Functieleer: deel 1 5. Samenhang 5.1. Inleiding Samenhang besproken op drie manieren: - Functies die zich op het raakvlak bevinden - Kritisch terugblikken op de manier waarop onderzoek gedaan wordt over cognitieve functies - Voorbeelden van pogingen tot integratie 5.2. Mentale verbeelding a) Het ‘mental imagery debate’ Mentale verbeelding (mental imagery) = Proces van ‘denken in beelden’ of ‘beelden oproepen’ Sommige cognitieve psychologen beweren dat visuele informatie op een heel andere manier verwerkt en opgeslagen wordt dan verbale informatie. Visuele informatie wordt op een intrinsiek visuele manier bijgehouden: in mentale beelden die analoog zijn aan de voorgestelde voorwerpen of scène. Mensen worden in deze visie verondersteld hun mentale beelden te bekijken met hun ‘mind’s eye’ zoals echte beelden of echte voorbeelden. Er is heel wat experimentele ondersteuning dat alle informatie uiteindelijk op dezelfde manier voorgesteld wordt. Het eindproduct van alle perceptuele verwerking is een niet-specifieke, abstracte representatie in een propositioneel formaat. Het basisidee van de verdedigers van propositionele representaties is dat alle kennis voorgesteld wordt door proposities. Imagery kamp: proposities zijn enkel geschikt voor verbale informatie en analoge presentaties worden gebruikt voor visuele informatie Het debat tussen de beide kampen staat bekend als het ‘mental imagery debate’ Woede hevig in de jaren 70 – 90 b) Experimentele evidentie Schepard and Metzler (1971) Mentale rotatie Ppn moesten zo snel mogelijk beslissen of complexe blokkenpatronen gelijk waren of niet Tijd die ppn nodig hadden was lineaire functie van het hoekverschil tussen de beide patronen
Mentale rotatie duurt langer naarmate over een grotere hoek gedraaid moet worden. Deze interpretatie werd bevestigd in proeven waarbij men eerst de mentale rotatie-snelheid met per proefpersoon. Daarna krijgt hij één blokkenpatroon met de instructie deze te draaien in een bepaalde richting Wanneer het tweede patroon van een paar gepresenteerd wordt, vindt men dat de reactietijden om te beslissen of het tweede blokkenpatroon al dan niet gelijk is aan het eerste, ongeacht het hoekverschil Lineaire functies kunnen toegeschreven worden aan een mentaal-rotatie proces Later werd dit onderzoek ook verricht met ander stimulusmateriaal en andere transformaties. Steeds vond men een lineaire functie tussen de grootte van de transformatie en de benodigde reactietijd. Andere proeven hebben evidentie opgeleverd voor analoge representaties van de vorm en de grootte van voorwerpen in ons geheugen. Paivio (1975) Ppn moesten voorwerp kiezen dat in werkelijkheid het grootst is, uit afbeeldingen of woorden Resultaten: - Taak was gemakkelijker met beelden - Antwoorden werden vlugger gegeven naarmate het verschil in ware grootte tussen beide voorwerpen groter was = Symbolische afstandseffect - Taak kan bemoeilijkt worden door verschil in afgebeelde grootte te doen afwijken van het verschil in ware grootte Interpreteerde dit effect als een interferentie tussen de afgebeelde grootte van het voorwerp en de grootte van het voorwerp zoals het in de verbeelding van de ppn wordt voorgesteld Kosslyn (1975) Ppn moesten voorwerpen in verschillende grootte inbeelden Stelde ppn daarover vragen over bepaalde onderdelen Condities: - Groep 1: een kat naast een olifant inbeelden - Groep 2: een kat naast een vlo inbeelden Onderdelen zijn duidelijk zichtbaar in grotere beelden dan in kleinere Het is gemakkelijker om de onderdelen in de mentale beelden te zien naarmate het voorwerp groter verbeeld is Mentale beelden delen een aantal eigenschappen met echte beelden en het mentaal bekijken ervan is verwant aan echte waarneming
