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Grundlagen der Klassischen Konditionierung (Reize werden miteinander verknüpft) (Artenspezifische selektive Assoziationspräferenzen?) Pavlov: - Konditionierung biet es nur im Reaktionssystem eines Reflexes (dagegen spricht jedoch das Autoshaping/ Sign tracking?) bekanntestes Experiment mit Hund: ! - Hund sollte eine Assoziation zwischen Ton und Essen herstellen können! - dafür wurden dem Hund zwei Stimuli präsentiert! - neutraler Reiz=Ton, auch Orientierungsreiz, der keine spezifische Reaktion nach sich zieht! - unkonditionaler Reiz (US)=Futter, löst Reflex aus (Speichelausfluss), Reiz der ohne vorangegangenes Lernen eine Reaktion auslöst! - unkonditionale Reaktion (UR)=Speichel Ausfluss, angeborene Reaktion, die durch den US ausgelöst wird! - Konditionale Reiz (CS)=Ton, ursprünglich neutraler Reiz, der aufgrund mehrmaliger Kopplung mit einem US (Futter) eine erlernte Reaktion bewirkt, denn er löst bereits Speichelausfluss bei dem Hund aus, bevor er das Futter überhaupt sehen oder riechen kann! - Konditionale Reaktion (CR)=Speichelausfluss, erlernte Reaktion, die durch den CS ausgelöst wird! - Kontrollphase: neutraler Reiz -> keine spezifische Reaktion und US -> UR! - Lernphase: neutraler Reiz + US -> UR! - Lernergebnis: CS -> CR! Klassische Konditionierung wurde in einer Unmenge von Situationen und Spezies untersucht. ! Beispiele sind:! - Angskonditionierung - Lidschlag-Konditionierung - Geschmacksaversion Angstkonditionierung - Klassische Untersuchung von Watson und Rainer (1920) mit dem „kleine Aber“ (9 Monate alter Säugling)! - Annahme: Angeborene Reaktion (bzw. Reize die Emotionen wie Angst auslösen) von Säuglingen! - Albert war recht furchtlos, auch gegenüber Ratten, reagierte aber mit Angst bei lautem, metallischem Krach von hinten - US:Krach, UR:Angst, CS: weiße Ratte - nach 2 Trials (Durchgängen?) wollte Albert die Ratte nicht mehr anfassen! - nach 7 Trials massive Angsreaktion, diese generalisierte auf einen Hasen, einen Hund, eine Nikolausmaske, Baumwollbüschel, einen Pelzmantel (je ähnlicher der Reiz, desto ähnlicher die Reaktion=Generalisierung)! - => kontrollierter Zustand von Angst, hilfreich für Untersuchungen gegen Angst! - ist jede Angst, die ich erlebe aufgrund dieser (Lern-) Mechanismen entstanden?!

- Untersuchungen von Watson und Rainer mit immensen Auswirkungen auf die klinische Psychologie, aber ethisch natürlich nicht zu rechtfertigen

- daher Angstkonditionierung mit Ratten - US: kurzer, schwacher Elektroreiz, CS: Ton oder Licht, UR: „Angst“, spezies-spezifische Reaktion bei Ratten: „Einfrieren“

- dieses Einfrieren ist direkt relativ schwer zu messen! - Konditionierte Angst wir daher indirekt gemessen, und zwar wie stark der CS das Verhalten des Tieres unterdrückt! => Conditioned emotional response (CER) oder conditioned suppression! - Phase 1: Ratten werden trainiert, einen Hebel zu drücken, um Futterpillen zu bekommen! - Phase 2: 50% der Zeit CS (Ton/Licht) an, 505 der Zeit kein CS. Ratten können Hebel für Futter drücken!

