Unterschiede in der Konditionierbarkeit von positivem und negativem Patterning

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung

Theorie

Hypothesen

Methode

Ergebnisse

Diskussion

Literatur

Die Studie, die die Grundlage dieser Semesterarbeit bildet, ist Teil einer größeren Untersuchung in der Arbeitsgruppe Lachnit. An dieser Stelle möchte ich mich bei Christian Muhl und Sigrid Uebelhoer bedanken, die mir bei der Versuchsdurchführung, der Aufbereitung des Datenmaterials und der statistischen Auswertung geholfen haben. Der theoretische Teil entstand in Zusammenarbeit mit Hanna Schönemann, die auch an der Untersuchung beteiligt war. Zu guter Letzt möchte ich mich bei Herrn Lachnit für seine Betreuung und Unterstützung während der Entstehung dieser Arbeit bedanken.

Zusammenfassung

Studien zu Schwierigkeitsunterschieden zwischen PP und NP ergaben , daß PP durchgängig besser konditioniert wurde als NP. Der Einfluß von mapping relation und Frequenz als Ursache wurde ausgeschlossen. Auch die unterschiedliche logische Struktur des Konditionierungsmusters (bei PP der AND- bei NP der XOR- Regel entsprechend) wurde als Faktor ausgeschlossen. Es wurde weiter festgestellt, daß Pseudopatterning, bei dem die Regeln nicht mehr angewandt werden konnte schlechter konditioniert wird als „echtes“ Patterning. In dieser Studie soll letzterer Befund repliziert werden. Außerdem soll getestet werden, ob eine Veränderung der Relation zwichen den positiven und den negativen Reizen von 2:1 zu 1:1.5 bei PP und von 1:2 zu 1.5:1 bei NP auch die Schwierigkeitsunterschiede zwischen PP und NP vertauscht. Gearbeitet wird mit einem 2x2 faktoriellen Design, bei dem die UVs die Relation und die „Regel vs. keine Regel“- Bedingung sind. Als AV wird die SCR in der FIR genessen. Die Ergebnisse verhielten sich hypothesendisform. PP wurde signifikant besser konditioniert als NP und die „keine Regel“- Bedingung wurde deskriptiv besser konditioniert als die „Regel“- Bedingung.

Theorie

Menschen lernen, Objekte nach unterschiedlichen Merkmalen zu kategorisieren, sie in verschiedeneSchubladen zu stecken, um so Ordnung in ihre Umwelt zu bekommen. Die Prozesse, die dabei ablaufen sind schon oft Untersuchungsgegenstand der psycholologischen Forschung gewesen. Ein Teilgebiet beschäftigt sich mit elementaren Fragen des Konzeptlernens, bei dem der Mensch bestimmte Objekte nach logischen Regeln verschiedenen Kategorien zuordnet. In den letzten Jahren gab es wiederholt Versuche dieses Teilgebiet der Kognitionspsychologie mit Hilfe der klassischen Konditionierung, einem traditionellen Mittel der Gehirnforschung, zu untersuchen. So sollte gezeigt werden, daß sich diese Bereiche in einigen Fragen wesentlich näher sind, als man vermuten könnte. Daraus entwickelten sich konnektionistische Ansätze, die versuchten Gehirnforschung und Kognitionspsychologie in bestimmten Bereichen zu vereinen. Diese Studie baut ebenfalls auf einem konnektionistischen Ansatz auf, indem sie versucht, Fragestellungen des Konzeptlernens auf das klassische Konditionieren zu übertragen und sie damit zu untersuchen.

Traditionelle Untersuchungen zum Konzeptlernen stellten die Frage nach Schwierigkeitsunterschieden zwischen verschiedenen logischen Regeln. Dabei wurden den Versuchspersonen einfache meißt visuelle Reize dargeboten, von denen sie sagen sollten, ob sie in ein vorher von den Versuchsleitern bestimmtes Konzept paßten oder nicht. Die Versuchspersonen bekamen jedesmal eine Rückmeldung über die Richtigkeit ihrer Antwort. Mit der Zeit sollten sie so herausfinden, welche Reizmerkmale und welche logische Regel relevant für die Einordnung der Reize in das Konzept waren. Abhängige Variablen waren die Anzahl der gemachten Fehler bei der Einordnung in die richtige Kategorie (gehört ins Konzept/gehört nnicht ins Konzept) und die Anzahl der trials bis zm erreichen eines Kriteriums, das z.B. dadurch definiert war, daß der Verschsperson x trials hintereinander kein Fehler unterlaufen durfte.