Een verwantschap tussen mentale beelden en echte beelden is dat mensen ze allebei visueel kunnen aftasten (scannen) Kosslyn et al. (1978) Ppn kregen lijnen te zien waarop telkens 3 letters stonden (aQz) Letters konden op variabele afstand staan van elkaar en verschillen van volgorde Ppn moesten deze inprenten want nadien werden de letters verwijderd Ppn moesten zich concentreren op één uiteinde en bepalen of een bepaalde letter in hoofdletters stond of niet Twee OV’s: - Afstand van de focus tot de bedoelde letter - Aantal tussenliggende letters tussen focus en targetletter Resultaat: RT nam toe naarmate er meer tussenliggende letters voorkwamen en naarmate tussenliggende afstand groter werd In dezelfde studie werden ook afstandseffecten gevonden voor visuele voorstelling van meer complexe gehelen zoals een eiland met verschillende voorwerpen. Ppn kregen landkaart te zien met daarop een aantal goed herkenbare punten op variabele afstanden van elkaar Ppn moesten landkaart inprenten Daarna werd hen gevraagd zich mentaal te begeven van het ene punt naar het andere = Mental travel Bij aan komst moest men een knop induwen = Tijd die men nodig had om mentaal te verplaatsen Correleerden met de werkelijke afstanden op de kaart Dergelijke resultaten hebben sommige cognitieve psychologen doen besluiten dat verbeeldingsprocessen functioneel equivalent zijn aan perceptuele processen. Net zoals mensen een voorwerp zien draaien, kunnen ze een mentaal beeld van een voorwerp draaien Mogelijkheid om een aspect van een voorwerp visueel te inspecteren, wordt bepaald door: - Resolutie (visuele scherpte) - Grootte van het voorwerp/beeld Verbeeldingsprocessen zijn niet identiek aan visuele perceptieprocessen, want gelijkaardige effecten worden bekomen bij verbeelding door mensen die blind zijn vanaf de geboorte. Onderzoek met behulp van ‘neuroimaging’ heeft aan het licht gebracht dat mensen bij het uitvoeren van mentale verbeeldingstaken de visuele gebieden in de hersenen gebruiken. Evidentie is niet uitsluitend omdat men door neuroimaging niet kan weten of deze hersenactiviteit enkel samengaat met mentale verbeelding
5.3. Priming a) Kernbegrippen Priming = Alle fenomenen waarbij de aanbieding van de eerste prikkel een effect heeft op de verwerking van een twee prikkel of op een later gedrag Heel wat mogelijke varianten Wijdverspreid effect in de manier waarop prikkels tot responsen leiden, in de manier waarop informatie verwerkt wordt en tot gedrag leidt Kan optreden zonder bewuste ervaring Potentieel grote impact op gedrag Berust op impliciet geheugen Directe of repetition priming = Prikkel wordt gewoon herhaal Eenvoudigste vorm Latere aanbiedingen van eenzelfde prikkel worden dan sneller verwerkt Als de twee prikkel geen exacte kopie is van de eerste, kan je diverse vormen van priming onderscheiden in functie van de aard van de relatie tussen de prikkels Perceptuele priming Perceptuele gelijkenis tussen prime en target Perceptuele verwerking verloopt sneller Conceptuele priming Verwantschap op betekenisniveau Onderscheid in functie van aard van betekenisrelatie Semantische priming Prime en target komen uit eenzelfde semantische categorie of delen veel semantische eigenschappen Associatieve priming Sterke associatie tussen prime en target maar niet noodzakelijk omdat ze uit eenzelfde semantische categorie komen Contextpriming = Door associaties kan men ook een representatie van een context activeren waarin de target met een grote waarschijnlijkheid voorkomt Affectieve priming = Affectie waarde kan overgedragen worden van prime naar target Als men in deze gevallen zeker wil zijn dat het effect toe te schrijven is aan een verbeterde of versnelde werking van de prikkel Behoeden voor respons priming
