Allgemeine Psychologie – Wahrnehmung

Kapitelübersichten


Kapitel 1

Einführung


Zusammenfassung

Wahrnehmung kann als Schnittstelle zwischen Individuum und Außenwelt angesehen werden. Die Interaktion von Reizenergien mit den Rezeptoren der Sinnessysteme führt zur Bereitstellung wichtiger Informationen zur Handlungssteuerung sowie einem anschaulichen Erleben der vermeintlichen Beschaffenheit unserer Umwelt. Die Wahrnehmungsforschung greift auf Introspektion, Verhaltensanalyse und physiologische Messmethoden zurück. Eine wichtige Frage in diesem Zusammenhang bezieht sich auf die Unterspezifikation des äußeren Reizobjekts (distaler Reiz) durch die Repräsentation am Rezeptororgan (proximaler Reiz). Erklärungsansätze unterscheiden sich hinsichtlich des Ausmaßes der angenommenen Beteiligung kognitiver Prozesse beim Zustandekommen des Wahrnehmungsinhalts. Wahrnehmung weist enge Beziehungen zu Gedächtnis-, Aufmerksamkeits- und Handlungsprozessen auf.


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Kapitel 2

Psychophysik: Messung der Wahrnehmungsempfindung


Zusammenfassung

Die Psychophysik versucht, den Zusammenhang zwischen der physischen und der psychischen Welt zu erfassen. Es wurden verschiedene Methoden entwickelt, um eine quantitative Beziehung zwischen den Merkmalen von äußeren Reizen und den zugehörigen inneren Empfindungen aufzustellen. Frühe experimentelle Arbeiten beziehen sich auf Fragen nach der minimal nötigen Intensität eines Reizes, die für eine Wahrnehmungsempfindung vorliegen muss (Absolutschwelle) sowie nach der Intensitätsdifferenz, die für eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Reizen notwendig ist (Unterschiedsschwelle). Die psychophysische Funktion stellt eine Transformationsgleichung dar, die den Zusammenhang zwischen einer bestimmten physikalischen Intensität eines Reizes und der Stärke der Empfindung spezifiziert. Legt man die Unterscheidbarkeit von Reizen als Einheit der inneren Skala zugrunde, ergibt sich eine logarithmische Beziehung. Die Anwendung direkter Schätzverfahren führt hingegen zu Transformationsgleichungen in Form von Potenzfunktionen. Die Signalentdeckungstheorie ermöglicht es, den Einfluss von Empfindung und Antworttendenz auf das Antwortverhalten in Wahrnehmungsexperimenten unabhängig voneinander zu schätzen. Bei der Vorgabe eines konstanten Reizes kann sich das Perzept verändern; insbesondere in Abhängigkeit der Vorerfahrung.


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Kapitel 3

Allgemeine Prinzipien sensorischer Systeme


Zusammenfassung

Unterschiedliche Arten von Reizenergien werden durch spezialisierte Rezeptoren in den Sinnesorganen aufgenommen und in Nervenimpulse umgewandelt. Diese Sinnesinformationen werden übe zwischengeschaltete Neurone in modalitätsspezifische Areale der Großhirnrinde geleitet. Die Übertragung der Information zwischen Neuronen erfolgt durch den Austausch von Transmittern an den Synapsen der Zellen. Hierdurch kann es zur Erregung oder zur Hemmung nachgelagerter Neurone kommen; die Summe der Einflüsse, die auf ein Neuron einwirken, entscheidet darüber, ob es selbst ein Aktionspotenzial ausbildet. Neurone können auf unterschiedliche Art miteinander verschaltet sein. Konvergente Verschaltung erhöht die Empfindlichkeit, vermindert aber das Auflösungsvermögen; laterale Hemmung führt zu einer Kontrastverstärkung an der Grenze zwischen Bereichen von unterschiedlicher Reizintensität. Die Sinnessysteme verfügen über eine Vielzahl von Mechanismen um sich an aktuelle Umgebungsbedingungen anzupassen. Dauerhafte Stimulation wie auch künstliche Reiztransformationen führen zur sensorischen Adaptation sowie zu negativen Nacheffekten. Der dauerhafte Wegfall der Stimulation eines Rezeptororgans geht mit einer Reorganisation der zugehörigen kortikalen Verarbeitungsgebiete einher.