Die untersuchten Regeln kann man mit Hilfe von Vierfeldertafeln darstellen. Es gibt also zwei relevante Merkmale in je zwei relevanten Abstufungen. So ergeben sich vier mögliche Reizkombinationen, die sich aus je einer Abstufung der beiden Merkmale zusammensetzen. Jeder Regelart liegt ein bestimmtes Konzept zugrunde, nach dem die Reizkombinationen entweder einer positiven oder einer negativen Kategorie zugeordnet werden. Gehört eine Reizkombination zur positiven Kategorie, so spricht man von positiver Instanz; gehört sie zur negativen Kategorie, so ist sie negative Instanz.

Insgesamt gibt es vier mögliche Reizkombinationen, die entweder positive oder negative Instanz sein können, so daß es 4²=16 mögliche Regeln gibt. Zwei von ihnen enthalten keinerlei Information, da alle Reizkombinationen der positiven bzw. der negativen Kategorie angehören. Weitere vier Regeln fallen ebenfalls weg, da sie mit je einer anderen Regel ihrem logischen Gehalt nach identisch sind und sich nur in ihrem relevanten Merkmal unterscheiden. So erhält man zehn Regeln, die sich zu fünf jeweils komplementären Regelpaaren zusammenfassen lassen. Das bedeutet, daß bei diesen Regelpaaren positive und negative Instanz einfach vertauscht sind.

In den folgenden Tabellen sind die zehn Regeln in Form von Wahrheitstafeln dargestellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anmerkungen zur Tabelle :

„nonA“ bzw. „nonB“ gibt an, daß dieser Reiz (in der Reizkombination) nicht vorhanden ist. Eine eins kennzeichnet die Reizkombination als positive Instanz.

Eine null kennzeichnet die Reizkombination als negative Instanz.

Aufgrund der festgestellten Schwierigkeitsunterschiede beim Regelerwerb entwickelten Neißer und Weene (1962) eine Regelhierarchie, die sie auf die unterschiedliche Komplexität von Regeln zurückführten. Sie ordneten die fünf Regelpaare nach ihrer Komplexität drei verschiedenen Ebenen zu. Dabei sind die Regeln der Ebene 1 am wenigsten komplex und die der Ebene 3 am komplexesten.

Auf Ebene 1 befinden sich Regeln bei denen nur ein Merkmal relevant ist. Das bedeutet, daß das relevante Merkmal in der Reizkombination vorhanden (Affirmation) oder nicht vorhanden (Negation) sein muß, damit sie eine positive Instanz ist.

Die Regeln der zweiten Ebene ergeben sich durch Verknüpfungen von Regeln der ersten Stufe. So ist z.B. bei der Konjunktion ein Reizkomplex nur dann positive Instanz, wenn Reiz A und Reiz B gleichzeitig auftreten. Bei der inklusiven Disjunktion muß entweder A oder B (oder beide) vorhanden sein; bei der konditionalen Regel muß, wenn A vorhanden ist auch B vorhanden sein, wenn der Reizkomplex positive Instanz sein soll (solange A nicht vorhanden ist , ist es egal, ob B vorhanden ist oder nicht).

Auf Ebene 3 werden Regeln der zweiten Ebene zu neuen Regeln verknüpft. So erhält man die bikonditionale Regel und die exklusive Disjunktion. Die erstere besagt, daß entweder beide Merkmale oder keines von beiden vorhanden sein muß; die exklusive Disjunktion gibt vor, daß entweder nur das eine oder nur das andere Merkmal im Reizkomplex vorhanden sein muß, damit dieser positive Instanz ist.

Um diese abstrakte Beschreibung der Regeln etwas verständlicher zu machen, werden die wichtigsten Regeln im folgenden mit Beispielen erklärt.

Anschließend sind die Regeln nochmals nach Ebenen getrennt in einer Tabelle aufgeführt. Es ist anggegeben, welche logische Vorraussetzung erfüllt sein muß, damit ein Reizkomplex positive Instanz sein kann.

Affirmation: Immer wenn die Sonne scheint freue ich mich, egal ob morgens oder abends. (A= Sonne; B= Tageszeit)

Inklusive Disjunktion: Ich esse, wenn ich Hunger oder Appetit oder beides gleichzeitig habe. (A= Hunger; B= Appetit)

Konditional: Wenn nichts passiert ist es egal, ob man einen Verbandskasten hat oder nicht; passiert aber etwas sollte man einen dabeihaben.

(A= Verbandskasten; B= Unfall)

Bikonditional: Beim Roulette gibt es zwei Fälle bei denen ich mich zumindest nicht ärgern brauche: tippe ich richtig und habe gesetzt oder tippe ich falsch und habe nicht gesetzt. Ist es so, daß ich zwar richtig getippt, jedoch nicht gesetzt oder falsch getippt aber gesetzt habe, gibt es Grund, sich zu ärgern.

(A= Tip; B= Einsatz)

Exklusive Disjunktion: Jörg und Anne sind ein Paar. Sind sie zusammen bei mir turteln sie nur herum und ich langweile mich. Kommt keiner von beiden, ist es auch langweilig; besuchen mich Anne oder Jörg aber alleine, ist es immer witzig.