Respons priming Het kan zijn dat de prime ook een respons initieert Als de prime en de target dan tot eenzelfde responscategorie behoren, dan kan het stuk van het priming effect toe te schrijven zijn aan responsfacilitatie Ook is responsconflict mogelijk Cruciaal aspect bij uitwerking goed priming paradigma = Beperking van de verwerking van de eerste prikkel (prime) Onbewust verloop: prime moet kort en gemaskeerd aangeboden worden Masked priming = Gebruik van masker om verwerkingstijd van de prime te beperken Vb.: Reeks van letters masker = ###### Subliminale priming Onderzoeks gaan ervan uit dat de prikkels onbewust gebleven zijn De prikkel is onder de drempel van het bewustzijn gebleven b) Perceptuele priming Recognition-By-Components (Biederman) Mooie priming studie Biederman & Cooper (1991) Gebruikten lijntekeningen van alledaagse voorwerpen die ze maar voor de helft toonden Drie soorten gefragmenteerde afbeeldingen: - Basisvoorwerp: twee gefragmenteerde versies die perfect complementair waren - Gefragmenteerde lijntekening van een andere exemplaar van hetzelfde voorwerp Lijntekeningen kwamen in verschillende, opeenvolgende blokken In het tweede blok zaten varianten die afgeleid worden van het eerste blok Resultaten: zowel op RT als op de performantie kon een priming effect vastgesteld worden Niet-visuele component van priming omdat er in het visueel beeld geen enkele overeenkomst is tussen prime en target Alle visuele priming is volledig gelijk voor de identieke en de complementaire fragmentversies en dus helemaal te danken aan mid-level representaties. Men kan zich afvragen of het hier om een perceptueel of een geheugeneffect gaat. Interval tussen prime en target bedraagt meerdere minuten = long-term priming De ‘off-line’ opgeslagen representaties worden op één of andere manier gereactiveerd tijdens de ‘on-line’ herkenning in het tweede blok
Men heeft geprobeerd short-term priming te onderzoeken bij lijntekeningen geïnspireerd op RBC-theorie van Biederman. Eerste studie: - Echte delen van een lijntekening werden getoond voor korte tijd - Onmiddellijk gevolgd door een te benoemen lijntekening van een volledig voorwerp Resultaat: Reductie in de TT indien het een goed deel was ‘On-line’ facilitatie van de herkenning van een object op basis van een volledige lijntekening door een voorafgaandelijke afbeelding van een perceptueel deel daaruit Tweede studie: - LSF-gefilterde beelden als prime - Manipuleerden invertal tussen prime en target Resultaat: priming effecten die afhankelijk waren van het aantal en de selectiviteit van de LSF Resultaten sluiten aan bij Bar et al. (2006) c) Onbewuste semantische priming Anthony J. Marcel Applied Psychology Unit Uitgebreide reeks experimenten in de jaren 70 Twee lange, complexe papers Hij ging na hoe kort je een woord kan aanbieden om nog gedetecteerd te kunnen worden en om nog verwerkt te kunnen worden qua woordbeeld en betekenis. Bepaalde per proefpersoon hoe kort het interval tussen target en daaropvolgend masker kon maken vooraleer de performantie begon te dalen tot 60% Verlengde en verkorte dit interval met 5 msec Verschilde per proefpersoon Ppn moesten voor alle woorden aangeven of ze semantisch of grafisch sterk/zwak leken op een vooraf gegeven standaardwoord. Resultaat: ppn waren nog in staat om dit te doen voor woorden die ze niet meer bewust konden detecteren Verder bouwend op deze resultaten deed hij priming experimenten. Biedde prime woorden aan beneden de drempel van bewuste detectie Vond onbewuste priming effecten Effect treedt op als ppn niet langer in staat zijn om aan te geven of er een woord dan wel een blank scherm aanwezig was voorafgaand aan het target item
Marcel interpreteert deze resultaten als evidentie voor de automatisch en onbewuste verwerking van alle prikkels. Alle representaties die door verwerking van prikkels opgebouwd worden zijn voor verder gebruik door daaropvolgende informatieverwerkingprocessen. Sinds deze studie heeft men vaak een operationele definitie van onbewuste priming gehanteerd = Een statistisch significant indirect effect van een eerste prikkel op het verwerkingsproces van een daaropvolgende prikkel, in afwezigheid van directe effecten op bewuste detectie van de prime d) Negatieve priming Negatieve priming = Vertraging op de verwerking van een target stimulus doordat een voorafgaande, gerelateerde prikkel eerst onderdrukt most worden in condities