Klassisches Konditionieren - Lernen und Gedächtnis - Professur für Allgemeine Psychologie - TU Dresden
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Professur für
Allgemeine Psychologie
Vorlesung im WS 2013/14
Lernen und Gedächtnis
Klassisches Konditionieren
Prof. Dr. Thomas Goschke
Alltagsbeispiele
Ein Lied im Radio…
Eine heiße Herdplatte…
Ein verdorbenes Fischgericht…
Ein paar Feuerwerkskracher…
2
Überblick zum Klassischen Konditionieren
Standardparadigma des Klassischen Konditionierens
Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion,
Spontanerholung, Disinhibtion, Rekonditionierung
Varianten: Lidschlagkonditionierung und konditionierte emotionale
Reaktionen
Generalisierung und Diskrimination
Was wird gelernt: S-R Lernen oder S-S Lernen?
Was ist die konditionierte Reaktion?
Kontiguität oder Kontingenz?
Konditionierte Inhibition
Blockierung und konfigurales Lernen
Das Rescorla-Wagner-Modell
Biologische Einschränkungen
3
Iwan Pawlow (1849-1936)
Sohn einer russischen Priesterfamilie
Studium der Chemie und Physiologie in
Petersburg
Forschung über physiologische Prozesse,
insbesondere des Verdauungssystems
1888 Entdeckung der Nerven, die die
Bauchspeicheldrüse stimulieren
1904 Nobelpreis Medizin für seine Arbeiten zur
Verdauung
4
Pawlows Hund 5 © Zimbardo & Gerrig (2004)
Pawlows Versuchsaufbau 7 © Zimbardo & Gerrig (2004)
Prinzip der klassischen Konditionierung 8 © Zimbardo & Gerrig (2004)
Prinzip der Klassischen Konditionierung
Keine spezifische
Vor der Konditionierung: NS Reaktion
NS
Lernphase: US UR
Nach der Konditionierung: CS CR
9
Klassisches Konditionieren
Terminologie
US: unkonditionierter (unbedingter) Stimulus
• löst Reaktion ohne vorheriges Lernen aus (z.B. Futter)
UR: unkonditionierte (unbedingte) Reaktion
• durch den US ausgelöste Reaktion (z.B. Speicheln)
CS: konditionierter (bedingter) Stimulus
• neutraler Reiz, der keine besondere Reaktion auslöst
(höchstens Orientierungsreaktion) (z.B. Glocke)
CR: konditionierte (bedingte) Reaktion
• durch CS nach dem Lernen ausgelöste Reaktion (z.B.
Speicheln Glockenton)
10
Klassische Konditionierung ist ein
phylogenetischer alter Lernmechanismus
Duftkonditionierung bei Fliegen • Meeresschnecke Aplysia
• Kiemenrückziehreflex bei Berührung
• ist klassisch konditionierbar
Gluck et al. (2008). Learning and memory. Worth Publ.
12Alltagsbeispiele für klassisches Konditionieren
Auch menschliche Reaktionen lassen sich klassisch konditionieren
Beispiele
• Konditionierte Furcht: Berühren einer heißen Herdplatte
• Konditionierte Geschmacksaversion: Sie essen ein
verdorbenes Pilzrisotto und Ihnen wird entsetzlich übel
• Lidschlagreflex
13Überblick zum Klassischen Konditionieren
Standardparadigma des Klassischen Konditionierens
Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion,
Spontanerholung, Disinhibition und Rekonditionierung
Varianten: Lidschlagkonditionierung und konditionierte emotionale
Reaktionen
Effekte der zeitlichen Relation zwischen CS und US
Generalisierung und Diskrimination
Was ist die konditionierte Reaktion?
S-R Lernen oder S-S Lernen?
Kontiguität oder Kontingenz?
Konditionierte Inhibition
Blockierung und konfigurale Cues
Das Rescorla-Wagner-Modell
Biologische Einschränkungen und angeborene Lerndispositionen
14Grundlegende Phänomene
Lernverlauf (Akquisition)
Speichelfluss nach dem CS
Versuchsdurchgänge
15Grundlegende Phänomene
Löschung (Extinktion)
Der CS wird wiederholt ohne
den US dargeboten
CS CR CS CR
US
CR wird zunehmend schwächer
Speichelfluss nach dem CS
Lerndurchgänge Löschungsdurchgänge
(CS + US) (CS allein)
6Grundlegende Phänomene
Spontanerholung
CS+US Nur CS Nur CS
Pause (z.B. 1 Tag)
Stärke der CR
Lerndurchgänge Löschdurchgänge Spontan-
erholung
17Grundlegende Phänomene
Spontanerholung: Theoretische Erklärungen
Inhibition (Konorski, 1948)
• Akquisition exzitatorische (CS US) Assoziation
• Extinktion inhibitorische Assoziation (CS ¬US)
• Inhibitorische Assoziation zerfällt schneller mit Zeit
Aufmerksamkeit
• Extinktion: Organismus lernt, dem CS keine Aufmerksamkeit
mehr zu schenken
• Nach Pause erregt CS für kurze Zeit wieder Aufmerksamkeit
Ambiguität (Capaldi, 1966)
• CS wird ein ambiger Reiz, der sowohl mit US und ¬US
assoziiert ist
• Ob der CS die CR auslöst oder nicht, hängt vom Kontext ab
19Grundlegende Phänomene
Disinhibition
Keine spezifische
CS Reaktion
Akquisition
US UR
Konditionierte
Reaktion CS CR
Exktinktion CS CR
Disinhibition NS CS CR
20Grundlegende Phänomene
Rekonditionierung
Wird nach Extinktion der CS erneut mit dem US gepaart, wird die
CR schneller erworben als bei der ursprünglichen Konditionierung
CS Erwerb der CR
Akquisition
US UR
Exktinktion CS CR
CS Schnellerer Erwerb
der CR
Rekonditionierung
US UR
22Weitere Evidenz, dass Extinktion nicht zur permanenten
Löschung der CS-US-Assoziation führt
Kontextabhängige Erneuerung (renewal)
Wiederherstellung (reinstatement) nach
erneuter Darbietung des US
Rudy, 2008, Neurobiology of learning and memory. Sinauer Ass.