(A= Jörg; B= Anne)

Tabelle 2: Unterscheidung der Ebenen nach Neißer und Weene und logische Darstellung der positiven Instanz

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anmerkungen zur Tabelle: ? := und, ? := oder (inklusiv), \ := ohne

Nach der Regelhierarchie von Neißer und Weene sind die Regeln der Ebene 3 am schwierigsten und die der Ebene 1 am leichtesten zu lernen. Dennoch gibt es nach empirischen Befunden auch innerhalb einer Ebene Schwierigkeitsunterschiede, die man nicht auf unterschiedliche Komplexität zurückführen kann. Die empirisch festgestellte Rangfolge stellt sich wie folgt dar:

Negation < Affirmation < Konjunktion < inklusive Disjunktion < Exklusion < gemeinsame Negation < alternative Negation < exklusive Disjunktion < Konditional < Bikonditional

Bourne beschrieb daraufhin vier Voreinstellungen, die die Schwierigkeitsunterschiede unabhängig von den Ebenen erklären. Er geht davon aus, daß jeder Mensch diese Voreinstellungen von Natur aus besitzt, da bestimmte Regeln im Alltag häufiger vorkommen als andere.

Die vier Voreinstellungen von Bourne (1974) sind:

1. Enthält ein Reizkomplex beide Merkmale ist er positive Instanz. AB => positive Instanz
2. Enthält der Reizkomplex keines der Merkmale ist er negative Instanz. nonA nonB => negative Instanz
3. Ist nur ein Merkmal im Reizkomplex enthalten, so ist er negative Instanz. nonA B und A nonB => negative Instanz
4. Der Reizkomplex, in dem beide Merkmale enthalten sind, und der Reizkomplex, in dem keines der beiden Merkmale enthalten ist, werden verschiedenen Kategorien zugeordnet. A B und nonA nonB => verschiedene Kategorien

Diese Auflistung der natürlichen Voreinstellungen von Bourne ist jedoch mit Vorsicht zu betrachten, da er zunächst die empirischen Befunde auswertete, um anschließend diese vier Punkte zu formulieren.

Für die Schwierigkeit einer Regel gilt, daß sie um so höher ist je weniger Punkte dieser Voreinstellungen erfüllt werden. Je mehr Punkte eine Regel erfüllt desto einfacher ist sie zu erlernen.

Nun stellt sich die Frage, wie induktives Denken mit Hilfe von Konditionierungsansätzen untersucht werden kann. Betrachtet man bei der differentiellen Konditionierung positives und negatives Patterning (PP und NP), so erkennt man, daß diese beiden Konditionierungsmuster der Konjunktion (AND- Regel) und der exklusiven Disjunktion (XOR- Regel) entsprechen. Bei PP wird auf einen compound zweier Einzelreize eine Reaktion konditioniert. Treten die Einzelreize allein auf, so erfolgt keine Stimulation. Bei dieser Art von Konditionierung kann die Konjunktion als Regel angewandt werden. Die exklusive Disjunktion entspricht dem Reizmuster von NP, da hier die Einzelreize verstärkt und der compound nicht verstärkt wird.

Tabelle 3: Regel vs.Konditionierungsmuster

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wie man sieht, sind bei den Konditionierungsmustern die ersten drei Zellen der logischen Regeln realisiert. Die vierte Zelle der Wahrheitstafel (nonA nonB) erscheint nicht. Allerdings haben Untersuchungen gezeigt, daß die Realisierung der vierten Zelle bei Experimenten zum Regellernen irrelevant für die Ergebnisse ist.

Der gleiche logische Aufbau allein zeigt jedoch nicht , daß Konditionierung und Regellernen identische Prozesse sind. Dazu waren weitere Experimente nötig, die untersuchten, ob ein Organismus, der z.B. auf A-, B-, AB+ konditioniert war auch bereits bei erster Präsentation eines neuen Reizpaares (z.B. C-, D-, CD+) genauso reagieren würde wie bei dem bereits konditionierten ersten Reizpaar. Geht man von reiner Konditionierung aus, so müßte nach der Theorie der Organismus ganz neu auf dieses Reizpaar konditioniert werden, da die Reize noch nicht mit irgendwelchen Stimuli gekoppelt wurden, also noch ganz „frisch“ sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim zweiten Reizmuster bereits zu Beginn konditionierte Reaktionen auftraten, was als Indiz dafür gewertet werden kann, daß bei Konditionierungsansätzen Regeln gelernt und angewandt werden. Ohne diese Einsicht wäre es nicht möglich, solche Ergebnisse zu erklären.