met selectieve aandacht Tipper (1985) Bood twee overlappende lijntekeningen van alledaagse voorwerpen aan - Groen moest men benoemen - Rood moest men negeren Ppn hadden meer tijd nodig voor de benoeming van het voorwerp dat eerst genegeerd had moeten worden dan zonder voorafgaande presentatie DeSchepper en Treisman (1996) Kunnen nooit eerder geziene vormen ook een negatieve priming geven? Betekent dat vormen die geen aandacht krijgen kunnen voldoende gecodeerd worden om tot een vormrepresentatie in het geheugen te leiden Ppn moesten telkens beoordelen of groene vorm van het linkse paar van twee overlappende vormen overeenkwam met de witte vorm aan de rechterkant van het scherm Kleuren konden omdraaien Significant negatief priming effect e) Onbewuste priming van gedrag James Vicary (1957) Coca Cola studie Tijdens bekijken van een film werden korte advertenties geplaatst van 3 msec Subliminale perceptie = Niemand was zich bewust van de advertenties Gaf in 1962 toe dat het experiment verzonnen was
Bargh et al. (1996) Primin zou een onbewuste invloed kunnen hebben op stereotypes, affectie en/of sociale beoordeling en gedrag Ppn werden geprimed met woorden die verwijzen naar oudere bevolking in Amerika Ppn verlieten het testlokaal zonder zich bewust te zijn trager dan andere ppn met neutrale woorden Gelijkaardige effecten met onbeleefde en vriendelijke prime woorden. Ppn met onbeleefde prime woorden waren sneller geneigd de proefleider te onderbreken Ijzerman & Semin (2009) Een warm of koud drankje vasthouden voor een interview kan een effect hebben op hoe positief/negatief men oordeelt over de interviewer 5.4. Onderzoek over mentale functies als een spelletje ’20 questions’ We zijn wetenschappelijk creatief geweest om schijnbaar moeilijk te onderzoeken interne processen toch meetbaar te maken en experimentele controle over te verwerven. Soms kunnen we bepaalde schijnbare wetmatigheden zelfs kwantitatief beschrijven in eenvoudige en complexe vergelijkingen. Maar hoe werkt de geest nu echt? Na een symposium in 1972 moest Allen Newel (1927 – 1992) proberen om een synthese te maken. Hij deed dit in 1973 als volgt: Volgens hem is psychologie in eerste instantie gericht op het in kaart brengen van de fenomenen en wil ze die fenomenen begrijpen in functie van binaire tegenstellingen Vergelijkt de onderzoeksaanpak met het spelletje ’20 questions’, waarbij je moet raden welk concept iemand in gedachten heeft door binaire vragen te stelllen Deze aanpak is volgens hem gedoemd tot mislukken We zijn ondertussen 40 jaar verder maar de huidige cognitieve psychologie hangt nog steeds vast aan die en vergelijkbare dichotomieën: - ‘bottom-up’ ‘top-down’ verwerking - Gezichtspuntafhankelijke gezichspuntonafhankelijke objectherkenning - Analytische holistische verwerking - Locale globale verwerking - Directe indirecte perceptie - Exhaustief zelfbeëindigend zoeken - Gedistribueerde gelokaliseerde representaties - Semantisch episodisch geheugen - Data-gedreven concept-gedreven verwerking - Impliciet expliciet geheugen
-
Automatische gecontroleerde verwerking Declaratieve procedurele kennis Preattentieve attentieve verwerking Focale gedistribueerde aandacht Vroege late selectie door aandacht Parallelle seriële verwerking Exogene endogene controle op aandachtsverschuivingen Analoge propositionele representaties Perceptuele conceptuele priming Onbewuste bewuste verwerking
