Kognitionspsykologi. ved cand.psych., ph.d. Kamilla Miskowiak. Onsdag Købmagergade 44, lok. 1. Hold Folkeuniversitetet København

Transkript

1 Kognitionspsykologi Hold 4106 Folkeuniversitetet København ved cand.psych., ph.d. Kamilla Miskowiak Onsdag Købmagergade 44, lok. 1

2 Kursusplan 1) 10. september Introduktion 2) 17. september Hjernen og metoder 3) 24. september Historie og problemløsning 4) 1. oktober Problemløsning og skemata 5) 8. oktober Opmærksomhed 6) 15. oktober Efterårsferie 7) 22. oktober Neglekt og Transmitterstoffer 8) 29. oktober Hukommelse 9) 5. november Lateralisering i hjernen 10) 12. november Kontrol af handlinger 11) 19. november Emotioner 12) 26. november Affektive lidelser 13) 3. december Bevidsthed

3 Aftenens program Metoder til undersøgelse af hjernen fortsat Skemata og scripts Problemløsning Næste gang...

5 Metoder i studiet af hjernen II Læsionsstudier Anatomi, histologi Elektro/magneto-fysiologiske mål EEG ElektroEncefaloGrafi ERP Event Relaterede Potentialer MEG MagnetoEncefaloGrafi TMS Transkraniel Magnetisk Stimulation Enkeltcelle studier Billeddannende teknikker CT Computerised Tomography MRI Magnetic Resonance Imaging fmri funktionel MRI PET Positron Emission Tomography

6 Magnetisk Resonans STRUKTURELT 0.1 mm nøjagtighed Udnytter magnetiske egenskaber i organisk væv Skanner producerer magnetisk felt - molekyler ensrettes ift. magnetfeltet Magnetisk puls som forstyrrer den magnetisk ligevægt Når magnetisk impuls slukkes, vender molekylerne sig i magnetfeltets retning Tiden til den magnetiske ligevægt i hvert molekyle forskellig for fedt, vand og knogle Dermed forskel i signalet fra forskellige substanser = kontrast i billedet

7 Funktionel MRI Aktivitet i hjernen øget iltforbrug Iltholdigt blod giver højere signal 1. Forbrug af ilt lille fald i signal 2. Tilførsel af nyt iltholdigt blod giver større signal (hovedeffekt) større signal 3. Restitution i blodårer, lavere iltforsyning og konsum fald i signal Måling af aktivering forskellige steder i hjernen under løsning af opgaver Eksempel på aktivering ved arbejdshukommelse

8 Positron Emission Tomography Anvender en kortlivet radioaktiv isotop, som indsprøjtes i kroppen Denne isotop går bl.a. til hjernen, og samles i steder med høj aktivitet og højt glukoseforbrug Dette giver anledning til forhøjet signal Forskelle i aktivering ved hørte/sete ord, omrids indtegnet

9 MEG & ERP: Stor tidslig men lav rumlig præcision Tidslig/rumlig opløsning - samt grad af invasivitet MRI, fmri, PET: Lav tidslig men stor rumlig præcision MEG, ERP MRI, fmri Non-invasive Læsioner, Mikrolæsioner, invasive

11 Skemata Skemata = mental repræsentation / indlært opfattelse Påvirker den måde, vi opfatter en given problemstilling på... Eksempel Spøgelsernes krig

