Colleges en werkgroepen week 1-3 Cognitieve Psychologie

College 1: Introductie (hfst 1) en Perceptie (hfst 2)

Hoofdstuk 1: Introductie

Cognitieve psychologie is de studie van en naar menselijke functies, zoals waarneming (zintuigen), aandacht, geheugen, denken, beslissen, taal en motoriek. De laatste jaren nemen ook emotie en creativiteit een plaats in. In het boek van Groome wordt cognitieve psychologie aangeduid als: ‘de studie naar de manier waarop onze hersenen informatie verwerken’. In het boek wordt vrij veel aandacht besteedt aan stoornissen, dit is om te kunnen leren hoe hersenen ‘normaal’ zouden moeten functioneren.

Vier benaderingen van cognitieve psychologie:

In de cognitieve psychologie zijn er vier benaderingen om iets te leren over cognitieve processen. De eerste is de experimentele cognitieve benadering. Hierbij worden psychologische experimenten op mensen gedaan om bepaalde cognitieve functies te onderzoeken. Er wordt daarbij gebruik gemaakt van laboratorium onderzoek. De tweede benadering is computer modellering. Hierbij worden computermodellen gemaakt van hersenprocessen en deze worden vervolgens getest. De derde benadering is die van cognitieve neuroscience, waarbij hersenprocessen bestudeerd worden die een rol spelen bij de cognitieve verwerking, dit wordt gedaan met technieken als EEG, fMRI en PET. De laatste, en tevens belangrijkste, benadering is de cognitieve neuropsychologie (niet te verwarren met klinische neuropsychologie, zij zijn met name geïnteresseerd in diagnose en therapie). Hierbij wordt onderzoek gedaan naar functiestoornissen ten gevolge van hersenletsel. Hierdoor kan men iets leren over ‘normale’ hersenprocessen.

Belangrijke thema’s binnen de cognitieve psychologie

In het boek komen drie belangrijke thema’s naar voren. De eerste gaat over informatieverwerking. Over informatieverwerking bestaan twee benaderingen, namelijk bottom-up en top-down verwerking. Bottom-up verwerking, ook wel stimulus-driven of data-driven genoemd, houdt in dat een stimulus verwerkt wordt met informatie die van buitenaf verkregen is. We verwerken de aangeboden informatie zoals deze onze zintuigen bereikt. Bij top-down verwerking, ook wel schema-driven of conceptually driven genoemd, wordt voor de verwerking van een stimulus juist al eerder opgedane kennis gebruikt, waardoor de verwerking sneller en makkelijker verloopt. Schema-driven en conceptually-driven slaan terug op het feit dat de informatie verwerkt wordt aan de hand van bepaalde schema’s en concepten die al in ons geheugen zijn opgeslagen.

Het tweede belangrijke thema is automatische verwerking tegenover gecontroleerde verwerking. Automatische verwerking is een onbewust proces en komt tot uiting wanneer men gevraagd wordt naar een tekst te kijken zonder deze te lezen. De kans is hierbij groot dat de tekst toch gelezen wordt, omdat lezen een automatische verwerking heeft. Gecontroleerde verwerking is een bewust proces en speelt een rol bij het benoemen van objecten. Beide soorten verwerking komen samen in de stroop-taak, waarbij het gecontroleerde proces geïnterfereerd wordt door het automatische proces. Het blijkt voor veel mensen lastig om de automatische verwerking te onderdrukken.

Het laatste thema is het bewustzijn, dit is het onderwerp bij perceptie, aandacht en geheugen. Bewustzijn is volgens het boek: ‘one of the greatest mysteries of life itself’. We proberen bewustzijn echter te definiëren door bepaalde (levens)vragen onder te brengen in zogenaamde ‘easy’ en ‘hard’ questions. De vraag die in de categorie ‘hard questions’ valt is: ‘hoe is het mogelijk dat neurale activiteit tot subjectief bewustzijn leidt?’ Er is geen antwoord op deze vraag. Andere vragen met betrekking tot cognitie zouden beantwoord moeten kunnen worden, hoewel dat niets zegt over de moeilijkheidsgraad van de vraag.

Hoofdstuk 2: Perceptie

Van het hoofdstuk over perceptie is alleen het onderdeel ‘vision’ (waarneming) verplicht. In dit hoofdstuk spelen twee vragen een rol, namelijk: wat zijn de elementen van herkenning en is visuele waarneming slechts een bottem-up proces of ook een top-down proces?

De theorieën voor het herkennen van objecten

Een van de meest invloedrijke scholen die zich heeft beziggehouden met hoe wij visuele elementen in een veldzicht groeperen was de Gestalt-school. Zij ontwikkelde een aantal wetten die men gebruikt om visuele elementen te onderscheiden:

• Proximity (nabijheid)

• Similarity (gelijkheid)

• Closure (we zijn geneigd vormen te ‘sluiten’, ook als een object onderbroken wordt ‘zien’ we dat de vorm erachter doorloopt)

• Good continuation (we zien bijvoorbeeld twee lijnen die elkaar snijden)

• Good form (we groeperen wanneer er sprake is van een soortgelijke vorm, patroon of kleur)

Er zijn verschillende theorieën geweest over hoe we een object herkennen. Als eerste was er een theorie die beweerde dat we elk nieuw binnenkomend object aanpassen aan al bestaande modellen (templates) in ons hoofd. Er was in deze theorie dus sprake van herkenning van het gehele object. Deze theorie blijkt onjuist te zijn, het is onmogelijk om zoveel verschillende modellen in ons hoofd te hebben en we herkennen bijvoorbeeld ook ‘vreemde stoelen’ of stoelen die we nog nooit gezien hebben.