- => durch diese Konditionierung erhält man ein Tiermodell für Angst -> künstliche Erforschung von Angst, hilfreich für die Untersuchungen gegen Angst (Therapieentwicklung)! Berechnung der Supressionsrate (Unterdrückungsrate) in Phase 3 = CS Antworten in Phase 3 : (CS Antworten in Phase 3 + non- CS Antworten in Phase 3)! => Supressionsrate = 0,5, wenn keine Supression (5 : (5 + 5) = 0,5)! => Supressionsrate = 0, wenn komplette Supressopn ( 0 : (0 + 0) = 0)! - je kleiner die Suppressionsrate, umso bewegungsloser die Ratte, umso größer die Angst (konditionierung)! - Alternatives Verfahren zu Futter: conditioned lick suppression (lecken/trinken mit durstiger Ratte)! Lidschlag-Konditionierung - Lidschlag ist eine frühe Komponente der Startle-response (Schreckreaktion, heftige, unwillkürliche Reaktion auf plötzlichen Reiz)! - durch Geräusch auslösbar, aber auch direkt durch leichten Luftstoß unter das Auge! - Ivkolich (1999): 2 Gruppen von 5 Monate alten Säuglingen! - CS=Ton für 250ms US=Luftstoß alle 12 Sekunden - in Gruppe 1 US am Ende von CS, in Gruppe 2 4 bis 8 Sekunden später! 1. CS und US müssen fixen zeitlichen Zusammenhang zeigen, damit Konditionierung funktioniert! 2. Lernen versus Performanz -> Säuglinge (Gruppe 1) haben bereits am ersten Tag etwas gelernt, zeigen es in ihrem Verhalten erst am zweiten Tag! Sign-tracking (auch autoshaping genannt)!

- Versuch mit Tauben, CS: Beleuchtung eines Schalters, US: Futtergabe! - Erwartung: Taube geht zur Futterbox, wenn das Licht angeht! - Tatsächliche Reaktion: Taube lernt, dass Licht etwas mit dem Futter zu tun hat und läuft immer erst zum Licht, pickt darauf, um dann zur Futterbox zu sprinten!

- Tauben picken Reize, die Futter signalisieren! - Es ist nicht egal, welchen Reiz man einsetzt -> CS muss eine angemessene Modalität und Konfiguration aufweisen !

- Sign tracking noch nicht ganz verstanden Konditionierte Geschmacksaversion - CS = unverkennbarer Geschmack von Futter - US = radioaktive Bestrahlung - UR = Übelkeit! - relevante Versuchsanordnung, siehe z.B. Chemotherapie! 1. One trial learning (Angstkonditionierung auch sehr schnell)! 2. Long delay learning (Reize können auch mehrere Std. versetzt dargeboten werden, vorausgesetzt es werden in der Zeit keine weiteren Reize dargeboten)! - zwei Gruppen wählen zwischen zwei Futtern, von denen eine einen bestimmten Geschmack aufweist, das andere einen neutralen Geschmack! - 80% wählen das Futter mit dem bestimmten Geschmack - nach dem Essen 1Std. Pause anschließend Bestrahlung -> bis zu 24 Std. Intervall! - Sham Gruppe = Kontrollgruppe (keine Bestrahlung) - nach 6 Std. wählen nur noch 15% das Futter mit Geschmack! - erst nach 24 Std. kehrt der Wert der X ray Gruppe wieder in den Bereich der Sham Gruppe

- Verständnis der Grundlagen der klassischen Konditionierung, insbesondere der

Wirkmechanismen, könnte helfen, konditionierte Geschmacksaversion bei Chemotherapie abzuschwächen und auch die „überhöhte“ Zahl an Lebensmittelallergien zu verstehen!

Exzitatorische Klassische Konditionierungsprozeduren - Angstkonditionierung! - Lidschlag-Konditionierung! - Geschmacksaversion!