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Kapitel 4

Das visuelle System


Zusammenfassung

Am Anfang des Prozesses der visuellen Wahrnehmung steht die Reaktion der Zapfen und Stäbchen der Netzhäute, die auf den Einfall von Licht ins Auge erfolgt. Die visuelle Information wird in den okzipitalen Kortex weitergeleitet. Da sich auf diesem Weg die Fasern des Sehnervs partiell kreuzen, geht dieser Vorgang mit einer Projektion linken und rechten Hälften des Sehfeldes in die jeweils gegenüberliegende Hirnhälfte einher. Rezeptive Neuronenfelder in der Netzhaut und im Corpus geniculatum laterale (CGL) haben oftmals die Form konzentrischer Kreise mit einem Zentrum-Umfeld-Antagonismus. Mit wachsendem Abstand vom Rezeptororgan weisen Zellen rezeptive Felder auf, die auf immer kompliziertere Reize reagieren. Die Zellen der Sehrinde sind nach bestimmten Prinzipien angeordnet. Zudem herrscht eine ausgeprägte Arbeitsteilung zwischen verschiedenen Hirnarealen mit Spezialisierungen für z. B. Farb- oder Bewegungsverarbeitung. Schädigungen des visuellen Kortex führen zu einem gewissen Verlust des bewussten Wahrnehmungseindrucks, bestimmte reizbezogene Handlungsfähigkeiten können jedoch erhalten bleiben.


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Kapitel 5

Farb- und Helligkeiteswahrnehmnung


Zusammenfassung

Menschen können etwa zwei Millionen verschiedene Farben unterscheiden. Diese können anhand der Dimensionen Farbton, Helligkeit und Sättigung in einem Farbraum angeordnet werden. Die Wahrnehmung von Farbe hängt mit der Wellenlänge des Lichts, das ins Auge fällt, zusammen. In der Retina gibt es drei verschiedene Zapfentypen, deren Aktivitätsmuster die einzelnen Farbtöne codiert. Deshalb kann der Farbeindruck, der aus einer spezifischen Zusammensetzung von Wellenlängen resultiert, auch durch Mischung bestimmter anderer Wellenlängen hervorgerufen werden. Die drei Zapfentypen sind so verschaltet, dass die Farben Blau und Gelb sowie Rot und Grün als Gegenfarben verarbeitet werden. Aus diesem Grund sind Phänomene wie der Simultankontrast und farbige Nachbilder möglich. Der Farbton und die Helligkeit einer Oberfläche werden trotz veränderter Beleuchtungsbedingungen als weitgehend gleichbleibend wahrgenommen. Die Reizbeschaffenheit angrenzender Bereiche sowie die Anwesenheit von identifizierbaren Schatten beeinflusst allerdings die Farb- und Helligkeitswahrnehmung. Farb- und Helligkeitskonstanz können zum Teil dadurch erklärt werden, dass veränderte Beleuchtungsbedingungen zumeist das Verhältnis zwischen der reflektierten Lichtintensität von der Objektoberfläche und von der Umgebung nicht verändern. Zudem werden Hinweise auf die vorherrschenden Beleuchtungsverhältnisse in die Bestimmung der Helligkeit mit einbezogen.