Daarna kwam de ‘feature-theory’, die beweerde dat we objecten niet in zijn geheel herkennen, maar juist bepaalde onderdelen ervan. Deze onderdelen, vaak de belangrijkste kenmerken, worden ook wel ‘sub-templates’ genoemd. Een voorbeeld is het Pandemonium model voor letterherkenning van Selfridge. Hierbij werd gekeken naar welke features een bepaalde letter bezat, vormgegeven aan de hand van ‘duiveltjes’. Deze duiveltjes gingen schreeuwen bij herkenning van een feature van een bepaalde letter. Een niveau hoger zitten de letterdemonen, zij weten uit welke features een letter bestaat. Deze duiveltjes schreeuwen bij de letters die zij herkennen. Uiteindelijk is er een decision demon, die bepaalt welk duiveltje het hardst schreeuwt, en welke letter er dus gekozen wordt. Een probleem bij deze theorie was dat verschillende objecten dezelfde features kunnen bevatten, zo kunnen / en \ zowel een X als een V vormen. In deze theorie zijn dus geen harde templates meer nodig, maar is juist de onderlinge samenhang noodzakelijk.

David’s Marr theorie

David Marr was het niet eens met de feature theorie. Hij vond dat in de werkelijkheid objecten helemaal geen scherpe grenzen hadden, wat het geval was bij het computermodel, waardoor het dus lastig was om features te herkennen. Hij beschreef bij het herkennen van objecten drie stadia: Het eerste stadium is primal sketch, hierbij gaat men op zoek naar overgangen tussen licht en donker (intensiteitsovergangen) en verbindt deze vervolgens aan de hand van de Gestalt-wetten met elkaar tot ‘bobs’ (vage figuren). Daarna, in het 2,5D sketch stadium, bepaalt men de oriëntatie van het oppervlak, o.a. door stereopsis (diepte) en schaduwen. Dit stadium wordt vanuit de kijker waargenomen (viewer centered). Het gaat om de vraag hoe een plaatje gericht is, zien we het van voren of vanaf de zijkant? De laatste stap wordt de 3D sketch genoemd, waarbij het object wordt beschreven vanuit zichzelf, het object staat dus centraal (object centered). Marr kwam er ook achter dat het zien van contouren belangrijk is, zelfs wanneer er geen contouren zichtbaar zijn onderscheiden we objecten door de Gestalt principes. Verder ontdekte Marr dat objecten kunnen worden opgedeeld in generalized cones (cilinders). Volgens Marr zijn cilinders dus de belangrijkste features in het herkennen van objecten.

Biederman

Biederman ging hierin een stapje verder en beweerde dat er niet alleen cilinders zijn, maar ook 36 geons: basisvormen waarmee bijna alle objecten samen te stellen zijn. Het zijn de features waarmee ons visuele systeem objecten herkent.

Bottum up of top down verwerking?

De constructivisten, waaronder Gregory, vonden dat de mens waarnemingen construeert op basis van stimuli en kennis over de wereld en willen hypothesen testen. Dit is typisch top-down verwerking. Marr en Gibson dachten hier anders over. Zo vond Marr dat er bij een waarneming geen rol is weggelegd voor interpretatie. Gibson stelde dat de stimulus al genoeg informatie vanuit zichzelf geeft om het waar te nemen. De top-down verwerking zou dan ook slecht zijn, omdat het teveel eigen interpretatie met zich mee zou brengen.

Visuele illusies

Een evidente bron voor verwerking zijn visuele illusies. Volgens Gregory zijn er drie soorten visuele illusies, namelijk natuurkundige verschijnselen (zoals regenbogen), illusies als gevolg van fysiologie en illusies als gevolg van kennis over de wereld, Gegrory noemt dit ‘top-down’ illusies.

Er zijn verschillende illusies als gevolg van fysiologische mechanismen. Hering grid is laterale inhibitie in de retina. Het ‘beweging na-effect’ is de habituatie van bewegingsdetectoren. Tenslotte is het kleur na-effect de habituatie van kleurdetectoren. Dit zijn alle drie voorbeelden van lage visuele illusies.

Onder illusies als gevolg van top-down verwerking valt onder andere het belang van schaduw. Aangezien wij weten dat het licht van boven komt, heeft dit invloed op het bepalen van het verschil tussen bol en hol.

Ook perceptuele constanties vallen onder illusies als gevolg van cognitie. Met perceptuele constanties wordt bedoeld dat objecten als constant worden waargenomen, ondanks grote verschillen in verlichting, afstand en oriëntatie. Hier horen respectievelijk de helderheidsconstante, grootteconstante en vormconstante bij.