12 Spøgelsernes krig En nat tog, to unge mænd fra Egulacstammen ned til floden for at jage sæler, da de var der blev det tåget og stille. Da hørte de krigsskrig, og tænkte: Måske er det en gruppe krigere. De undslap ind til kysten og gemte sig bag en stamme. Nu kom kanoer frem og de hørte lyden af årer og så en kano komme mod dem. Der var fem mænd i kanoen og de sagde: Hvad syntes I? Vi vil gerne have jer med. Vi er på vej op ad floden for at føre krig mod folket. En af de unge mænd sagde, Jeg har ingen pile. Der er pile i kanoen, sagde de. Jeg vil ikke drage med jer. Jeg vil måske blive dræbt. Min familie ved ikke hvor jeg er henne. Men du, sagde han og vendte sig mod den anden, må gerne drage med dem. Således drog den ene af du unge mænd af sted, men den anden tog hjem. Og krigerne fortsatte op ad floden til en by på den anden side af Kalama. Folkene kom ned til vandet og de begyndte at slås, og mange blev dræbt. Men i et nu hørte den unge mand en af krigerne sige, Hurtigt, lad os ta hjem: den indianer er blevet ramt: Nu tænkte han: Oh, de er spøgelser. Han følte sig ikke syg, men de sagde at han var blevet skudt. Så kanoerne vendte tilbage til Egulac og den unge mand gik i land til hans hus og tændte bålet. Og han fortalte alle og sagde: Se jeg drog med spøgelserne, og vi drog i krig. Mange af vores venner blev dræbt og mange af dem der angreb os blev dræbt. De sagde at jeg var blevet ramt og jeg følte mig ikke dårlig. Han fortalte det til alle og så blev han stille. Da solen stod op, faldt han sammen. Noget sort kom ud af hans mund. Hans ansigt blev forvredet. Folk rejste sig forfærdet. Han var død.

13 Den historie vender vi tilbage til...

14 Scripts Schank & Abelson (1977) Skema: Hvorfor glemmer vi paraplyen? Restaurant besøg Eller regningen Scripts: Vente på bord Aflevere jakke Forret Hovedret Dessert Regning Få jakke Gå Automatisering af handlinger

15 Elizabeth Loftus Et færdselsuheld Hvordan påvirkes erindringer ud fra, hvordan der spørges ind til emnet?

16 Data fra eksperimentet How fast did the cars drive when they...? Loftus & Palmer (1974)

17 Falske erindringer Garry, Manning, Loftus, and Sherman (1996) Forsøgspersoner blev spurgt om de i deres barndom havde været udsat for forskellige begivenheder Kontrolgruppe (Blå) Kritisk gruppe (Orange) efter test hvor de skulle forstille sig begivenheder der kunne være sket i deres barndom

18 Tilbage til Spøgelsernes krig hvad husker I?

19 Spøgelsernes krig En nat tog, to unge mænd fra Egulacstammen ned til floden for at jage sæler, da de var der blev det tåget og stille. Da hørte de krigsskrig, og tænkte: Måske er det en gruppe krigere. De undslap ind til kysten og gemte sig bag en stamme. Nu kom kanoer frem og de hørte lyden af årer og så en kano komme mod dem. Der var fem mænd i kanoen og de sagde: Hvad syntes I? Vi vil gerne have jer med. Vi er på vej op ad floden for at føre krig mod folket. En af de unge mænd sagde, Jeg har ingen pile. Der er pile i kanoen, sagde de. Jeg vil ikke drage med jer. Jeg vil måske blive dræbt. Min familie ved ikke hvor jeg er henne. Men du, sagde han og vendte sig mod den anden, må gerne drage med dem. Således drog den ene af du unge mænd af sted, men den anden tog hjem. Og krigerne fortsatte op ad floden til en by på den anden side af Kalama. Folkene kom ned til vandet og de begyndte at slås, og mange blev dræbt. Men i et nu hørte den unge mand en af krigerne sige, Hurtigt, lad os ta hjem: den indianer er blevet ramt: Nu tænkte han: Oh, de er spøgelser. Han følte sig ikke syg, men de sagde at han var blevet skudt. Så kanoerne vendte tilbage til Egulac og den unge mand gik i land til hans hus og tændte bålet. Og han fortalte alle og sagde: Se jeg drog med spøgelserne, og vi drog i krig. Mange af vores venner blev dræbt og mange af dem der angreb os blev dræbt. De sagde at jeg var blevet ramt og jeg følte mig ikke dårlig. Han fortalte det til alle og så blev han stille. Da solen stod op, faldt han sammen. Noget sort kom ud af hans mund. Hans ansigt blev forvredet. Folk rejste sig forfærdet. Han var død.