Sowohl nach Neißer und Weene alsauch nach Bourne sind die Konjunktion und die exklusive Disjunktion unterschiedlich schwer zu erlernen. Nach ihrer Komplexität befindet sich die Konjunktion auf der zweiten Ebene, die exklusive Disjunktion auf der dritten. Während diese keine der vier Voreinstellungen von Bourne erfüllt, gelten bei der Konjunktion alle vier Punkte. Also müßte die AND- Regel weitaus leichter zu erlernen sein als die XOR- Regel, was auch empirisch bestätigt wurde.

Beim Konditionieren von PP und NP zeigen sich die gleichen Unterschiede im Lernerfolg wie bei Untersuchungen zu Schwierigkeitsunterschieden bei AND und XOR. NP ist also schwerer zu konditionieren als PP, genauso wie XOR schwerer zu erlernen ist als AND. Alle diese Ergebnisse sprechen dafür, daß Regellernen mit Hilfe von Konditionierungsansätzen wirkungsvoll untersucht werden kann, da es sich, wenn nicht um identische, so um zumindest sehr ähnliche Prozesse zu handeln scheint.

Es interessiert nun die Frage, worauf die Schwierigkeitsunterschiede zwischen PP und NP zurückzuführen sind.

Eine erste Annahme bestand darin, daß die dem PP bzw. NP zugrundeliegenden logischen Regeln für diese Unterschiede verantwortlich sind. Um diese Position zu stärken schloß Lachnit (1998) mapping Relation und Frequenz der verstärkten Reize als Faktoren, die ebenfalls Einfluß auf die Schwierigkeitsunterschiede haben könnten, aus. Die Frequenz gibt an, wie oft ein verstärkter Reiz insgesamt während eines Durchlaufs präsentiert wird. Die mapping Relation entspricht dem Verhältnis von konditionierten zu unkonditioniertem Reiz. Gibt es also nur ein konditionierten Reiz, so ist die mapping Relation eins zu eins, gibt es zwei konditionierte Reize ist die mapping Relation zwei zu eins, ... Da es immer nur einen unkonditionierten Reiz gibt, ist nur die Anzahl der konditionierten Reize relevant für die mapping Relation.

Tabelle 4: Mapping Relationen und Frequenz bei PP und NP in Abhängigkeit von der Anzahl der Reizpaare

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wie aus der Tabelle ersichtlich sind Frequenz und mapping Relation bei gleicher Anzahl von Reizpaaren für PP und NP unterschiedlich. Das liegt daran, daß bei NP immer beide Einzelreize verstärkt werden und bei PP nur der compound aus den beiden Einzelreizen. Betrachtet man jedoch den Fall, daß bei PP doppelt so viele Reizpaare vorhanden sind, wie bei NP, so werden mapping Relation und Frequenz gleich groß. So ist es möglich herauszufinden, ob diese beiden Faktoren Einfluß auf Schwierigkeitsunterschiede zwischen PP und NP haben. In dem Experiment wurde für die Unterschiede zwischen den Gruppen nur der Haupteffekt Patterning signifikant, wobei PP durchgängig besser konditioniert wurde als NP. Mapping Relation und Frequenz hatten keinen Einfluß. So wurde die These, die Regeln seien für die Schwierigkeitsunterschiede verantwortlich, gestärkt.

Allerdings ergaben sich bei der Untersuchung von Pseudopatterning ebenfalls Unterschiede twischen „PP“ und „NP“. Pseudopatterning ist ein Konditionierungsaufbau, bei dem es zwar weiterhin drei Reize gibt, von denen bei „PP“ einer und bei „NP“ zwei versärtkt werden, bei dem allerdings nicht mehr die AND- bzw. die XOR- Regel angewandt werden kann, um eine Stimulation vorauszusagen. Der Compound, der sich normalerweise aus den Einzelreizen zusammensetzt und so die Anwendung der Regeln möglich macht, wird durch einen dritten Reiz Z ersetzt.

Uwe Albers verglich nun „echtes“ Patterning, bei dem eine Anwendung der Regeln möglich ist, und Pseudopatterning für PP und NP. Er verwendete folgendes Reizmaterial:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Unter der Bedingung „NP“ erfolgte keine Konditionierung. Bei den anderen drei Gruppen konnte Konditionierung festgestellt werden, wobei sowohl in der Bedingung PP alsauch in der Bedingung NP besser konditioniert wurde als unter der Bedingung „PP“. Daraus folgt, daß auch bei Pseudopatterning Schwierigkeitsunterschiede zwischen „PP“ und „NP“ feststellbar sind. Die Ergebnisse von Uwe Albers konnten in der Arbeitsgruppe Lachnit für NP repliziert werden, was erneut elementaren Konditionierungstheorien widerspricht.