Bij de helderheidsconstante moet de helderheid van een object constant blijven, ondanks het verschil in omgevingslicht. Zo moeten dus ook de grootte, onafhankelijk van de afstand tot het oog, en de vorm, onafhankelijk van het gezichtspunt, constant blijven. Als een persoon van ons wegloopt, zien we deze bijvoorbeeld niet kleiner worden. Bij vormconstantie kan gedacht worden aan een openslaande deur, deze blijven we tijdens de beweging gewoon zien als deur. Uit deze illusies blijkt dat ons visuele systeem heel slim is, want wij nemen de werkelijke vorm waar, en niet de vorm van de projectie op het netvlies. We compenseren als het ware, waardoor het beeld lijkt zoals het zou moeten zijn. Een visuele illusie houdt ons dus eigenlijk helemaal niet voor de gek. Visuele illusies worden gezien als bewijs dat er sprake is van top-down verwerking, constructivisme (Gregory). Echter tegenargumenten zijn dat illusies optreden bij erg kunstmatige en verarmde stimuli. Daarnaast zit veel context informatie al in de stimulus, dus deze kan bottom-up worden verwerkt, perceptie-voor-actie.

Misschien zijn beide posities waar. De perceptie-voor-actie (Gibson) vindt plaats in de dorsal van de hersenen en de perceptie-voor-herkenning (Gregory) in de ventral.

Het dorsale systeem houdt zich bezig met grijpen, wijzen, perceptie van beweging en perceptie van verandering. Er is sprake van korte-termijn opslag, het dorsale systeem is snel, minder bewust en viewer-centred (actie). Het ventrale systeem houdt zich bezig met identificeren en visuele details. Er is sprake van lange termijn opslag, het ventrale systeem is relatief langzaam, (meer) bewust en object-centered (herkenning).

Werkgroep 1

Algemeen

Er zijn geen toetsen in de werkgroepen van cognitieve psychologie. Er moet na het tentamen wel een aantal essayvragen worden beantwoord. Deze essayvragen gaan over het practicum en tellen voor 30% mee. Als je dus elke werkgroep goed meedoet en aantekeningen maakt dit geen probleem moeten zijn. Het tentamen telt dus voor 70% mee en de essayvragen voor 30%.

Tevens moet na werkgroep drie een verslag worden ingeleverd, hiervoor krijg je geen cijfer. Het verslag moet van voldoende kwaliteit zijn.

In de werkgroepen worden de experimenten in een computerlokaal uitgevoerd. Het belang van deze werkgroepen is dat je leert hoe een theoretische kwestie wordt vertaald in een experiment. Je bent in de experimenten zowel onderzoeker als proefpersoon. De groepsdata wordt later in de werkgroepen ook gebruikt. Er worden een aantal klassieke experimenten behandeld zoals de Strooptaak, de Mentale Rotatietaak en de Primingtaak. Er wordt in de werkgroepen tevens gebruik gemaakt van SPSS.

Het is belangrijk om te melden dat er aan het einde van de werkgroep door de werkgroepdocent wordt gecontroleerd of je de opdracht naar behoren hebt gemaakt, dus je kunt niet weg zonder je opdrachten te hebben laten nagekeken.

Experiment 1

Het eerste experiment heet Signaal detectie 1. Dit experiment gaat over in hoeverre mensen een signaal kunnen onderscheiden van ruis (afleidende informatie). In de werkgroep doe je mee aan een experiment, waarbij het verhaal is dat er een overval in een winkel is gepleegd. Er wordt verteld dat jij de dader hebt gezien en deze persoon later bij de politie deze moet herkennen. Je krijgt in het experiment eerst een paar seconden een man te zien, die zogenaamd de overvaller was. Daarna krijg je een paar line-ups te zien waarbij je steeds moet aangeven (door te klikken) of je de dader hebt gezien of niet. Als je klaar bent met deze taak krijg je een tabel te zien die de gegevens bevat over jouw accuratesse. Deze noteer je vervolgens in je werkboek.

Hierna maak je opdrachten die de verhouding laten zien tussen het zien van een stimulus en de aan of afwezigheid van de stimulus. Hierbij zijn de volgende situaties mogelijk: hits, misses, false alarm en correct rejection. Hits is het aantal keer dat je een stimulus terecht hebt gedetecteert. Correct rejections is het aantal keer dat je een stimulus terecht niet hebt gedetecteert. Misses is het aantal keer dat je een stimulus niet gedetecteerd hebt, terwijl het wel aanwezig was. False alarm is het aantal keer dat je een stimulus detecteerde terwijl het er niet was.

Er zijn een aantal normaalverdelingen voor verschillende situaties met ‘kans’ op de y-as en ‘interne respons’ op de x-as. Het figuur bestaat uit twee normaalverdelingen naast elkaar waarvan de linker ‘ruis’ is en de rechter ‘signaal+ruis’ is. In dit figuur bevindt zich ook het criterium, een verticale lijn ergens over de normaalverdelingen heen. Links van het criterium geeft het antwoord ‘nee’ aan en rechts ‘ja’. Dit criterium en de overlap van de twee normaalverdelingen kunnen beide verschuiven afhankelijk van de percentages hits, false alarms, misses en correct rejections. Bij veel hits en false alarms is het criterium laag, omdat je (praktisch) overal ja op zegt. Het criterium ligt nu ver naar links. Bij veel misses en correct rejections ligt het criterium dus heel hoog. Het criterium ligt nu meer naar rechts. Voornamelijk aangeven dat je stimulus detecteert (‘ja’ antwoorden) wordt liberaal genoemd. Voornamelijk aangeven dat je de stimulus niet detecteert (‘nee’ antwoorden) wordt conservatief genoemd. Wanneer de twee curves elkaar precies overlappen en het criterium in het midden ligt, heb je 50% goed en 50% fout. Wanneer er juist geen overlap is tussen de curven maar het criterium ligt wel precies in het midden, dan heb je het altijd goed.

