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Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung. Referenten : Adriane Bergl Wilhelm Deitermann Myriam Füngerlings Thomas Hagg Elke Krenzin Benjamin Linder Veronika Mannsmann Alexandra Rokossa Christian Schreiber Julia Walter Wolfgang Wichmann . Gliederung.

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Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

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Presentation Transcript

  1. Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung Referenten: Adriane Bergl Wilhelm Deitermann Myriam Füngerlings Thomas Hagg Elke Krenzin Benjamin Linder Veronika Mannsmann Alexandra RokossaChristian Schreiber Julia Walter Wolfgang Wichmann

  2. Gliederung 1. Definition Wahrnehmung 2. Ursprünge der Kognitionswissenschaften 3. Informationsverarbeitung im Gehirn a) Visuelle Informationsverarbeitung b) Selektive Aufmerksamkeit amBeispiel Ohr c) Wahrnehmungsorganisation d) Philosophischer Ansatz 4.Diskussion philosophischer Ansatz 5. Schnittstellen für Emotionen 6. Diskussion Folgen Softwareentwicklung 7. Aktueller Bezug FAZ Artikel Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  3. Definition Wahrnehmung Wahrnehmung ist die Funktion, die es dem Organismus mit Hilfe seiner Sinnesorgane ermöglicht, Informationen aus der Innen- und Außenwelt aufzunehmen und zu verarbeiten. Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  4. Ursprünge Kognitionswissenschaft • 40/50er Jahre: • Informationstheorie entsteht:Informationsbegriff als Möglichkeit zur Analyse von Strukturen und Prozessen, bei denen Ursache und Wirkung vernetzt sind • strukturierte Informationsflüsse = Grundlage für die moderne DV und die funktionalistische Methode in Biologie und Psychologie • Behaviorismus nicht ausreichend für die Erklärung der Kognition • neue Techniken in der Hirnforschung -> Objekte und Ereignisse werden durch neuronale Aktivität repräsentiert Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  5. Ursprünge Kognitionswissenschaft • 60er Jahre: Übertragung auf den Menschen: Computer-Metapher • Informationsverarbeitungspsychologie • Verhalten und Erleben des Menschen als Informationsverarbeitung, das Gehirn als serielle Rechenmaschine • Organismus = Hardware, Psyche = Software Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  6. Organismus: Zustand, Emotionen Bewertungen, Antriebs- und Bedürfnislagen Wissen Inneres Modell der Außenwelt Speicher, Gedächtnis Bewusstsein, Handlung, Exekutivsystem Prozessor Wahrnehmung Motorik Mensch Symbolische Gegenstände Äußere Weltmodelle Externe Speicher Umwelt Modell der Kognition Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  7. Überführung Kognition – Computer Metapher • Wahrnehmung und Motorik = Schnittstellen des Bewusstseins mit der Umwelt • Gedächtnissystem/Wissen = Speicher, je nach Mensch sind unterschiedliche Modelle (z.B. Weltmodelle) abgelegt sein • Schnittstelle zwischen Speicher und Bewusstsein:Gedächtnissuche endet mit Gewahrwerden WissensbestandLernen: bewusste Memorierhandlung • Emotionen durch Organismus (Hunger) oder kognitives System (Unlust) • Über die Wahrnehmung treten innere und äußere Weltmodelle (Kultur) in Beziehung Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  8. Definition Wahrnehmung • Bezeichnet Prozess des Wahrnehmens und das Ergebnis • Gibt subjektiven Eindruck der objektiven Welt • Grundlage der Erkenntnis • Ausgangpunkt: sensorische Phänomene durch Reizung der Sinnesorgane • Von diesen Reizen werden nur wenige wahrgenommen • Die Wahrnehmung wirkt dabei gestaltend, da Einstellungen, Erfahrungen, Bedürfnisse auf die Wahrnehmung einwirken • (Informations-)Wahrnehmung ist Teil der Informationsverarbeitung Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  9. Definition Wahrnehmung • Erkennen ist Modellieren:inneres Modellieren durch Gedächtnisinhalte äußeres Modellieren durch Hinausverlagern des Wissens in externe Symbolsysteme • Vernetzung zwischen internem und externem Speicher • ständiger Abgleich Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  10. Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Informationsverarbeitung bedeutet: • Informationen werden identifiziert und gefiltert • Der Bedeutungsgehalt wird erkannt • Signale werden decodiert • Informationen werden • zugeordnet • mit Erfahrungen und Erwartungen verknüpft • und bewertet •  Verarbeitung zu inhaltlich bedeutsamen und sinnhaften Sachverhalten Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  11. Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Ablauf • Bewertung und Verknüpfung der erkannten Information durch Vergleich mit dem im Langzeitgedächtnis gespeicherten Wissen • Hypothesenbildung • Entscheidungsbildung • Handlungsentwurf Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  12. GedächtnisWerte Bedürfnisse wahrnehmende Person Wahrnehmung Erwartung Erfahrung Gegenstand Reize fremde Einflüsse Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  13. Visuelle Informationsverarbeitung Das menschliche Auge Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Licht wird von einem Gegenstand in das Auge reflektiert und trifft auf die Retina (Netzhaut) Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  14. Visuelle Informationsverarbeitung Das menschliche Auge Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Auf der Netzhaut findet man drei Schichten von Nervenzellen • bipolare Zellen • Rezeptorzellen • (Stäbchen und Zapfen) • Ganglienzellen • (Umwandlung der Lichtreize in elektrische Signale) Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  15. Visuelle Informationsverarbeitung Das menschliche Auge Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • der Sehnerv verbindet die Netzhaut mit dem primären visuellen Cortex • drei Hauptbahnen leiten parallel Informationen an das Gehirn (Farbwahrnehmung, Formwahrnehmung, Wahrnehmung von Bewegung und Raum) • im Gehirn werden die räumlich verteilten Neuronen die reagieren gleichzeitig zu einem Ensemble zusammengefasst (synchronisiert) •  Reize werden von den Sinnesorganen durch elektrische Impulse an das Gehirn geleitet und dort zu einer Wahrnehmung verarbeitet •  wir sehen nicht mit dem Auge, sondern mit dem Gehirn Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  16. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  17. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Definition: • ein verzerrt oder falsch wahrgenommener Wahrnehmungsinhalt • es gibt vier Typen visueller Sinnestäuschungen • 1)geometrische Sinnestäuschungen Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  18. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines 2) mehrdeutige Figuren Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  19. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines 3) unmögliche Figuren Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  20. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines 4) Fiktionen Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  21. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Warum entstehen visuelle Sinnestäuschungen? • Zwei Prozesse laufen in unserem Gehirn gleichzeitig ab: • Prozess: Die optischen Informationen werden von der Netzhaut in unserer Gehirn übertragen und ausgewertet (Rechnungsergebnis). • Prozess: parallel dazu macht das Gehirn Annahmen (ein Vorgang, der absolut unbewusst geschieht). Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  22. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Ein Beispiel, wie unser Gehirn eine Annahme macht Das Auge hat ein bestimmtes Blickfeld. Im Zentrum dieses Blickfeldes werden Formen und Farben wahrgenommen. Um dieses Zentrum herum werden nur noch Formen wahrgenommen. Unser Gehirn macht aber eine Annahme und wir nehmen die ganze Wiese bunt wahr. Bunte Bilder sind also auch Sinnestäuschungen. Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  23. Visuelle Informationsverarbeitung Sinnestäuschungen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Beispiel „Schnapsglas“ • zuerst nimmt man nur ein paar unterschiedlich lange, parallele Linien wahr • plötzlich sieht das Bild anders aus: man merkt, dass sich die Form eines Schnapsglases dahinter verbirgt • Annahme: Schnapsglas Rechnungsergebnis: Linien • Weicht das Rechnungsergebnis von der Annahme ab, nimmt man die Annahme als Sinnestäuschung wahr Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  24. Informationsverarbeitung im Gehirn Selektive Aufmerksamkeit amBeispiel Ohr Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Auditive Aufmerksamkeit : • Die Forschung auf diesem Gebiet konzentriert sich auf Aufgaben zum dichotischen Hören • dabei hören die Probanden auf beiden Ohren gleichzeitig zwei verschiedene Informationen, und sollen dann eine der Informationen `beschatten`, sprich ausblenden ( das sind sog. `Shadowing-Aufgaben`) • das Herausfiltern der unwichtigen Info gelingt den meisten Probanden im Versuch problemlos • Zum Phänomen des dichotischen Hörens gibt es zwei unterschiedliche Modelle, die beide davon ausgehen, dass eine Art Filter im Zuge des auditiven Verarbeitungsprozesses auftritt Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  25. Informationsverarbeitung im Gehirn Selektive Aufmerksamkeit amBeispiel Ohr Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Theorie 1: Die Filtertheorie (1958) • In dieser Theorie nimmt man an, dass die Infos beider Ohren zwar registriert werden, dass aber ab einer gewissen Stelle im menschlichen System ein Ohr ausgewählt wird • Annahme dabei ist, dass die Auswahl, welcher Info wir folgen aufgrund physikalischer Merkmale getroffen wird (z.B. der Stimmlage des Sprechers) Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  26. Informationsverarbeitung im Gehirn Selektive