Niemand is op dit moment in staat om alle puzzelstukken van menselijke informatieverwerking samen te leggen in een conceptueel-coherent denkkader dat alles omvat en integreert. Volgens Newell ligt de uitdaging in de uitwerking van één grote, geünificeerde theorie (grand unified theory), vertrekkend van vaststaande computationele uitgangspunten. De raad van Newell valt uiteen in twee adviezen: - Streef naar geïntegreerde, overkoepelende theorieën - Probeer inzicht te verwerven in hoe deelprocessen samenwerken 5.5. Theoretische integratiepogingen a) ACT-R John R. Anderson Geïnspireerd door Newell Cognitieve computerarchitectuur ontworpen die alle perceptuele en cognitieve operaties kan uitvoeren die nodig zijn bij het uitvoeren van alledaagse cognitieve taken ACT-R = Adaptive Character of Thought-Rational In LISP geprogrammeerd Over de jaren sterk geëvolueerd Rational is bijgevoegd sinds 1990 om te benadrukken dat cognitie optimaal adaptief wil zijn Menselijke kennis is gebaseerd op twee soorten representaties: - Declaratieve kennis Kennis zit opgeslagen in chunks die via buffers beschikbaar gemaakt worden Verloopt binnen gespecialiseerde subsystemen (modules) - Procedurele kennis Kennis zit opgeslagen in productieregels die tussenkomen bij het oproepen van kennis
Het declaratieve geheugensysteem is het oudste en meest uigewerkte. Kan gekende geheugeneffecten simuleren De laatste jaren wordt ACT-R ook gebruikt in onderwijsondersteuning en streeft men ook naar betere integratie met cognitieve neurowetenschappen. Recent hebben ze pogingen gedaan om de verschillende functionele modules uit ACT-R ook te koppelen aan bepaalde hersenstructuren. b) Spaun Eliasmith et al. (2012) Spaun = Semantic Pointer Architecture Unified Network Model bestaat uit 2.5 miljoen neuronen Vertrekt uit neuroanatomische en neurofysiologische principes Kan een grote variëteit aan gedragsrelevante functies vervullen 8 verschillende taken De functionele structuur bestaat uit twee systemen voor hiërarchische compressie en expansie: - Hiërarchisch systeem voor compressie van de input Overeenkomstig met corticale hiërarchie voor visuele verwerking - Hiërarchisch systeem voor expansie van de output Eenvoudig intern naar complex uitwendig Daartussen zitten 5 subsystemen die de eigenlijke informatieverwerking doen. Het hart van Spaun zit in de voortdurende wisselwerking met een werkgeheugen en een actieselectiesysteem. 5.6. Praktische integreatiepogingen a) Autisme Autisme is een ontwikkelingsstoornis: het ontstaat in de loop van de ontwikkeling en kan verschillende trajecten volgen, het dringt door in alle aspecten van psychologisch en sociaal leven en het is blijvend. Volgens de DSM-IV wordt autisme gekenmerkt door drie clusters van kernsymptomen: - Kwalitatieve beperkingen in sociale interactie - Kwalitatieve beperkingen in communicatie - Gebrek aan flexibiliteit Men spreekt van ‘ASS’ of autismespectrumstoornissen’ omdat er veel verschillende varianties zijn. Tegenwoordig probeert men de meer onderliggende dimensies van het (dis)functioneren in kaart te brengen.
Viertal dimensies van perceptueel-cognitief functioneren: - Kinderen (volwassenen) vertonen een deficit in ‘joint attention’ (wederkerigheid van aandacht schenken) - Er zijn problemen met ‘theory of mind’: attribueren van intenties, verlangens en emoties = mentalisatieprobleem - Problemen met executieve functies - Ze zijn minder geneigd om bij details te blijven hangen en hebben meer moeite om de samenhang te zien tussen verschillende informatie-eenheden en –bronnen b) Kunst Kunst is misschien één van de meest nutteloze en meest typisch menselijke uitvindingen. Wat zet mensen ertoe aan om kunst te maken? Wat zet mensen ertoe om actief te zoeken naar kunst en genieten van kunst? Wat bepaalt een esthetische ervaring? Aesthesis betekent de mogelijkheid om geprikkeld te worden door één van de vijf zintuigen. Connectie tussen perceptie en kunst is vanzelfsprekend Alexander Gottlieb Baumgarten (1714 – 1762) Esthetiek = smaak of het gevoel van schoonheid gebaseerd op gevoelens van genot Gustav Theodor Fechner (1801 – 1887) 1876: ‘Vorschule der Aesthetik’ Grondlegger psycho-esthetiek = discipline gewijd aan het begrijpen van de factoren die de esthetische appreciatie bepalen Formuleerde formele wetten van schoonheid die experimenteel getoetst konden worden Rudol Arnheim (1904 – 2007) Bestudeerde connectie tussen perceptuele tendensen naar evenwicht en harmonie in de compositie en de esthetische ervaring van kunst