De afstand tussen de toppen van de twee curves is de gevoeligheid (d) en geeft aan hoe goed je onderscheid kunt maken. Dus hoe makkelijk het is ‘ja’ of ‘nee’ te zeggen. Liggen de toppen ver uit elkaar dan is er een grote gevoeligheid en is de keuze makkelijker. Liggen de toppen dicht bij elkaar dan is er een kleine gevoeligheid en is de keuze moeilijker. Liggen de toppen precies op elkaar, dus de curves liggen over elkaar heen, is er vrijwel geen onderscheid te maken.

Experiment 2

In dit experiment voer je de mentale rotatietaak met drie dimensies uit. Je geeft hier steeds aan of twee figuren dezelfde vorm hebben, waarbij er eentje gedraaid is. De verwachting is dat, hoe groter de hoek van de draai is, hoe langer men erover doet. Dit omdat men verwacht dat mensen in hun gedachten het eerste object omdraaien: roteren tot een match dus. Nadat dit experiment is afgerond noteer je jouw reactietijden voor elke hoek apart in de tabel in je werkboek. Jouw reactietijden vergelijk je vervolgens met de referentie data, deze staan al vermeld in je werkboek. Hierna tel je de rotatietaken die een gelijke referentietijd hebben bij elkaar op en deel je deze door twee. Bijvoorbeeld: bij de rotatietaak met de tijden 1,300 seconden hoort een reactietijd van 1,26 seconden en 1,21 seconden. Deze tel je vervolgens bij elkaar op en daarna deel je ze door twee: 1,26+2,21=3,47  3, 47/2= 1,71. 1,71 vul je vervolgens in de tabel eronder in.

Daarna vul je je waarden in in SPSS en je doet een regressieanalyse. Bij de output krijg je de waarden van bo en b1. Die vul je zo in:

RT’ = b0 x HOEK + b1. Als je die waarden hebt, kun je de voorspelde waarden van elke hoek berekenen door het aantal graden van de hoek in te vullen bij HOEK.

College 2: Aandacht

Zoals William James (1890) beschreef houdt aandacht in dat je je focust op één ding. Tegelijkertijd verdwijnen dingen naar de achtergrond om effectief met het andere om te gaan. Je kunt aandacht opdelen in endogene exogene aandacht. Endogene aandacht komt van binnenuit en is intentioneel, top-down, controlled (executive control), doelgericht, bewust en limited (beperkt). Exogene aandacht komt van buitenaf en is niet intentioneel, bottom-up (stimulus driven), getrokken door externe stimulus, niet doelgericht en automatisch.

Endogeen

Waar vindt de selectie van relevante informatie plaats en wat gebeurt er met de overige informatie? Eén van de eerste theorieën daarover was de early selection theorie van Broadbent. Deze theorie gaat er vanuit dat je niet meer dan fysische kenmerken opmerkt van stimuli die niet je aandacht krijgen en alleen bewust bent van betekenis van stimuli die je filtert door er je aandacht op te richten. Cherry liet dit zien aan de hand van de dichotische luistertaak waarbij de proefpersoon wordt gevraagd een verhaal te schaduwen (naspreken) die hij in zijn linker of rechter oor hoort, terwijl in beide oren een ander verhaal wordt verteld. Het bewijs kwam uit het feit dat de proefpersoon achteraf vrijwel geen idee had van de inhoud van het genegeerde verhaal, maar wel fysische kenmerken als toonhoogte of een bleep kon rapporteren. In het Broadbent model zijn het verhaal in het linker en rechter oor de inkomende stimuli. Het verhaal in het rechter oor wordt genegeerd, komt niet door het filter heen en hiervan ken je alleen de fysische kenmerken (sensory memory). Het verhaal in het linker oor moet nagesproken worden, daar ligt de aandacht op en deze komt dan ook door het filter heen, waarna het wordt begrepen en geproduceerd. Dit verhaal komt in het short-term en long-term memory terecht en hiervan ken je de inhoud en betekenis.

Er zijn in het college vijf tegenargumenten genoemd, waarbij genegeerde informatie toch betekenis krijgt in het brein. De eerste is ‘breakthrough’ van Moray, ook wel het cocktailparty effect genoemd. Op een feestje kun je tijdens een gesprek (waar je aandacht ligt) toch je naam, wanneer deze op de achtergrond wordt gezegd, horen. Dit is dus genegeerde informatie, met betekenis.

Het tweede tegenargument is een onderzoek van Treisman waaruit blijkt dat wanneer het verhaal dat gevolgd moest worden naar het andere oor switcht, je automatisch meeswitcht. Dit betekent dus dat je wel de betekenis weet van de informatie in het andere oor.

Ten derde is uit onderzoek gebleken dat, na conditionering met schokjes voor de namen van steden, er een angstreactie optreedt bij het horen van bijvoorbeeld ‘Rome’ in het genegeerde oor.

Ten vierde bleek met onderzoek waarin de categorie van de rode voorwerpen op de achtergrond genoemd moest worden en niet van de blauwe dat het negeren van de categorie van een blauw voorwerp de reactietijd verlengt wanneer dezelfde categorie daarna bij het rode voorwerp wel genoemd moet worden.