23Grundlegende Phänomene
Schlussfolgerungen für das Konzept der Löschung
Extinktion führt nicht zur Auslöschung
der gelernten Assoziationen
• Spontanerholung
• Disinhibition
• Rekonditionierung
• Renewal und Reinstatement
Mögliche Erklärung: Aufbau einer
neuen Assoziationen (CS kein US)
und Hemmung der ursprünglichen
CS-US-Assoziation
• Erklärt warum z.B. konditionierte
Furchtreaktionen nach Extinktion
wieder auftauchen können (z.B. unter
Stress)
• Der orbitofrontale Kortex scheint an
der Hemmung konditionierter
Furchtreaktionen beteiligt zu sein
(LeDoux, 2000)
Rudy, 2008, Neurobiology of learning and memory. Sinauer Ass.
24Überblick zum Klassischen Konditionieren
Standardparadigma des Klassischen Konditionierens
Grundlegende Phänomene: Akquisition, Extinktion,
Spontanerholung, Disinhibition und Rekonditionierung
Varianten: Lidschlagkonditionierung und konditionierte
emotionale Reaktionen
Effekte der zeitlichen Relation zwischen CS und US
Generalisierung und Diskrimination
Was ist die konditionierte Reaktion?
S-R Lernen oder S-S Lernen?
Kontiguität oder Kontingenz?
Konditionierte Inhibition
Blockierung und konfigurale Cues
Das Rescorla-Wagner-Modell
Biologische Einschränkungen und angeborene Lerndispositionen
25Lidschlagkonditionierung
Applikation eines schwachen Luftstoßes (US) auf das Auge löst
eine Lidschlussreaktion (UR) aus
Luftstoß wird mit einem Ton oder Lichtreiz als CS gepaart
Nach einigen Paarungen löst der CS die CR (Lidschluss) aus
Gluck, Mercado and Myers: Learning and Memory
Copyright © 2008 by Worth Publishers
26Akquisition und Extinktion der Lidschlagkonditionierung
Moore & Gormezano (1961):
Akquisition und Extinktion
Gluck, Mercado and Myers: Learning and Memory, First Edition
Copyright © 2008 by Worth PublishersLidschlagkonditionierung bei 5 Monate alten Säuglingen 30
Ton Furchtkonditionierung
Ton
Stromschlag
Ton
“Freezing”
31Konditionierte emotionale Reaktionen
Prozedur
1. Ratte wird trainiert, Hebel zu drücken,
um Futter zu bekommen
2. CS (Ton) für 2 min, unmittelbar gefolgt
von US (leichter Stromstoß)
3. CS allein, während Ratten Hebel drücken
können
Konditionierte emotionale Reaktion
• Unterdrückung des aktuellen Verhaltens
(„Einfrieren“)
Suppressionsrate =
(Reaktionen während CS) /
(Reaktionen während CS + Basisrate)
- 100/(100+100) = 0.5 (keine Suppression)
- 50/(50+100) = 0.33 (teilweise Suppression)
- 0/(0+100) = 0 (vollständige Suppression)
32Konditionierte emotionale Reaktion 34
Konditionierte Furcht
Emotionale Reaktionen (z.B. Angst) können über klass. Kond. mit
neutralen Reizen assoziiert werden
Klassisches Experiment von Watson & Rayner (1920): "kleiner
Albert"
Nach heutigen Standards ethisch fragwürdig!
35Konditionierte Furchtreaktionen
Der kleine Albert
(Watson und Rayner, 1920)
Der kleine Albert: 9 Monate alter Säugling
Albert zeigte keine Angst vor Ratten (NS)
Albert zeigte Furchtreaktion bei lautem Geräusch
(Schlag auf Eisenstange) (US)
Konditionierung: weiße Ratte (CS) + Krach (US)
Nach 2 Paarungen wollte Albert die Ratte nicht mehr
anfassen
nach 7 Paarungen starke Angstreaktion auf die Ratte
(Albert schreit, versucht wegzukrabbeln) (= CR)
Angstreaktion generalisierte auf einen Hasen, einen
Hund, eine Nikolausmaske, einen Pelzmantel
Angstreaktion auch noch nach 1 Monat
36Konditionierte emotionale Reaktionen
Konditionierung der elektrodermalen Reaktion
Lernphase
Unerwarteter lauter Ton
37Konditionierte emotionale Reaktionen
Konditionierung der elektrodermalen Reaktion
Testphase
Erhöhte elektrodermale
Reaktion (Aktivität d. Schweiss-
Drüsen) = Indikator für körperliche
Erregung (feuchte Hände)
Bechara et al., 1995, Science, 269, 1115-1118)
38Die Amygdala (Mandelkern) ist an klassischen
Furchtkonditionierung beteiligt
Hippokampus
Amygdala
39Einige Kerne und Verbindungen der Amygdala 40
Zentraler Kern der Amygdala hat
efferente Verbindungen zu
subkortikalen Zentren, die an der
Steuerung autonomer u. endokriner
Reaktionen beteiligt sind
Amygdala vermittelt Assoziation
sensorischer Reize mit autonomen
Reaktionen
41Patienten mit einer Läsion der Amygdala zeigen keine
konditionierte Furchtreaktion mehr
Bechara et al., 1995, Science, 269, 1115-1118)
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