- In exzitatorischen KK-Prozeduren aktiviert die

CS-Präsentation Verhaltensaspekte und neuronale Aktivitäten, die ähnlich sind, wie durch US aktivierte Verhaltensaspekte! - Prozeduren können unterschieden werden hinsichtlich des relativen Timings von CS und US! (also: Kopplung eines vorher neutralen Reizes an einen Reiz, der angeborenes Verhalten auslöst => „klassische“ klassische Konditionierung, UR ähnlich CR)! - Short-delayed conditioning: CS wird dargeboten und kurz daruaf, aber während CS noch an ist, der US! - Trace conditioning: erst CS, anschließend US

- Long-delayed conditioning: CS wird dargeboten einige Zeit später, während noch CS an ist, -

der US (keine scharfe Grenze zur kurzen Verzögerung, aber je kürzer die Verzögerung, umso effektiver das Lernen)! Simultaneous conditioning: CS und US werden gleichzeitig dargeboten (uneffektiv)! Backward conditioning: der CS wird nach dem US dargeboten (funktioniert nur bei inhibitorischer Konditionierung)!

ITI versus ISI (zeitliche Parameter) - ISI: Interstimulus Intervall (Intervall zwischen zwei Reizen (US Reize))?! - ITI: Intertrial Intervall (Unterschied zwischen zwei Reizpaaren)?!

- Die Effektivität verschiedener Prozeduren kann durch CR gemessen werden, z.B. bei CS alone

test Trials (CS wird alleine Präsentiert)! Eine Quantifizierung der CR kann erfolgen anhand, der ! 1. Größe (wie hoch springt die Ratte, wie klein ist die Supressionsrate)! 2. der Wahrscheinlichkeit (hoch, z.B. bei Geschmacksaversion)! 3. Latenz (Zeit zwischen Reiz und Reaktion) -> Operationaliserung der Konditionierung?! - Kontrollprozedur (wo nichts gelernt werden soll) muss sicherstellen, dass beobachtete Effekte nicht auf Pseudokonditionierung beruhen! - unter Pseudokonditionierung versteht man Situationen, in denen der US zu einer Sensitivierung führt, so dass der CS eine höhere Reaktivität auslöst, ohne dass eine CS-US-Assoziation gelernt wurde (oder: erzeugt der US eine allgemeine, unspezifische Erhöhung der Reaktionsbereitschaft, sodass die Reaktion auf den CS auf dieser Erregung nicht auf Lernen beruht -> Sensitivierung durch viele angsterregende Reize)! - Ideal: Kontrollprozedur, bei der gleiche Menge und Verteilung an CS und US dargeboten werden (jedoch ohne zeitlichen Zusammenhang), wie z.B random control, explicitely unpaired control - random control: gleiche Menge von CS und US, wie bei den Kontrollprozeduren aber zeitliche Abstände willkürlich -> Zufall soll dazu führen, dass nichts gelernt wird und gleiche Menge, dass gleich viel Sensitivierung und Pseudokonditionierung entstehen kann! - eplicitely unpaired control: sodass die Reize nicht zusammenpassen, z.B. US wird viele Zeit später präsentiert nach CS -> Wahrscheinlichkeit wird verringert, dass was gelernt wird!

Inhibitorische Klassische Konditionierung - Situation, in denen Probanden lernen, dass der CS die Abwesenheit des US vorhersagt (ein Organismus kann lernen, dass der bedingte Reiz (CS) an das Ausbleiben eines (exzitatorischen) unbedingten Reiz (US) gekoppelt ist)! - Vorhersagbarkeit aversiver Reize (unangenehmes, widriges Ereignis) mildert deren Wirkung! - Unvorhersagbarkeit (= Unkontrollierbarkeit) ist extrem stressend! - Beispiel: Kind hat Angst vor Donner, nicht aber wenn die Mutter dabei ist! - Beispiel Panikstörungen: Inzidenzrate 3,5% (Häufigkeitsrate), Personen können manchmal Panikattacken vorhersagen (sind entspannter), manchmal nicht ! - Craske (1995) untersuchte Angsteinschätzungen bei Patienten, die sowohl vorhersagbare als auch unvorhersehbare Panikattacken erlebten!

- Inhibitorische Konditionierung und inhibitorische Verhaltenskontrolle findet nur im exzitatorischen Kontext eines US statt!

- Standardprozeduren der Konditionierten Inhibition:!