Als laatste bleek uit de global-local taak dat de globale letter (gevormd door kleine letters) ook verwerkt wordt als aangegeven moet worden uit welke kleine letters de global letter bestaat. Dit blijkt uit incongruentie als kleine letters ‘H’ samen een grote letter ‘S’ vormen. Dit blijkt ook het geval bij de Flankertaak waarin de middelste letter uit een rijtje benoemd moet worden. De omstaande letters worden ook verwerkt.

Alternatieven voor Broadbent’s early selection

1. Late selection (Deutsch & Deutsch) gaat er vanuit dat betekenis van alle stimuli (distractor en target) wordt verwerkt, maar de betekenis van waar geen aandacht op is gericht (distractor) snel vergeten wordt.

2. Attenuation (Treisman) betekent dat de distractor verzwakt wordt, maar heel belangrijke informatie komt toch door.

3. De capaciteitsverklaring / load theory (Lavie) gaat er vanuit dat de mate van verwerking van de distractor afhangt van de moeilijkheid van de verwerking van het target.

Zowel Treisman als Lavie komen later in het college aan bod.

Bewegende aandacht

1. Endogeen en overt (punt van aandacht komt overeen met fixatiepunt van de ogen) komt voor als we lezen. Het oog fixeert zich op relevante info en maakt saccades (oogsprongen) door de tekst en de aandacht gaat daarin mee.

2. Endogeen en covert (aandacht bewust op iets anders richten dan waarop de ogen zijn gefixeerd) is aangetoond in een experiment van Michael Posner waarin de proefpersoon een snel flitsend figuurtje aan de kant waar de pijl naar wijst makkelijker benoemd. Wanneer wordt gezegd dat in de meeste gevallen het figuurtje aan de andere kant dan waar het pijltje naar wijst te zien is, wordt het figuurtje aan die kant het meest correct benoemd.

3. Exogeen vooruitlopend op oogbeweging vindt plaats wanneer er in dezelfde setting als het bovenstaande experiment kort een klein blokje te zien is aan één van beide kanten van het fixatiepunt. Als de plek overeenstemt met de plek waar het figuurtje vervolgens te zien is, wordt deze vaker correct benoemd dan wanneer de plek niet overeenkomt.

4. Exogeen naar positie waar een ander naar kijkt vindt automatisch plaats, gaze following. Dit vindt ook plaats als je je er bewust van bent dat dit kan gaan gebeuren en er is pas na 700 ms herstel. Het is evolutionair gezien belangrijk bij gevaar.

Visuele en auditieve aandacht

Visuele en auditieve aandacht blijken niet helemaal onafhankelijk te zijn in een experiment waarbij gevraagd wordt in een rij-simulator de weg te volgen en veilig te rijden, maar ook te reageren door ‘ja’ te zeggen na een piepje dat zowel van de voorkant als zijkant kan komen. De prestaties zijn beter wanneer het piepje van voren komt waar ook de visuele aandacht op is gericht. Maar visuele informatie is wel dominant over auditieve informatie. Neem bijvoorbeeld een buikspreker, waarbij je naar de mond van de pop kijkt terwijl je de stem van de spreker hoort.

Actief zoeken

De Feature Intergration Theory (FIT) van Treisman gaat ervanuit dat het brein stimuli verwerkt op verschillende kenmerken in verschillende gebieden, feature maps. Wanneer je zoekt op basis van één feature, bijvoorbeeld kleur, gaat dat er snel en heet pop-out search. Wanneer je zoekt op basis van meerder features, moeten de bijbehorende maps gebonden worden (binding). Dit gaat langzamer en heet conjunction search.

Een bewijs voor Treisman’s theory is af te leiden uit illusory conjunctions, een fenomeen dat ontstaat uit een verkeerde combinatie van features door weinig aandacht. Zo komen de kleur en positie bijvoorbeeld niet overeen.

Er zijn een aantal argumenten tegen FIT. Deze hoef je niet allemaal te kennen. Allereerst lijk je je aandacht op één van twee objecten te kunnen richten, ook al delen ze dezelfde positie. Ten tweede gaat conjunction search makkelijker als de distractoren veel op elkaar lijken. Als laatste wordt bij de flankertaak ook de distractor verwerkt zonder dat er aandacht op is gericht. Dit is eerder aan bod gekomen in het college.

De theorie van Lavie

Volgens Lavie bepalen de verwerkingscapaciteit (perceptual load) en controlecapaciteit (working-memory load) wat er gebeurt met de genegeerde informatie. De verwerkingscapaciteit wordt toegelicht aan de hand van een experiment van Lavie (2010) waarin de proefpersoon moet aangeven of in een cirkel van letters een ‘x’ of ‘n’ aanwezig is. Naast de cirkel staat nog een letter, een ‘s’ of een ‘n’. Wanneer de overige letters in de cirkel allemaal verschillend waren was er een veel groter verschil bij de twee mogelijkheden voor een ‘n’ of ‘s’ naast de cirkel, namelijk een langere reactie tijd bij de aanwezigheid van de letter ‘n’. Dus als er veel informatie (in dit geval allemaal verschillende letters) wordt aangeboden, dan wordt irrelevante informatie (de letter naast de cirkel) nauwelijks verwerkt.

