entscheiden, ob die Zahl größer oder kleiner als 5 ist, vorherige 29ms lange Präsentation von verdeckten, richtungskongruenten oder -inkongruenten Zahlen, Durchgänge mit und ohne initiierenden Hinweis  VPN reagierten schneller in der richtungskongruenten Bedingung, wenn es einen initiierenden Hinweis gab Kriterien nach den entschieden wird, ob ein Reiz bewusst geworden ist: subjektive (Unvermögen zu berichten) vs. objektive Schwelle (forced-choice-decisions)...