Aufmerksamkeit amBeispiel Ohr Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Theorie 1: Die Filtertheorie (1958) • Problem: Es konnte in Versuchen gezeigt werden, dass zur Auswahl auch der semantische Inhalt der Information genutzt werden kann • Folge: Modifizierung der Filtertheorie durch die Dämpfungstheorie (nach Treisman 1964) • In der Dämpfungstheorie wird angenommen, dass bestimmte Informationen zwar gedämpft,jedoch nicht aufgrund von ihren physikalischen Eigenschaften völlig ausgeblendet werden • Der Filter in diesem Modell bezieht sich darauf, welcher Information Beachtung geschenkt wird (Im Unterschied zur Filtertheorie kommt es hier nicht auf die physikalischen Merkmale an) Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  27. Informationsverarbeitung im Gehirn Selektive Aufmerksamkeit amBeispiel Ohr Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Theorie 2: Theorie der späten Auswahl (1963) • Ist eine alternative Erklärung zur ersten Theorie • die gesamte Info wird ungedämpft verarbeitet, sprich: keine Kapazitätsbegrenzung des Wahrnehmungssystems • verschiedene Infos können wahrgenommen werden, es kann jedoch zu jedem Zeitpunkt immer nur eine `beschattet` werden • dabei kommt es auf die Kriterien an, die man sich gesetzt hat; entweder Bedeutung oder Ohr als Kriterium • Unterscheidung zur Theorie 1: Filter nicht bereits vor der Infoaufnahme, sondern nach der Aufnahme der gesamten Information Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  28. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Prägnanzprinzip  bei mehreren Alternativen setzt sich die einfachste / einheitlichste Gestalt durch „Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“ Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  29. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Gestaltgesetze Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Gesetz der Nähe  Jene Elemente, die in einer Reizkonfiguration als nahe beieinander erscheinen, werden als zusammenhängend wahrgenommen. Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  30. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Gestaltgesetze Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Gesetz der Geschlossenheit  Eine offene oder unvollständige Reizkonfiguration wird als geschlossen wahrgenommen Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  31. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Gestaltgesetze Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Gesetz vom durchgehenden Kurvenverlauf  Die Gliederung der Elemente einer Reizkonfiguration erfolgt so, dass Begrenzungslinien an Schnittpunkten ihre Richtung bzw. ihre Struktur fortsetzen Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  32. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Gestaltgesetze Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Gesetz der Gleichartigkeit oder Ähnlichkeit  Gleiche oder ähnliche Elemente einer Reizkonfiguration werden als zusammengehörig wahrgenommen Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  33. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Mustererkennung Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Das Wissen um die Eigenschaften eines Objekts führt zu verschiedenenWahrnehmungskonstanzen • Formkonstanz • Ein Objekt wird unabhängig vom Betrachtungswinkel immer gleich wahrgenommen • Größenkonstanz • Wissen um die reale Größe eines Gegenstandes • Farbkonstanz • Ortskonstanz • Beruht auf dem Wissen, dass bestimmte Objekte sich nicht bewegen Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  34. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Mustererkennung Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Schablonentheorie Eine Mustererfahrung wird als Schablone im Langzeitgedächtnis gespeichert. Bei einem neu eintreffenden Reiz wird der Bestand nach der Schablone mit der größtmöglichen Übereinstimmung durchsucht Theorie der Prototypen Jedes Mitglied einer bestimmten Klasse hat bestimmte Schlüsselattribute mit anderen Mitgliedern dieser Klasse gemeinsam Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  35. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Mustererkennung Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Theorie der Merkmalsanalyse Jeder Reiz stellt eine Kombination elementarer Reize dar. Durch den Rückgriff auf Merkmale verringert sich die Zahl der benötigten Schablonen. Es werden also zunächst die Merkmale eines Musters und dann ihre Kombination erkannt. Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  36. Informationsverarbeitung im Gehirn Wahrnehmungsorganisation: Mustererkennung Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Computationaler Ansatz von Marr Sehen als eine Abfolge von hintereinander geschalteten Repräsentationen, die eine nach der anderen, bzw. eine aus der anderen über eine Reihe von Verarbeitungsprozessen gebildet werden Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  37. Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Leiblichkeit und Kognition ein philosophischer Ansatz Was bedeute es für den Menschen und sein Verständnis zur Welt einen Leib zu haben? Leib = Basis unseres Denkens Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  38. „ Durch unseren Leib haben wir eine Welt und gehören wir dieser Welt an.“ Dualismus - Anfassen eines Körperteils: • Körper = Objekt • Körper empfindet Berührung • Leib = Vorraussetzung des Inder-Welt-Seins Bsp: eigene Stimme • Keine Trennung zwischen Subjekt und Objekt Maurice Merleau Ponty Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Leiblichkeit und Kognition ein philosophischer Ansatz Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  39. „Bedingt durch meinen Leib erfahre ich immer wieder neu die Begrenztheit meines Blickwinkels und meiner Zugriffsmöglichkeit, doch weiß ich andererseits um die Möglichkeit stets einen neuen Blickwinkel einnehmen zu können.“ Barbara Becker Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Leiblichkeit und Kognition ein philosophischer Ansatz Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  40. GedächtnisWerte Bedürfnisse wahrnehmende Person Wahrnehmung Erwartung Erfahrung Gegenstand Reize fremde Einflüsse Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  41. Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Diskussion Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  42. Schnittstellen für Emotionen Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Der Computer benötigt dazu: • visuelle Fähigkeiten- akustische Fähigkeiten- biosensorische Fähigkeiten- „Emotionale Intelligenz“ • „Fähigkeit Gefühle zu erkennen“ ist ein Zeichen von „Emotionaler Intelligenz“ Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  43. Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Unbedingt unterscheiden:Personen abhängige  Personen unabhängige Untersuchung Unbedingt unterscheiden:öffentliche  persönliche Emotionen Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  44. Sprache Emotionen Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Affektive Informationen werden zwischen-menschlich über einen Parallelkanal übertragen. (semantische/ affektive Informationen) Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  45. Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Besonderheit Gesicht: „Ein Gesicht sagt uns, ob sein Träger alt oder jung ist, männlich oder weiblich, traurig oder froh, ob er von uns angezogen oder abgestoßen ist, interessiert an dem, was wir zu sagen haben, oder ob er sich langweilt und am liebsten gehen möchte.“ Vicki Bruce, Andy Young Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  46. Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Frage: erkennen wir Gesichter als Einheit oder in Einzelteilen? Antwort: Im Babyalter reagieren wir auf Einzelheiten in Gesichtern (Umriss, Augen, Nase und Mund). Besonderheit: Bis acht Monate ist v.a. eine Veränderung von Mund- und Augenpartie von Bedeutung, erst danach werden Gesichter global (holistisch) erkannt. Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  47. Informationsverarbeitung im Gehirn Philosophischer Ansatz Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines Bedeutung für die Forschung: Visionics, Softwareschmiede in Jersey-City, New York: Mit der Software "FaceIt“ lassen sich Gesichter in Sekundenschnelle mit den Informationen in einer Datenbank abgleichen. BMW, Automobilhersteller in München: Durch die Gesichtererkennung soll der Sekundenschlaf von übermüdeten Autofahrern verhindert und das Auto fahren so sicherer gemacht werden. Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  48. Folgen für die Softwareentwicklung Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • Verschiedene Handlungsniveaus:niedrige Niveaus werden automatisiert (z.B. berufliches Können, Maschinenschreiben, Autofahren, Treppensteigen)Analogie zum Computer: Software kann niedrige Niveaus übernehmen, z.B. Formatvorlagen, Textbausteine • Inkongruenzentdecker:sorgt dafür, dass bei Störungen in den bewussten Modus umgeschaltet wird (z.B. gebrochenes Bein)Analogie zum Computer: „sind sie sicher“-Rückfrage z.B. beim Schließen des Programms Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

  49. Aktueller Bezug: FAZ-Artikel Informationsverarbeitung im Gehirn Allgemeines • „Freiheit und Verantwortung sind Schall und Rauch, weil wir im Griff des Gehirn sind“ • „Neuronale Prozesse sorgen dafür, dass all unser Denken und Handeln determiniert ist, auch wenn uns das nicht so vorkommt“ • „Phänomene wie Intentionalität, einfach das absichtsvolle Handeln folgen den neuronalen Vorgängen im Gehirn nach und stoßen sie nicht etwa an“ • „das Freiheitserlebnis ist ein leerer Wahn“ Menschliche Informationswahrnehmung und -verarbeitung

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