De controlecapaciteit wordt toegelicht aan de hand van een experiment van Focket et al. (2001) waarin er een naam in beeld kwamen van een popster of politicus met ook een politicus of popster op de achtergrond. De taak was te zeggen of de naam van een politicus of een popster was. Een tweede taak was het onthouden van de cijferreeks 0,1,2,3,4 of 3,0,1,4,2. Wanneer de naam van Barack Obama in beeld was met een foto van Mark Rutte erachter was de reactietijd in het algemeen korter dan wanneer er een popster op de achtergrond afgebeeld was. Dit verschil was nog groter bij het onthouden van de 2^e cijferreeks. Dus wanneer je controleprocessen sterker belast, heeft afleidende informatie (in dit geval het gezicht) meer effect op de respons.

Aandacht en cognitieve controle (executive control)

Norman en Shallice bestaan er automatische, routine taken en gecontroleerde, relatief nieuwe taken. Bij een automatische taak wordt een schema geactiveerd, kun je andere taken uitvoeren, ben je er niet meer zo bewust van, maar ben je gevoelig voor slips (herhalen over vervangen van een stap). Gecontroleerde taken vragen continue aandacht bij de verschillende stappen en zijn moeilijk met een andere taak te combineren. Het supervisory attention system (SAS) bepaalt wat voor taak het is en activeert bij een automatische taak het bijbehorende schema.

Twee taken tegelijk uitvoeren (multitasking)

Of taken samengaan, hangt af van de taken. Multitasking gaat mis wanneer twee taken hetzelfde proces of dezelfde manier van reageren gebruiken. Veel oefenen zou multitasken kunnen verbeteren, maar je weet niet of het dan om verdelen van aandacht of snel wisselen tussen de taken gaat. Een nadeel van automatisering van een taak is dat je niet meer weet hoe je het doet.

Er is nog veel onduidelijk over aandacht, misschien wel door een relatie met bewustzijn. Er is nog geen overkoepelende theorie.

Werkgroep 2

Week 2 gaat over het concept ‘aandacht’: capaciteitsbeperkingen en selectie in het verwerken van informatie. De early-selection theorie van Broadbent halverwege de 20^e eeuw houdt in dat informatie al direct wordt geselecteerd zodra het binnenkomt, dus op basis van fysische kenmerken. Er zijn ook late-selection theorieën, die zeggen dat de informatie eerst nog geanalyseerd wordt en daarna pas verwerkt, je let dus op semantische kenmerken (betekenis).

Experiment 3: Attentional Blink

Sinds kort hebben wetenschappers gevonden dat stimuli niet alleen moeten worden waargenomen om onthouden te worden, ze moeten ook geconsolideerd zijn (een geheugenspoor aanmaken). Voor consolidatie is tijd nodig: het attentional blink experiment bewijst dat. Hoe zal later worden uitgelegd.

In dit experiment krijg je letters en cijfers te zien, die snel achter elkaar worden gepresenteerd. Aan jou de taak om de letters die je ziet te onthouden. De cijfers werken als afleiders. Hoe sneller (snel = lag 3) achter elkaar de twee targets (letters) werken, hoe groter de attentional blink: we krijgen dan vaak de tweede letter niet mee. De tweede target krijgt een toegang tot het werkgeheugen wanneer dat nog bezig is met het verwerken van de eerste target (capaciteitsbeperking). We krijgen vaak beide mee als er wat langere tijd tussen zit (lag 7).

Als er echter een extreem korte tijd (lag 1) tussen de twee targets zit, worden beide wel goed verwerkt. Waarschijnlijk komt dit omdat beide targets dan samen worden geconsolideerd. Dit is te merken aan het feit dat proefpersonen zich geen volgorde meer kunnen herinneren.

In dit experiment krijg je 80 trials van cijfers en minstens 1 letter. Na elk trial moet je de letters die je hebt gezien, intypen.

Om het attentional blink effect te vinden, moet je bij lag 1 en lag 7 meer letters hebben gedetecteerd dan in lag 3. Als het goed is wordt het grafiekje een V vorm, zoals op pagina 28 in de syllabus.

Experiment 4: Simon Effect

Simon had eind jaren ’60 ontdekt dat irrelevante locatie-informatie je reactie vertraagt en accuratesse verlaagt: het Simon-effect (onderdeel van de conflict paradigma’s).

Je krijgt straks telkens een vierkantje te zien, blauw of oranje. Als het blauw is, druk je op de c op je toetsenbord: deze zit links. Als het oranje is, druk je op de m op het toetsenbord: deze zit rechts. Het vierkantje kan links of rechts gepresenteerd worden, maar dit is willekeurig en heeft niets te maken met welk knopje je moet indrukken. De locatie is irrelevant, de kleur relevant.

Informatie is congruent wanneer de relevante informatie (oranje vierkant) overeenkomt met de irrelevante informatie (vierkant zit links).

De informatie is incongruent wanneer de relevante informatie (oranje vierkant) niet overeenkomt met de irrelevante informatie (vierkant zit rechts).

De informatie is neutraal waarin irrelevante informatie geen relatie heeft met het respons.

In alle conflictparadigma’s wordt gevonden dat er vertraging (interferentie) is in de reactie bij incongruente stimuli: men moet dan langer nadenken.

De directe neurale koppeling-hypothese stelt echter dat, wanneer men dit met gekruiste armen uitvoert, het effect omdraait: congruente stimuli hebben dan langere reactietijden. Om dit te toetsen voer je het experiment twee keer uit: met gekruiste armen en met rechte armen. Als het congruentie-effect niet omslaat bij gekruiste armen, moet de directe neurale koppeling-hypothese verworpen worden. Het Simon effect van jouw reactietijden moet worden getekend. Als de lijnen niet-parallel zijn, is er interactie.