20 Skemata Sir Frederic Charles Bartlett ( ) Forsøgspersoner læste War of the Ghosts (Spøgelsernes Krig) (1932) FP læste historien og ventede 15 minutter Herefter blev de bedt om at genkalde historien

21 Spøgelsernes krig Egne interesser og erfaringer influerer genfortællingen af historien Forsøgspersonerne ordnede historien så den i højere grad passede i deres egne kulturelle sammenhæng Typiske ændringer: 'Something black came from his mouth' bliver til 'he frothed at the mouth', 'he vomited' eller 'breath escaped from his mouth' 'Hunting seals' blev ofte til 'fishing' 'Canoe' blev lavet om til 'boat' og 'paddles' blev til 'oars' Den sårede indianer blev ofte til helten, hvis sår ind imellem endda blev vasket i slutningen af historien Referencen om muligheden for at blive dræbt, bliver nedtonet eller glemt Referencen om manglende pile blev undladt Referencen om de pårørendes ængstlighed blev oftest givet større vægt Spøgelsernes rolle: En anden klan der hedder Ghosts Vrangforstillinger hos indianeren Svært forstålige ting bliver undladt: hiding behind the log the connection between the Indian's injury and the termination of the battle

22 Skemateorierne Skemaer påvirker vores indlæring og hukommelse (jf. Spøgelsernes krig) - vi er altså ikke blot passive modtagere af information, men former aktivt, hvad vi oplever Vores hukommelse er ikke statisk, men tilpasser løbende nye informationer, hvorved minderne ændres (jf. biluheld) så vi kan ikke altid stole på, hvad vi husker Skemateorierne giver således et bud på, hvordan indlæring og hukommelse udspiller sig og på, hvordan de interagerer

24 Problemer med Gestaltskolen Gestaltskolens indsigt godt beskrivende (lige som Gestaltlovene for perception), men kan ikke forklare hvorfor eller hvordan, vi løser problemer...

25

26 Kognitionspsykologien I 1950 ernes kolde krig i USA: stor økonomisk støtte til forskning i radar og computerteknologi Kognitiv revolution i 1956 (psykologi, linguistik, computervidenskab) symposium i informationsteori i Cambridge Massachusetts markerede paradigmeskift i eksperimentel psykologi atter fokus på psyken Newell & Simon: fundamentet for kognitionspsykologiens informations-processerings framework Grundidé: tanker kan forstås som formaliserede logiske, matematiske regler og processer Første computermodeller for psykologiske fænomener - milepæle for kognitionspsykologien og kunstig intelligens Problem-space teorien (1972) stadig central for forskning i problemløsning og implementeret i computerprogrammer fx SOAR

27 Problemløsningens labyrint Problem løses via udforskning af veje til løsning som at finde vej gennem labyrint Gange deler sig valg og derefter nye valg Brug af stategier for at bevæge sig systematisk gennem labyrinten Newel & Simon brugte paralleller til disse grundideer for at karakterisere menneskers problemløsnings-adfærd

28 Problem space: problemers abstrakte struktur Alle problemer består af: Begyndelsesstadie (uden for labyrinten) Mellemstadier (bevægelse genn. labyrinten) Målstadie (center af labyrinten) Ved hvert stadie er der froskellige operatorer at vælge imellem (e.g. drej TV, TH, gå ligeud) Der er altså et helt rum af forskellige operatorer og veje gennem dette rum (hvoraf kun nogle vil lede til målet)

29 Problem space: menneskelig problemløsning Når vi løser problemer, gennemgår vi lignende vidensstadier i hovedet Starter med begyndelses-vidensstadiet og søger genn. et rum af alternative mentale stadier, indtil vi når mål-vidensstadiet Bevægelse fra ét vidensstadie til et andet via mentale operatorer = tilladte træk/ restriktioner Søgen sker via opdeling af overordnet mål i delmål, som når de nås leder til målestadiet Op1 Op2 Op3 S S' S"

30 Problem space: heuristikker vs. algoritmer Mange alternative veje til målstadiet brug af strategier/ heuristikker Heuristikker = tommelfingerregler fx: Means-ends analysis: 1. noter forskel ml. begyndelses- og målstadie 2. lav delmål for at reducere forskellen 3. vælg en operator, som vil løse delmålet Hill-climbing: problemløsn. som bjergbestigning Anti-looping: undgå at gå tilbage til tidl. stadier Heuristikker garanterer ikke løsning af opgaven, men lykkes oftest Algoritmer derimod garanterer, at målstadiet nås ved at checke alle alternative stadier