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Kapitel 6

Die Tiefe des Raums und die Größe der Objekte


Zusammenfassung

Dem visuellen System stehen unterschiedliche Tiefenhinweise zur Verfügung, um aus den „flachen“ Netzhautbildern einen dreidimensionalen Eindruck der visuellen Umwelt aufzubauen. Einige dieser Hinweise sind bereits in den Netzhautinformationen eines einzelnen, unbewegten Auges enthalten. Andere entstehen dadurch, dass sich die Netzhautprojektionen durch Eigenbewegungen systematisch in Abhängigkeit von der Entfernung der distalen Reize verändern. In ähnlicher Weise enthält die Diskrepanz zwischen der Projektion in das linke und in das rechte Auge Informationen über die Entfernung des zugrunde liegenden Reizes. Eine künstliche Erzeugung einer solchen Querdisparation in flachen Reizvorlagen führt zu räumlichen Empfindungen. Zudem können auch extraretinale Informationen, wie der Konvergenzwinkel oder der Krümmungsgrad der Linse, zur Abschätzung der Entfernung eines fixierten Gegenstands herangezogen werden. Eine Reihe von Befunden weist darauf hin, dass bei der Wahrnehmung der Größe von Objekten die Größe des Netzhautbildes mit der wahrgenommenen Entfernung verrechnet wird. Hierdurch kann es bei Fehleinschätzungen der Entfernung zu gravierenden Größentäuschungen kommen.


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Kapitel 7

Organisationsprinzipien


Zusammenfassung

Wahrnehmung ist ein konstruktiver Prozess, der aus einem kaum überschaubaren, vieldeutigen Muster unzusammenhängender Reizereignisse einen eindeutigen Eindruck klarer, voneinander abgrenzbarer Formen und Gestalten aufbaut. Dieser Eindruck stellt jeweils nur eine von unzähligen verschiedenen Möglichkeiten der Strukturierung einer Reizvorlage dar. Hierzu müssen zunächst verschiedene Regionen einer Reizvorlage einer im Vordergrund stehenden Figur oder dem (ungeformten) Hintergrund zugeordnet werden. Zudem gilt es, „Figurelemente“ zu zusammenhängenden Gestalten zu gruppieren. Mittels einfacher Reizvorlagen konnten verschiedene Gruppierungsprinzipien identifiziert werden. Zur Erklärung nimmt das Minimum-Prinzip an, dass der sich ergebende Wahrnehmungseindruck in gewisser Weise die einfachste Form der Beschreibung der vorliegenden Reizinformation darstellt. Dagegen liegt dem Likelihood-Prinzip die Vorstellung zugrunde, dass der Wahrnehmungseindruck auf unbewussten Schlussfolgerungen basiert, die für einen bestimmten proximalen Reiz die wahrscheinlichste Interpretation in Hinblick auf den ihm zugrunde liegenden distalen Reiz hervorbringen. Der Wahrnehmungseindruck eines lokalen Reizausschnittes ist durch eine Fülle räumlicher und zeitlicher Kontextvariablen beeinflussbar. Hierbei ist die Frage nach den spezifischen Mechanismen dieser Einflüsse – insbesondere nach der Prozessstufe, auf welcher Top-down-Einflüsse wirksam werden – der Gegenstand noch andauernder Diskussionen.