Experiment 5: Stroop Effect

Een ander conflictparadigma is dat van Stroop (halverwege jaren ’30). Hier staan namen van kleuren geschreven op het scherm, maar de letters van deze woorden zijn ook in verschillende kleuren. De participanten moeten dan de kleur van de letters benoemen. Ook hier is er sprake van congruentie en incongruentie:

Informatie is congruent wanneer de relevante informatie (kleur van de letters: rood) overeenkomt met de irrelevante informatie (er staat ROOD geschreven).

De informatie is incongruent wanneer de relevante informatie (kleur van de letters: rood) niet overeenkomt met de irrelevante informatie (wat er staat geschreven: GROEN).

In dit experiment moet je aangeven in welke kleur het woord is geschreven door op knoppen te drukken voor Rood, Groen of Blauw. Er vindt interferentie plaats doordat lezen een sterk geautomatiseerd, moeilijk te onderdrukken actie is.

Andere versies van dit experiment vragen van participanten ook om eerst op de knop te drukken, en daarna hardop te zeggen welke kleur dit is. Dan hebben zij meer last van incongruentie. Dit komt omdat er bij het hardop lezen minder capaciteit over is om de beslissing te maken. Er wordt bij spreken namelijk gebruik gemaakt van dezelfde loop in het brein. Het is een extra taak op hetzelfde hersendeel.

College 3: Stoornissen in perceptie en aandacht (hfst 4)

Aandacht en perceptie zijn twee complexe processen in ons brein. Deze processen verlopen niet bij iedereen goed, er kunnen namelijk stoornissen in de processen optreden. Het bestuderen van deze stoornissen geeft informatie over hoe de processen van aandacht en perceptie daadwerkelijk werken.

Synesthesie

Synesthesie is een afwijking in de hersenen, maar wordt niet aangemerkt als stoornis. Dit komt vooral omdat het door de mensen die hieraan lijden niet als stoornis wordt ervaren.

Synesthesie houdt in dat mensen een tweede sensorische ervaring hebben bij bepaalde stimuli. Een bekend voorbeeld hiervan is het koppelen van een kleur aan een woord (visueel-visueel). Deze kleur is vaak heel specifiek en de specificatie kan gedurende het hele leven constant zijn. Andere koppelingen zijn bijvoorbeeld auditief-visueel, visueel-smaak of dagen/cijfers in een ruimtelijk patroon. Synesthesie is gelijk verdeeld over mannen en vrouwen. Het beperkt zich tot algemene eigenschappen (features) en gaat één richting uit; het woord maandag roept de kleur rood op, de kleur rood niet het woord maandag. Het vindt zowel plaats bij waarneming als bij mentale voorstellingen.

Er is vrij objectief aan te tonen of iemand dit verschijnsel vertoont. In experimenten krijgen proefpersonen een woordenlijst overhandigd. Achter elk woord moeten zij een kleur zetten. Er is ook een controlegroep die geen kleurverbindingen maakt bij woorden, zij vullen dus zomaar een kleur in. Als beide groepen (de experimentele- en de controle groep) na drie maanden terug komen krijgen de proefpersonen dezelfde woordenlijst en dezelfde taak. Bij mensen met synesthesie zijn de antwoorden vrij constant en bij mensen zonder synesthesie zijn alleen de gangbare koppelingen constant (bijvoorbeeld sneeuw-wit).

Mensen met synesthesie hebben vaak een sterke herinnering aan het moment van de bewustwording dat zij anders zijn dan andere mensen. Bij een strooptaak benoemen synesthesie patiënten sneller de inktkleur wanneer deze in overeenstemming is met de synesthesie-kleur. Wel blijkt bewuste identificatie nodig van de waarneming om synesthesie op te wekken. Synesthesie patiënten kunnen een som sneller oplossen wanneer de kleur van het ‘uitkomstvakje’ overeenkomt met het juiste antwoord. De associatie van stimuli wordt niet alleen veroorzaakt door de vorm van de stimulus, maar ook de interpretatie ervan.

Uit sommige onderzoeken blijkt dat er overlap is tussen activatie in hersengebieden voor kleursensatie en letterherkenning, maar dit is niet altijd gerepliceerd. Een andere verklaring zou zijn dat een hersengebied een rol speelt in de link tussen waarnemingen. Mogelijke manieren hiervoor zijn: abnormale verbindingen tussen de hersengebieden, bij jonge kinderen zijn verbindingen aanwezig die normaal zouden verdwijnen en bij synestheten niet, onvermogen van synestheten om verbindingen tussen deze hersengebieden te onderdrukken. Positief aan synesthesie is dat het mogelijk samengaat met boven-gemiddelde kwaliteit van waarnemen, het gebruikt kan worden om geheugen- en wiskundeprestaties te verbeteren en het gerelateerd kan zijn aan creativiteit.

Remachandran heeft zich beziggehouden met synesthesie. Hij stelde dat synesthesie gerelateerd is aan metaforen (‘scherpe toon’) en aan creativiteit en kunst. Hij vond een relatie tussen synesthesie en ‘phantom limb’ ervaringen. Phantom limb houdt in dat iemand bijvoorbeeld een been verloren heeft en toch stimulatie krijgt dat zijn of haar been aangeraakt wordt. Deze stimulatie kan ontstaan door een ander lichaamsdeel (bijvoorbeeld de wang) aan te raken.