- der CS- wird präsentiert im exzitatorischen Kontext, der durch den CS+ hergestellt wird (short delaney conditioning), z.B durch Angstentwicklung auf den CS+

- erst CS+ mit US+, dann CS+ mit CS- (gleichzeitig) aber US bleibt aus, Person lernt Ausbleiben wenn CS+ und CS- zusammen präsentiert werden!

- Also: CS- kündigt Abwesenheit des aversiven Reizes an, CS+ der eigentlich Angst auslösen sollte, ist gar nicht böse!

- CS- als Inhibitor -> soll Angst hemmen! - Alternative Prozedur: Negative CS-US Kontingenz:!

-

D.h., der US tritt nach dem CS seltener auf als ohne CS der CS signalisiert eine Reduktion der Auftretenswahrscheinlichkeit des US! der exzitatiorische Kontext wird hierbei durch die US-spezifischen Umgebungsreize erzeugt! CS kündigt auch hier wieder als CS- die Abwesenheit von US an: Beispiel Schüler wird nur geärgert wenn der Lehrer aus dem Klassenraum ist (US Periode) oder Schüler wird nicht geärgert wenn der Lehrer im Klassenraum ist (CS Periode)! US zu verschiedenen Zeiten, ähnlich wie explicity unpaired control !

=> es gibt nur einen CS (keinen CS+, der exzitatorischen Kontext herstellen könnte, deshalb wird dieser Kontext durch Reize durch die Umgebung erzeugt (z.B Surren der Lampe) Wie aber misst man die Wirkung konditionierter Inhibition Bidirektionale Reaktionssysteme gibt es kaum (Bidirektionale Reaktion: Erhöhung der Angst genauso gut wie die Hemmung der Angst)! - zB: ein System, das bei Angst steigt und bei keiner Angst sinkt (Bsp. Blutdruck/Puls)! - Aber: Theoretisches Konstrukt, weil Blutdruck fällt nicht, wenn man keine Angst hat.! => Compaund-stimulus test (summation test) - Cole (1997): lick suppression procedure! - US=Elektroreiz, Lichtreiz (A) alleine kündigt US an=A+! - Ton (X) zusammen mit Licht kündigt US-Abwesenheit an = AX-! - weiterer Ton (B) alleine kündigt US an = B+! - dritter Ton (Y) wird während des Trainings nicht benutzt! - „Verbindungsreize“ (Compound Stimulus) um zu untersuchen, welcher Reiz stärkere Kontrolle über das Verhalten hat, bietet man in nachfolgenden Testdurchgängen jeweils nur eine Komponente der Verbindungsreize dar! Drei mögliche Erklärungen:! 1. X ist ein Inhibitor und hemmt Angst! 2. Individuum lernt, dass es immer wenn zwei Reize gleichzeitig auftreten, keine Angst haben muss! 3. Kombination aus genau diesen beiden Reizen (A und X) zeigt, dass es keine Angst haben muss! Ergebnis (von größter zu kleinster Angst): BY-A-B-AX-BX - da BY eine Kombination aus zwei Reize ist und trotzdem die meiste Angst erzeugt, ist die zweite These falsch!! - Da auch B durch X inhaliert wird (sogar stärker als A durch X) ist auch These drei falsch! => Beweis, dass X ein Inhibitor für Angst geworden ist! => Retardation of Acquisition Test - Cole et al. nutzen in einer zweiten Experimentalphase die Reize X (kondtionierter Inhibitor) und Y in einer neuen Kammer als CS+ Reize, die den US ankündigten, also als exzitatorische Reize eingesetzt werden! - Drei Wiederholungen: X löst danach (in CS alone Trias) deutlich weniger Angst aus als Y! -> Es ist schwierig einen konditionierten inhibitorischen Reiz zu einem exzitatorischen zu machen als einen neutralen Reiz - nach genügend Wiederholungen ist auch X ein exzitatorischer Reiz??? - Aber Test alleine nicht überzeugend, Bekanntheit des Tones nicht berücksichtigt

Mechanismen der Klassischen Konditionierung - Was macht einen Reiz zu einem effektiven US?! - und noch wichtiger, was mach einen Reiz zu einem effektiven CS?! - Und, was macht einen Reiz zu einem ineffektiven Reiz! Der Verhaltenseinfluss eines Reizes hängt von seiner Neuigkeit ab (siehe Habituation)

- CS-preexposure effect (latent inhibition) , Präsentieren des CS als neutralen Reiz, mehrmals

vor der Darstellung von US, ohne Konsequenzen -> hemmt das Lernen, ähnlich wie Habituation

- US-preexposure effect, mehrmaliges Präsentieren von US, ohne Kopplung mit CS?