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Kapitel 8

Der Abgleich mit dem Gedächtnis: Muster- und Objekterkennung


Zusammenfassung

Die Identifikation von Objekten und die Zuordnung von Reizen zu einer Reizkategorie stellen wichtige Funktionen der Wahrnehmung dar. Maßgebliche Fragen hinsichtlich dieser Erkennensleistungen beziehen sich auf die Gedächtnisrepräsentation von Objekten und die Weise, auf die die zum Abgleich mit diesen Repräsentationen notwendigen Merkmale der am Sinnesorgan vorliegenden Reizinformation entnommen werden. Hierbei ergibt sich eine besondere Problematik aus der Mannigfaltigkeit der Darstellungsvarianten und Ansichten, welche das Erkennen desselben Objekts oder eines Exemplars derselben Objektklasse erlauben. Einige Erklärungsmodelle gehen davon aus, dass zunächst relativ ansichtsunabhängige Merkmale von Reizkomponenten festgestellt werden und, daran anknüpfend, der Aufbau einer objektzentrierten dreidimensionalen Repräsentation erfolgt. In anderen Modellen erfolgt das Erkennen anhand gespeicherter ansichtsspezifischer Objektrepräsentationen, zwischen denen im Falle einer neuartigen Ansicht interpoliert werden muss. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Erkennensleistungen in Abhängigkeit vom Blickwinkel erklären. Menschliche Gesichter stellen eine spezielle Klasse von zu erkennenden Objekten dar, die vermutlich in besonders holistischer Weise verarbeitet werden. Das Erkennen geschriebener Wörter erfolgt dagegen in analytischerer Weise und geht mit der Identifikation der einzelnen Buchstaben einher.


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Kapitel 9

Bewegungswahrnehmung


Zusammenfassung

Bestimmte Veränderungen in unserer Reizumgebung werden als Bewegung wahrgenommen. Hierzu gehört die innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereichs erfolgende kontinuierliche Positionsverlagerung eines Objekts, aber auch die rasche Abfolge aufeinander abgestimmter Einzelbilder eines Films. Phänomenale Eindrücke wie Adaptation und Nachbilder weisen in Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus physiologischen Untersuchungen auf bestimmte neuronale Verarbeitungsstrukturen hin: Bei dauerhafter Betrachtung einer Reizstruktur, die sich in eine bestimmte Richtung bewegt, kommt es offensichtlich zur Ermüdung der Neuronen, die diese Bewegungsrichtung repräsentieren. Zudem scheint sich sich die wahrgenommene Richtung der Bewegung aus dem Wettstreit von Neuronen, die unterschiedliche Bewegungsrichtungen kodieren, zu ergeben. Um feststellen zu können, ob ein Reizobjekt sich bewegt, reicht es nicht aus, die zugehörige Veränderung des proximalen Reizes zu bestimmen, da diese prinzipiell auch ohne eine äußere Reizbewegung durch eine entsprechende gegenläufige Eigenbewegung des Auges zustande kommen kann. Stattdessen müssen Verlagerungen des Netzhautbildes, die durch äußere Reizbewegung entstehen, von denen durch Eigenbewegung verursachten unterschieden werden. Das visuelle System führt hierzu vermutlich einen Vergleich zwischen dem tatsächlichen Netzhautgeschehen und einer auf dem neuronalen Bewegungssignal basierenden Vorhersage aus. Kompliziertere Bewegungen werden oftmals in ihre einzelnen Komponenten aufgespalten. Bestimmte Wahrnehmungen realer wie auch scheinbarer Bewegung sind mehrdeutig und werden durch den Wahrnehmungskontext und die Anwendung verschiedener Heuristiken disambiguiert.


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Kapitel 10

Auditive un somatosensorische Wahrnehmung


Zusammenfassung

Auditive Wahrnehmung basiert auf Druckschwankungen des uns umgebenden Mediums – normalerweise der Luft –, die hauptsächlich über das Trommelfell aufgenommen werden. Die Schwingungen des Trommelfells werden ins Innere des Ohrs übertragen und führen zu charakteristischen Bewegungen von Härchen (Zilien), die sich auf der Basilarmembran befinden. Diese bewirken die Ausbildung von Aktionspotenzialen in den Fasern des Hörnervs. Es liegt eine tonotope Organisation vor, die bis zur kortikalen Verarbeitung beibehalten wird. Grundqualitäten auditiver Wahrnehmung sind Lautheit, Tonhöhe und Klangfarbe. Zur Bestimmung des Ortes einer Schallquelle werden neben der interauralen Laufzeitdifferenz und dem interauralem Schallpegelunterschied weitere systematische Asymmetrien der Schallübertragung (kopfbezogene Transferfunktion) herangezogen. Verschiedene Gruppierungsprinzipien erlauben eine Zerlegung der akustischen Umgebung in zusammengehörige Schallereignisse.