Blindzicht

Blindzicht; dit is een zeer zeldzaam verschijnsel en houdt in dat iemand blind is voor een deel van het visuele veld, maar daar toch iets kan waarnemen. Dit werkt kruislings, mensen die een beschadiging hebben aan de rechterkant van de hersenen, zijn blind in het linker visuele veld. De strooilicht hypothese stelt dat dit komt door substanties in de oogbal, maar dit werd verworpen aan de hand van een experiment waarbij er licht op de blinde vlek viel. Een nieuwe verklaring is dat er twee verschillende visuele systemen zijn, waarbij één systeem gevoelig is voor beweging, snelheid en eventueel andere belangrijke eigenschappen van een stimulus, maar niet voor de bewuste perceptie hiervan. Dit is een primitief en niet-bewust systeem. Iemand met blindzicht kan hierdoor de aanwezigheid van een object detecteren, de plaats van het object aangeven, de beweging van het object detecteren en onderscheid maken tussen objecten die veel van elkaar verschillen. Het tweede systeem is hoger ontwikkeld en bewust. Een andere verklaring is dat er twee systemen bestaan waarvan de één actie (dorsaal) regelt en de ander perceptie (ventraal).

Eenzijdige verwaarlozing

Eenzijdige verwaarlozing (Unilateral spatial neglect); dit is een verschijnsel waarbij iemand wel in staat is om te zien, maar zich niet bewust is van wat er gebeurt aan een bepaalde kant van zijn of haar lichaam of zich niet bewust is van één zijde van een object. Dit is meestal de linkerkant. Dit verschijnsel vertoont zich niet alleen bij observeren, maar ook als de patiënt bijvoorbeeld iets na moet tekenen. Bij dit soort taken laten de patiënten consequent een deel van het object weg, ook al staat dat wel op de originele stimulus afgebeeld.

Neglect verschilt van halfzijdige blindheid, want bij neglect kan de persoon het vaak wel zien als hij erop gewezen wordt, gaat het vaak om meer dan alleen visuele informatie en verschillen patiënten in of het om visueel veld (egocentric) of deel van een object (allocentric) gaat. Er zijn echter een aantal voorbeelden die de verklaring van: ‘het negeren van één visueel veld’ tegenspreken. Ten eerste kan er sprake zijn van ‘extinction’, hierbij treedt negeren alleen op als er iets in het andere visuele veld aanwezig is. De aandacht wordt als het ware weggetrokken. Ten tweede is het negeren soms beperkt tot de ruimte binnen handbereik van de patiënt. Ten derde kan het negeren plaatsvinden voor delen die de patiënt zich visueel voor de geest haalt (visual imagery). En soms blijkt een patiënt namelijk (impliciete) kennis te hebben over een deel van het object dat ‘niet wordt gezien’.

Visuele agnosie

Visuele agnosie, het verschijnsel waarbij men niet meer in staat is objecten te vormen en te herkennen vanuit de omgeving, terwijl de zintuiglijke waarneming nog wel in tact is. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen associatieve agnosie en apperceptieve agnosie. Associatieve agnosie houdt in dat patiënten wel iets kunnen natekenen, maar dit streepje voor streepje doen (ze zien niet het grote geheel). Ze kunnen naderhand ook niet vertellen wat ze nu eigenlijk getekend hebben. Apperceptieve (integrative,object) agnosie is het onvermogen om een vorm te zien. Mensen met apperceptieve (form) agnosie kunnen voorwerpen niet natekenen, niet matchen en geen onderdelen beschrijven. Er kan sprake zijn van categorie-specifieke agnosie, een patiënt kan dan bijvoorbeeld levende objecten niet herkennen en niet-levende objecten wel. Patiënten kunnen geen grootte aangeven bij apperceptieve agnosie, maar bij het oppakken van een object nemen de hand/vingers wel de juiste positie aan. Het is mogelijk dat er sprake is van ventral stream voor de bewuste identificatie en dorsal stream voor onbewuste actie.

Prosopagnosia

Prosopagnosia; is het niet meer kunnen herkennen van gezichten. Het is nog de vraag of er één systeem is in ons brein wat uniek is voor gezichtsherkenning. De zintuiglijke waarneming van deze patiënten is nog wel intact. Het is ook niet zo dat patiënten vergeten wie de andere persoon is. Vaak als ze de stem horen kunnen ze daar wel een naam aan koppelen en weten ze ook waar ze die persoon van kennen. Het gaat dus alleen om het herkennen van gezichten. Er kan wel sprake zijn van coverte (onbewuste) herkenning. Dit kan getest worden door het leren van gezicht-naam combinaties, dit gaat sneller bij de juiste combinaties. Daarnaast is er vaak een emotionele reactie zichtbaar bij een goede gezicht-naam combinatie. Tenslotte is het mogelijk om namen te categoriseren, dit gaat sneller bij de aanwezigheid van het goede gezicht. Daarnaast kan er sprake zijn van dubbele dissociaties. Bij dubbele dissociaties gaat het om herkenning vs. expressie, herkenning vs. liplezen en herkenning vs. het matchen van onbekende gezichten. Een beschadiging aan de amygdala leidt tot stoornissen in het herkennen van bepaalde emotionele gezichtsuitdrukkingen. Op basis van dubbele dissociaties is een gezichtsherkenning-model gemaakt door Bruce en Young (zie collegesheets).