Die Aufgabe weiterer Arbeiten könnte nun darin bestehen zu untersuchen, was tatsächlich den Unterschied zwischen PP und NP ausmacht. Als möglicher Faktor bleibt die Relation zwischen den einzelnen positiven Reizen (Reize auf die eine Stimulation folgt) und den einzelnen negativen Reizen (Reize auf die keine Stimulation folgt). Diese war bisher bei allen Untersuchungen für PP und NP verschieden. Das lag an dem Bestreben, insgesamt genauso viele positive wie negative Reize in einem Durchgang haben zu wollen. Folgende Reizverhältnisse findet man deshalb bei so gut wie allen traditionellen Untersuchungen: 8xA, 8xB, 16xAB

Diese Verteilung führt bei PP zu einer Relation von 2:1 (compound(+) zu Einzelreiz(-)). Bei NP ist die relation genau umgekehrt, da die Einzelreize verstärkt werden. (Einzelreiz(+) zu compound(-) = 1:2).Wäre dieses Verhältnis in die andere Richtung gekehrt, so könnten sich auch die Schwierigkeitsunterschiede zwischen PP und NP umkehren.

In dieser Arbeit soll unter anderem diese Möglichkeit untersucht werden, weshalb die Häufigkeit der Reize im Vergleich zu bisherigen Studien so geändert werden soll, daß sich die Relation in die andere Richtung kehrt. Außerdem sollen die Ergebnisse für die Unterschiede zwischen Patterning und Pseudopatterning repliziert werden. Es wird erwartet, daß wie bisher Pseudopatterning schlechter konditioniert wird als Patterning und daß - bedingt durch das vertauschte Verhältnis - PP diesmal schlechter konditioniert wird als NP. Da aufgrund der Bedingung Pseudopatterning nicht mehr von PP und NP gesprochen werden kann, geht es numehr nur noch um das Verhältnis zwischen den einzelnen positiven und den einzelnen negativen Reizen. „PP“ wird durch die Relation 1:1.5 beschrieben und „NP“ durch die Relation 1.5:1.

Hypothesen

1. Es wird ein Haupteffekt Relation erwartet, wobei in den Gruppen mit einer Relation von 1.5 : 1 („NP“) besser konditioniert wird als in den Gruppen mit einer Relation von 1 : 1.5(„PP“).
2. Es wird erwartet, daß die Gruppen, in denen die Regeln AND bzw. XOR beim Patterning angewandt werden können, besser konditionierbar sind als die Gruppen, bei denen das nicht der Fall ist.

Methode

Bei diesem Experiment sollte eine Hautleitwertkonditionierung auf Reize, die mit einer Elektrostimulation verstärkt wurden, stattfinden. Dabei sollten Unterschiede in der Schwierigkeit der Konditionierung zwischen verschiedenen Bedingungen festgestellt werden.

Stichprobe

Es wurden 48 Studierende im Alter von xx bis xx Jahren untersucht (durschnittliches Alter: xx Jahre). Davon waren xx weiblich und xx männlich. Zusätzlich wurden xx weitere Personen untersucht, die jedoch nicht in die Auswertung eing ingen, da sie mit der Zeit habituierten. Ausgeschlossen wurden solche Versuchspersonen, die schon nach xx trials keine Hautleitwertreaktion mehr auf den Schock zeigten.

Die 48 Versuchspersonen wurden zufällig auf vier Versuchsbedingungen verteilt, so daß pro Bedingung zwölf Personen untersucht wurden.

Die Teilnahme an dem Experiment war freiwillig. Erhoben wurden die Versuchspersonen über Listen, die an verschiedenen Orten der Uni, am Arbeitsamt und an Schulen in Marburg aushingen. Als Belohnung für die Tei lnahme erhielten die Versuchspersonen 11 DM und ein Überraschungsei; Psychologiestudenten im Grundstudium der Universität Marburg konnten statt dessen eine dreiviertel Stunde auf ihrer Versuchspersonenstundenkarte eintragen lassen.

Reizmaterial

Als Reizmaterial wurden geometrische Formen verwendet. Es handelt sich in Bedingung 1+2 um dimensionales Material; in Bedingung 3+4 genügten features.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bei der Relation 1.5:1 (NP) folgte auf ✟ b und✟ r ein Schock, bei der Relation 1:1.5 (PP) nicht. Auf die Darbietung von ✟ r folgte bei der Relation 1:1.5 (PP) ein Schock, bei der Relation 1.5:1 (NP) hingegen nicht.

In Bedingung 3+4 wurde der rote Kreis gegen ein graues Rechteck ausgetauscht. Es gab also:

einen blauen Kreis ✟ b,

ein rotes Dreieck ✟ r

und ein graues Rechteck ✟g.

Auf ✟ b und ✟ r folgte bei der Relation 1.5:1 („NP“) ein Schock und bei der Relation 1:1.5 („PP“) nicht; auf ✟g folgte bei der Relation 1:1.5 („PP“) ein Schock und bei der Relation 1.5:1 („NP“) nicht.