CS und US Effektivität hängen von ihrer Intensität ab => weniger effektiv? ! - Intensität ist ein Faktor, der Salienz bedingt (=Auffälligkeit, bedeutet in der Psychologie, dass ein Reiz, z.B. ein Objekt oder eine Person, aus seinem Kontext hervorgehoben und dadurch dem Bewusstsein leichter zugänglich ist, als ein nicht-salienter Reiz, beinhaltet auch emotionale Komponenten) - Weiterer Faktor: Relevanz für biologisches Bedürfnis (need) - Bedürfnis Relevanz! - weiter Faktor: ökologische Validität (Reize, die für das Tier von Relevanz sind, geometrische Figuren: geringe ökologische Relevanz, giftige Beeren hohe Validität))! - Problemm: Salienz ist schlecht definiert, u.a. bedingt durch Intensität, Bedürfnisrelevanz, Realitätsnähe…! => Neuigkeit, Salienz und CS-US Relevanz (belongingness): -> wie gut passen US und CS zusammen ! - Garcia und Koelling (1966): Ratten Angstkonditionierunh! - Gruppe 1: Lernen von peripherem Schmerz (Elektroreiz am Fuß)! - Gruppe 2: Lernen von Krankheit (Medikamenten induzierte Übelkeit)!

-CSa=Trinkwassergeschmack, CSb= audiovisueller

Reiz! -erst zusammen präsentiert, dann einzeln -> Geschmack wird schneller mit Übelkeit assoziiert und audiovisueller Reiz eher mit Schmerz -> CS-US Relevanz (stärkere Aversionen)! -Verknüpfungen mit Angst kann einfach oder schwierig sein!

-Gemberling und Domjan (1982): Der Effekt lässt sich bei Ratten eine tag nach der Geburt zeigen => genetische Prädisposition - CS-US Relevanz Effekte lassen sich auch bei konditionierter Angst zeigen, sowohl bei Affen (Cook & Mineka, 1990) als auch bei Menschen (Öhmann, 1995) Das Konzept der biologischen Stärke - Schon Pavlov ging davon aus, dass erfolgreiche Klassische Konditionierung nur dann möglich ist, wenn der CS (eigentlich NS) eine geringere „biologische Stärke“ aufweist als der US! - geringere biologische Stärke bedeutet, dass der CS weniger und schwächere Reaktion auslöst als der US - eine ableitbare Vorhersage dieser Idee ist die Möglichkeit der Konditionierung höherer Ordnung!

- Kaskade von Konditionierungsvorgängen: auf den ersten CS (Konditionierung erster -

Ordnung) wird ein weiterer CS konditioniert (ohne weiteren US, Konditionierung zweiter Ordnung)! Konditionierung zweiter Ordnung ist ähnlich wie inhibitorische Konditionierung! Kritischer Faktor: relativer Anteil der non- US Trials =>gering: exzitaotrische Konditionierung zweiter Ordnung, =>hoch: Konditionierte Inhibition????!