Druck- und vibrationssensitive Rezeptoren in der Haut reagieren auf unterschiedliche Arten von Berührungsreizen. Diese werden in somatotoper Weise im somatosensorischen Kortex (der der stimulierten Körperhälfte gegenüberliegenden Hirnhälfte) repräsentiert, wobei sensiblere Körperregionen größeren Raum einnehmen. Die Projektionsareale verändern sich in ihrer Ausdehnung in Abhängigkeit von Übung oder dauerhaftem Wegfall von Stimulation.


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Kapitel 11

Wahrnehmung und Aufmerksamkeit: Selektive Reizverarbeitung


Zusammenfassung

Wahrnehmung ist selektiv in dem Sinne, dass zu jedem Zeitpunkt nur ein Ausschnitt des uns vorliegenden Reizspektrums bewusst erlebt und zur Handlungssteuerung herangezogen wird. Ein seit Jahrzehnten andauernder Streit bezieht sich auf die Frage, auf welcher Stufe der Reizverarbeitung (und anhand welcher Kriterien) die Selektion erfolgt. Neurophysiologische Untersuchungen zeigen, dass sich die Verarbeitung handlungsrelevanter und handlungsirrelevanter Reize bereits in frühen Phasen kortikaler Verarbeitung voneinander unterscheidet. Allerdings erfahren auch handlungsirrelevante Reize oftmals eine gewisse semantische Entschlüsselung. Der Fokus visueller Aufmerksamkeit kann unabhängig von der Blickrichtung im Raum verschoben werden. Die Wahrnehmung zweier verschiedener Reizaspekte fällt leichter, wenn beide Teil desselben Objekts sind. Verschiedene Theorien sprechen dem Aufmerksamkeitsfokus eine besondere Rolle beim Erkennen der Verknüpfung von Merkmalen verschiedener Reizdimensionen zu. Die Steuerung der Aufmerksamkeit basiert auf dem Zusammenwirken von Prozessen, die durch die äußeren Reizgegebenheiten und innere Einstellungen bestimmt werden.


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Kapitel 12

Wahrnehmung und Handlung


Zusammenfassung

Für unser Überleben ist es entscheidend, dass wir die richtigen Handlungen ausführen. Was die richtigen Handlungen sind, ist dabei maßgeblich von der aktuellen Beschaffenheit unserer Umgebung abhängig. Da wir diese nicht in ausreichendem Maß vorhersagen können, sind wir auf Wahrnehmungsprozesse angewiesen. So dient die Wahrnehmung der Position unserer eigenen ausführenden Organe (Effektororgane) in Relation zu äußeren Reizgegebenheiten sowohl dazu, die Zielkoordinaten von Bewegungen festzulegen als auch die Bewegungsausführung zu regulieren. Die Nutzung visueller Reize zur Handlungssteuerung erfolgt mitunter ohne eine zugehörige bewusste Wahrnehmung. Die Effizienz der Reaktion auf einen Reiz hängt von der Passung zwischen beiden ab. Willkürbewegungen gehen mit der Antizipation ihrer sensorischen Konsequenzen einher. Aktuelle Modelle der Handlungskontrolle nehmen an, dass die Gewichtung verschiedener Reizdimensionen entscheidenden Einfluss auf die Handlungsauswahl nimmt. Das Wahrnehmungssystem unterscheidet zwischen selbst und durch äußere Ereignisse verursachten sensorischen Effekten, indem es einen Abgleich zwischen dem tatsächlichen sensorischen Ereignis mit dem aufgrund einer geplanten Eigenbewegung vorhergesagten Ereignis vornimmt. Aktive Exploration ist der passiven Reizaufnahme überlegen und erfordert die Interpretation sensorischer Informationen auf dem Hintergrund komplizierter Bewegungsmuster.


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