Wie man sieht ist es in Bedingung 3+4 nicht mehr möglich, die AND bzw. die XOR Regel anzuwenden, um einen Schock vorauszusagen, da in dem dritten Reiz die ersten beiden in keiner Dimension mehr vorhanden sind. Es handelt sich also um feature Material.

In Bedingung 1+2 hingegen wurde dimensionales Material verwendet. Der compound setzt sich aus unterschiedlichen Dimensionen der beiden Einzelreize zusammen. So wird gewährleistet, daß di e AND- bzw.die XOR- Regel angewandt werden kann, ohne daß es nötig wird, den compound aus zwei vollständigen Einzelreizen zusammenzusetzen. Es könnte nämlich sein, daß in einem solchen Fall statt der untersuchten Regeln die Regel 1 vs.2 angewandt würde (ein Reiz: Schock, zwei Reize: kein Schock). Zudem gewährleistet eine solche Reizauswahl eine bessere Vergleichbarkeit der Gruppen untereinander und eine bessere Vergleichsmöglichkeit mit anderern Studien, die auch dimensionales Material verwendeten. Um einen Einfluß der Farbe zu verhindern wurden die Gruppen so ausbalanciert, daß für die Hälfte der Versuchspersonen die Farben rot und blau wie sie oben angegeben sind vertauscht wurden.

Die Reize wurden auf einem schwarzen Hintergrund dargeboten. Sie erschienen für xx Sekunden auf einem Computerbildschirm. Bei Verschwinden des Reizes erfolgte je nach patterning ein Schock oder nicht. Zwischen den trials blieb der Bildschirm für xx Sekunden dunkel. Die Position der geometrischen Formen auf dem Bildschirm variiert e. Insgesamt dauerte die Darbietung aller Reize insgesamt etwa zwanzig Minuten.

Versuchsplan

Bei diesem Versuch handelt es sich um ein 2x2 faktorielles Design. Die eine unabhängige Variable ist die Relation zwischen den Reizen, auf die ein Schock folgt, und den Reizen, auf die kein Schock folgt. Die zweite unabhängige Variable gibt an, ob die Schocks mit Hilfe der AND bzw. der XOR Regel vorauszusagen sind oder nicht. So ergeben sich vier verschiedene Bedingungen (siehe Tabelle)

Tabellle 5: Versuchsplan

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Relation stellt das Verhältnis von positiven- Reizen (Schock folgt) zu negativenReizen(Schock folgt nicht) dar.

In der Spalte Reize ist angegeben, wie oft welcher Reiz im Laufe eines Durchgangs erscheint. In der Spalte Schock ist angegeben, auf welchen Reiz in der jeweiligen Bedingung ein Scho ck folgte. Die Gesamtanzahl der trials ist konstant 32.

Die Versuchspersonen wurden zufällig auf die vier verschiedenen Bedingungen verteilt.

Der Versuch fand in einem schalldichten und elektronisch abgeschirmten Raum statt. Während des Versuchs verließ der Versuchsleiter den Raum. Aus Protokoll - und Sicherheitsgründen konnte er über Gegensprechanlage und Videokamera die Versuchsperson beobachten. Zu Beginn erhielten die Versuchspersonen eine schriftliche Instruktion (siehe Anhang), in der sie die Anweisun g erhielten aufmerksam auf die dargebotenen Reiz zu achten und sich möglichst ruhig zu verhalten, damit die Messung nicht verfälscht würde. An den linken Arm wurde eine Manschette mit den Elektroden für die Elektrostimulation befestigt. Die Versuchsperson konnte die Schockstärke auf einer Skala von eins bis neun selber einstellen. An der rechten Handinnenfläche wurden die Elektroden für die Hautleitwertmessung angebracht. Nachdem der Versuchsleiter den Raum verlassen hatte, begann die Präsentation der Reize . Ein trial dauerte xx Sekunden, der Intertrialabstand betrug xx Sekunden. Die Reizabfolge war zufällig; die ersten x trials waren so ausbalanciert, daß in jeder Bedingung genauso oft mit einem Schock begonnen wurde. Insgesamt dauerte die Reizpräsentation etwa zwanzig Minuten.

Abhängige Variablen

Gemessen wurde der Hautleitwert in der FIR (First Intervall Response). Diese wurde getrennt nach acht Blöcken, die den Zeitverlauf innerhalb eines Durchgangs widerspiegeln, und getrennt nach positiven negativen Re izen erfaßt. Es gibt also sechzehn verschiedene Blöcke. Acht positive (Schock folgt) und acht negative (kein Schock folgt). Der Mittelwert des ersten Achtels der positiven Reize ergibt den Wert für den ersten positiven Block, der Mittelwert des ersten Achtels der negativen Reize ergibt den Wert für den ersten negativen Block, usw.

Ergebnisse

Die gewonnenen Daten wurden daraufhin untersucht, ob einerseits PP tatsächlich wie erwartet aufgrund der umgekehrten Relation schlechter konditioniert würde als NP un d ob andererseits wie erwartet bei Pseudopatterning wiederum schlechter konditioniert würde als bei „echtem“ Patterning.