31 Problem space teorien: grundantagelser Processeringen forløber seriel Korttidshukommelsen har en begrænset kapacitet Processen kan hente information fra langtidshukommelsen (tager tid) Heuristikker fordelagtige ved at spare tid og kræfter fremfor algoritmer, der tager lang tid

32 Tower of Hanoi

33 Problem space: operatorer

34 Nu er det jeres tur... Gå sammen 3 og 3: 1 holder tandstikkerne 1 flytter mønterne 1 noterer antal træk... I har 5 minutter

35 Hvordan gik det? Antal træk? Hvordan gjorde I? Husk at give mig mønterne tilbage!

36 Problem space: heuristikker Eks. på heuristikker, vi bruger her: Means-end: - Vi noterer forskel ml. start og mål - danner delmål - bruger operatorer, der løser delmål Anti-looping: Vi prøver ikke at gå tilbage til tidl. stadie

37 Tower of Hanoi

38 Thomas (1974) Ifølge Problem Space teorien så skulle det give os problemer, hvis løsningen af et problem kræver, at vi skal bevæge os tilbage til et tidligere stadie (anti-looping) Thomas testede denne forudsigelse med en modificeret udgave Tolkiens orcs and hobbits

39 Orcs and Hobbits 3 missionærer 3 kannibaler 1 båd med plads til 1 eller 2 personer Problem: Hvis kannibalerne kommer i overtal så er der fest Hvordan løser vi det?

40

41 Så er det jeres tur igen... Gå sammen 3 og 3 brug papir og blyant KKK MMM K MMM KK KK Registrerer delmål + hvor antal træk I har 10 min...

42 Hvordan gik det? Antal træk? Hvor var det svært?

43 Simon & Reed (1976) Vi bruger disse tommelfingerregler: Balancering Means-End Analysis Anti-looping Kunne ideelt løses på 11 skridt men løses i gennemsnit på 30 skridt... Hvorfor? Fordi man må gå imod antilooping tommelfingerreglen for at løse problemet

44 Her havde mange problemer støtter Problem space teoriens hypotese om problemer ved at gå imod antilooping heuristikken Løsningen

45 Filmklip om SOAR: ligger på nettet...

46 Evaluering af Problem space Styrker: Giver bud på hvordan vi løser problemer (vs. Gestaltskolens mirakuløse indsigt ) Tillader os at specificere problemer og definere den bedste løsning (mindst antal træk) Stemmer overens med den viden, vi har om menneskelig informationsprocessering Stemmer overens med computersimulationer Svagheder: Begrænser sig til domænespecifikke, veldefinerede problemrum ikke særligt generaliser til dagligdags problemer uden veldefinerede operatorer, vidensstadier og heuristikker Kan altså ikke forklare hvordan menneskers løser problemer selv, når de ikke har direkte viden om problemområdet...

47 Opdagelser og kreativitet Rutherfords model for atomet (1911)

48 Opdagelser og kreativitet Analogisk tænkning kernen til kreativitet Løsning på et problem via dyb analogi til problem fra et domæne, som er bekendt (fremfor overfladeligheder) Man bruger den begrebsmæssige struktur af et sæt ideer fra et base-domæne til at kortlægge det andet sæt ideer mål-domænet via: Analog genkaldelse: husk en analog der passer til det aktuelle problem Analog kortlægning: kortlæg ved at matche de to domæner med hinanden fin korrespondence ml. begreber og relationelle struktur (vidensstadier og operatorer)

49 Kreativitet via analogisk tænkning Problem: En patient har kræft (Gick & Holyoak, 1980)

50 Kreativitet via analogisk tænkning Problem: En patient har kræft Men flest kunne efter hint Uden historien Nu kunne flere

52 Tak for i aften Næste gang vil Thomas se på, hvordan vores opmærksomhed fungerer...