Sensorische Vorkonditionierung (sensory preconditioning) - Beispiel: Zimt- und Vanille Geschmack werden wiederholt gepaart! - dann konditionierte Geschmacksaversion mit Zimt allein! - dann Präsentation von Vanille allein =?! - starke Assoziation von Vanille mit Zimt, könnte auch Übelkeit auslösen, obwohl es nie mit dem US präsentiert wurde! - wichtig: raumzeitliche Kontinuität von Zimt und Vanille! - Gegenkondtionierung: Gelernter CS wird mit appetitivem Reiz gepaart, die Angst nimmt ab (biologische Stärke des appetitiven Reizes muss größer sein als der angstauslösende Reiz) ! Was bestimmt die Beschaffenheit der CR? - Pavlov’s Annahme: Reizsubstitutionsmodell (Reizersetzung)????? - die CS-US Assoziation macht aus dem CS einen USErsatz! - Konditionierung schafft funktional neue Nervenverbindungen - wenn korrekt, dann sollte ein und derselbe CS unterschiedliche CRs auslösen, wenn er mit unterschiedlichen US gepaart wird! - UR und CR sollten sich ähnlich sein und dürfen sich nicht hinsichtlich der Qualität/Richtung unterscheiden -> nur Größe, Wahrscheinlichkeit etc.! Jenkins und Moore (1973)! - US1=Korn, UR1=schnelles, hartes Picken, Mund geöffnet in Abhängigkeit der Korngröße! - US2=Wasser, UR2=Schnabel fast geschlossen, gelegentliches öffnen zum Saugen! - CS=Beleuchtung einer Taste! - in beiden Fällen CR=picken auf die Taste (Sign-Tracking), Form aber US- abhängig! - Dies ist aber kein (!) starker Beleg für das Reizsubstitutionsmodell, da auch die Idee eines S-RLernens der Klassischen Konditionierung vorhersagen würde, dass das funktioniert! Kritik: - Experiment von Timberlake und Grant -> CS als Determinator der CR ! - US = Futter, CS = Darbietung einer anderen Ratte vor der Futtergabe.! - Erwartung laut Reizsubstitutionsmodell: CS löst nagen aus, da US die CR bestimmt. (CR ist der UR ähnlich)! - Beobachtung: Ratte nimmt Kontakt mit der präsentierten Ratte auf (sieht durch klassische Konditionierung Reiz-Ratte als wichtig/verehrungswürdig an, da sie ihr Futter „bringt“) ! - Man könnte annehmen, dass die Reiz-Ratte eine höhere biologische Stärke für die Versuchsratte hat als das Futter, aber: In random control und explicitely unpaired control wurde die Reiz-Ratte von der Versuchsratte nicht weiter beachtet -> keine hohe biologische Stärke! - Realität ist komplexer als Pavlov erklären kann.

Lernen und Homöostase: Ein Spezialfall der Reizsubstitution - Homoöstase: Kompensatorische Reaktion durch negative Rückmeldung (negative feedback loop)! - oder: Gleichgewichtszustand der durch bestimmte Reize verändert werden kann -> Gleichgewicht außer Kontrolle -> Homöostase reagiert mit körperlichen Mechanismen/ Reaktionen (z.B bei Hunger)! - relativ langsam und ineffizient, da Prozess erst einsetzen kann, nachdem der homöostatische Schwellenwert verletzt wurde! - Idee: CR als kompensatorische Antwort (feedforward compensatory adjustment) ! - Shepard Siegel vertritt seit über 20 Jahren die Ansicht, dass eine konditionierte homöostatische Kompensation die Basis von Drogenwirkung, Toleranz und Sucht darstellt! - Siegel geht noch weiter, er macht klassische Konditionierung verantwortlich für Toleranz/ Gewöhnung , Abhängigkeit, und für Drogentote durch Überdosis/unreine Drogen - Diese Effekte werden traditionell pharmakologisch erklärt! - (A): Wirkung beim ersten Mal nehmen, z.B. Blutdruck wird gesengt! - (B) bei öfteren Konsumieren -> Wirkung nimmt ab, alternative Erklärung Körper gewöhnt sich an das Medikamenten oder…! - (C) durch CS, z.B Umgebungsreize wie Knistern der Verpackung, geben dem Körper Signal, dass Schwellenwert überschritten wird -> Homöostase als Gegenreaktion, Blutdruckmittel wirkt wie immer, aber der Körper wirkt dagegen -> Nettowirkung! -CR als kompensatorische Antwort oder konditionierte Gegenreaktion (Blutdruck-Ansteigung)! - nur Teile von Sucht geht auf klassische Konditionierung zurück =>...