Also müßte in der NP- Bedingung, in der die XOR - Regel angewandt werden konnte am besten konditioniert werden und in der „PP“ - Bedingung, in der die AND - Regel nicht angewandt werden konnte am schlechtesten konditioniert werden.

Statistische Auswertung

-gesamt

Zur statistischen Auswertung war es zunächst nötig, aus den einzelnen Werten für die Hautleitwertreaktion, die getrennt nach po sitiven und negativen Blöcken erhoben wurden ein Maß für die Konditionierbarkeit zu errechnen. Dazu wurde für jede Versuchsperson die Durchscnittliche Differenz zwischen positiven und negativen Blöcken errechnet. Je größer die Differenz desto besser wurde konditioniert. Nun konnte diese neu berechnete Variable einer statistischen Auswertung unterzogen werden.

Dazu wurde eine univariate zweifaktorielle Varianzanalyse verwendet. Die unabhängigen Variablen waren Gruppe (Regelanwendung vs. keine Regelanwendung) undRelation (1:1.5 vs. 1.5:1 oder „PP“ vs. „NP“).

Als Signifikanzkiterium wurde p = .05 gewählt.

Die Ergebnisse lassen sich in einer Vierfeldertafel darstellen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der Unterschied zwischen Redel und Pseudoregel wurde mit F (3 , 44) = 1,021 ; p < .40 nicht signifikant.

Der Unterschied zwischen den Relationen wurde mit F (3 , 44) = 15, 674 ; p < .001 hochsignifikant.

Die Interaktion zwischen beiden Effekten wurde nic ht signifikant. F < 1.

-getrennt nach Blöcken

Zusätzlich zu oben geschildeter Analyse wurde eine Multivariate Varianzanalyse durchgeführt, um eine Betrachtung der Hautleitwerte über die Blöcke hinweg möglich zu machen. Dabei wurde getestet, ob es überhaupt Unterschiede in der Reaktion auf positive und neagtive Reize gibt (Kontingenz), ob also überhaupt Konditionierung stattgefunden hat. Dazu mußten die Hautleitwertdaten für jeden Block einzeln in die Analyse mit eingehen. Es wurden neben der Kontingenz er neut die unabhängigen Variablen Relation und Gruppe untersucht. Die Ergebnisse lassen sich am besten in den folgenden Diagrammen darstellen (siehe nächste Seite).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Kontingenz wird mit F (x , xx) = 31.75; p < .001 hochsignifikant.

Die Interaktion zwischen Relation und Kontingenz wird mit F (x , xx) = 15.34; p < .001 ebenfalls hochsignifikant.

Die Interaktion zwischen Gruppe und Kontingenz wird mit F = 1.00 nicht signifikant.

Die Dreifachinteraktion aus Gruppe Relation und Kontingenz wird ebenfalls nicht signifikant. F < 1.

Diskussion

Keine der Hypothesen wurde in irgendeiner Art bestätigt.

Weder deskriptiv noch statistisch hat sich ergebenen, daß in der Bedingung, in der keine Regel angewandt werden konnte schlechter konditioniert wurde als in der Bedingung, in der Regeln angewandt werden konnten. Im Gegenteil: Deskriptiv wurde in der „Pseudoregelbedingung“ sogar besser konditioniert als in der „Regelbedingung“.

Zudem stehen die Ergebnisse, was die Unterschiede zwischen Regel und Pseudoregel angeht im Widerspruch zu bisherigen Studien. Dort wurde unter der Pseudoregelbedingung immer schlechter konditioniert als in der Regelbedingung; hier war es umgekehrt. Woran diese widersprüchlichen Ergebnisse liegen könnten, ist Sache der Spekulation. Möglicherweise sind Fehler im Aufbau oder in der Durchführung des Versuchs die Ursache. In Frage stellen kann dieses Ergebnis die früheren Studien nur, wenn an anderer Stelle ähnliche Ergebnisse erzielt werden. Ist dies der Fall so stellt sich die Frage, ob eine systematische Veränderung im Vergleich zu früheren Studien vorliegt oder ob die Forschung wie sie auf diesem Gebiet insgesamt betrieben wurde überhaupt zuverlässige Aussagen machen kann. Im ersteren Fall kann zur Zeit nur die veränderte Relation zwischen positiven und negativen Reizen in Betracht gezogen werden, doch ist es fraglich, ob eine andere Relation die Unterschiede zwischen Patterning- und Pseudopatterningbedingung zumindest deskriptv umkehren kann. Möglicherweise wird in Zukunft ein weiterer Faktor gefunden, der die bisheigen Ergebnisse und die dieser Studie vereinbar macht, so daß dann auf einer neuen Basis weitergeforscht werden kann. Abgesehen davon wird weitere Forschung nötig sein, um festzustelllen, ob die Ergebisse dieser Studie replizierbar sind, oder ob sie nur einmalig und unerklärt bleiben.

Auch die Erwartung, daß nicht die Art des Patternings sondern die Relation der einzelnen positiven zu den einzelnen negativen Reizen ausschlaggebend für die unterschiedlich gute Konditionierbarkeit verantwortlich ist, konnte nicht bestätigt weden. Auch nach Umkehrung der Relation von 2:1 zu 1:1.5 bei Positive Patterning wurde dies besser konditioniert als Negative Patterning. Dieser Unterschied ist nicht nur deskriptiv gut zu erkennen , sondern er ist auch höchst signifikant.

Interessant ist, daß bei einer parallel laufenden Studie zur Reaktionszeitmessung bei der Anwendung von logischen Regeln auch die Relation als verantwortlicher Faktor für die Schwierigkeitsunterschiede zwischen AND und XOR untersucht wurde. Dabei wurde für die Reaktionszeit tatsächlich ein Haupteffekt Relation festgestellt. Immer dann, wenn die positiven Reize (auf die reagiert werden sollte) öfter vorkamen als die negativen Reize (auf die nicht reagiert werden sollte), war die Anwendung der Regel einfacher - unabhängig , ob es sich um die Anwendung von AND oder XOR handelte. Mit anderern Worten: nicht die Regeln sind für die Schwierigkeitsunterschiede verantwortlich sondern die Relation. Auch bei der Anwendung von Pseudoregeln, bei denen wie beim Pseudopatterning der compound durch einen dritten Einzelreiz ersetzt wurde, erhält man solche Ergebnissse.

Die Relation scheint also bei der Regelanwendung die Schwierigkeitsunterschiede zu erklären, doch beim Konditionieren, dem zwar die selben Regeln zugrunde liegen, scheint sie keinen Einfluß zu haben. Auch weitere Ergebnisse aus den Reaktionszeitexperimenten legen nahe, daß es sich bei der Relation um einen Einflußfaktor handelt, der spezifisch bei der Anwendung von Regeln eine Rolle spielt, nicht aber beim Erwerb oder bei der Konditionierung. Man sollte sich also die Fage stellen, ob denn Konditionierung und Regelanwendung wie vermutet überhaupt nach den selben Prinzipien verlaufen und auf dieselben Prozesse zurückzuführen sind. Ein Vergleich der Ergebnisse aus der Konditionierungsforschung und den Reaktionszeitexperimenten deuten darauf hin, daß diese Frage möglicherweide mit nein zu beantworten ist. Allerdings ist klar, daß vereinzelte Ergebnisse wie diese keine beständigen Aussagen machen können, wenn sie nicht in weiteren Studien repliziert oder anderwertig bestätigt werden. Möglich ist auch, daß andere Faktoren gefunden werden, die erklären, weshalb diese Unterschiede zwischen Konditionierung und Regelanwendung bestehen, ohne eine Trennung dieser beiden Bereiche vollziehen zu müssen.

Abschließend kann gesagt werden, daß in jedem Falle weitere Forschung nötig sein wird, um die Ergebnisse dieser und anderer parallel laufenden Arbeiten in ein Gesamtbild einordnen zu können.

Literatur

Bourne, L. E. (1974). An inference model for conceptual rule learning. In R. L. Solso (Ed.), Theories in cognitive psychology: The Loyola Symposium (pp. 231-256). Potomac, MD: Erlbaum.

Haygood, R. C. & Bourne, L. E. (1965). Attribute- and rule-learning aspects of conceptual behavior. Psychological Review, 72, 175-195.

Kinder, A. Lachnit, H. (1994). Erwerb und Anwendung logischer Relationen bei mehrdimensionalen Reizen. Zeitschrift für experimentelle und angewandte Psychologie, Band XLI, Heft 2. 173-183.

Lachnit, H. (1993). Assoziatives Lernen und Kognition: Ein experimenteller Brückenschlag zwischen Hirnforschung und Kognitionswissenschaften. Heidelberg: Spektrum.

Lachnit, H. (1998). Rule learning and Pavlovian conditioning: An attempt to bridge the gap. Manuscript in preparation.

Lachnit, H. & Wolter, J. (1994). Hautleitwertreaktionen als Indikatoren kognitiver und emotionaler Prozesse. Zeitschrift für experimentelle und angewandte Psychologie, Band XLI, Heft 1. 116-124.

Neisser, U. & Weene, P. (1962). Hierarchies in concept attainment. Journal of Experimental Psychology, 64, 640-645.

Erklärung:

Hiermit bestätige ich, daß ich diese Arbeit ohne fremde Hilfe (außer der angegebenen) und ohne unerlaubte Hilfsmittel geschrieben habe.

(Daniel Schroeder)