Einf hrung in die Kognitionspsychologie und Kognitive Neurowissenschaft von Aufmerksamkeit und Bewusstsein

1. Einführung in die Kognitionspsychologie und Kognitive Neurowissenschaft von Aufmerksamkeit und Bewusstsein Markus Kiefer Universität Ulm Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie III

2. Basketball

3. Fragestellungen der empirischen Aufmerksamkeits- und Bewusstseinsforschung Wie hängen Aufmerksamkeit und Bewusstsein zusammen? Sind Aufmerksamkeit und Bewusstsein dasselbe? Wenn nein, gibt es ein spezifisches neuro-kognitives Korrelat des Bewussteins? Was ist die Rolle des Bewusstseins bei der Informationsverarbeitung? Gibt es unbewusste Informationsverarbeitung? Wenn ja, worin unterscheidet sich unbewusste von bewusster Informationsverarbeitung? Nur frühe sensorische Verarbeitung ist unbewusst? ‚höhere‘, kognitive Informationsverarbeitung ist an Bewusstheit verbunden?

4. Descartes (1641): DualismusMensch ist Maschine mit Geist

5. Das neuronale Korrelat des Bewusstseins?

6. Seit 1719 gibt es „Bewusstsein“ Moderner Bewusstseinsbegriff im Sinne der „Kenntnis der eigenen Zustände“ durch Descartes (1641) geprägt Lat. „conscientia“ bedeutete ursprüngl. „moralisches Gewissen“ Substantiv „Bewusstsein“ erst 1719 im Deutschen eingeführt In manchen Sprachen (z.B. im Chinesischen) fehlt ein Wort mit äquivalentem Bedeutungsspektrum Kulturabhängigkeit des Bewusstseinsbegriffs

7. Bewusstsein als Erregungszustand Koma Tiefschlaf Traum entspannte Wachheit Vigilanz

8. Churchland (1988):Eliminativer Reduktionismus Psychische Zustände und damit auch Bewusstseinsphänomene sind vollständig durch neurobiologische Prozesse erklärbar. Psychologische Begriffe können durch Angabe neurobiologischer Prozesse revidiert und gegebenenfalls ersetzt werden.

9. Bewusstsein als Eigenschaft mentaler Repräsentationen (Block, 1995) Phänomenales Bewusstsein („the hard problem“): Erfahrungseigenschaften einer mentalen Repräsentation Beispiel: Farb- oder Schmerzwahrnehmungen („die Röte“ des Rots) Zugriffsbewusstsein („the soft problem“): Inhalt einer mentalen Repräsentation ist für Handlungskontrolle relevant Beispiel: Gedanken, Begriffe Verbindung zum kognitionspsychologischen Konzept der „kognitiven Kontrolle“ (Norman & Shallice, 1984; Posner & Rothbart, 1998)

10. Psychologische BewusstseinstheorieSchacter (1989)

11. Phasensynchrone neuronale Aktivität als Korrelat des visuellen Bewusstseins

12. Stabile Repräsentation als Grundlage für P- und Z-Bewusstsein

13. Frühe oder späte Wirkung der Aufmerksamkeit?

14. Aufmerksamkeitsbasierte Gewichtung

15. Empirische Aufmerksamkeits- und Bewußtseinsforschung

16. Cueing-Paradigma

17. Change Blindness 1

18. Change Blindness 2

19. Visuelle Maskierung

20. Visuelle Maskierung:Maskierungsarten

21. Aufmerksamkeitsblinzeln

22. Kritische Parameter für bewusste Wahrnehmung Reizdauer Reizabstand Aufmerksamkeit

23. Semantisches Gedächtnis Teil des menschlichen Langzeitgedächtnisses begriffliches Wissen über Gegenstände und Ereignisse Wortbedeutungen involviert in Objekterkennung und -kategorisierung Sprachproduktion und Sprachrezeption

24. Semantisches Netzwerk

25. Lexikalische Entscheidungsaufgabe

26. Mechanismen des semantischen Priming automatische Aktivationsausbreitung (nicht an bewusste Wahrnehmung geknüpft) kontrollierte semantische Verarbeitung (an bewusste Wahrnehmung geknüpft) erwartungsbasiertes Priming semantischer Vergleich (semantic matching) compound cue Theorie

27. Masked priming paradigm

28. Unbewusste Wahrnehmung:Maskiertes Bahnungsparadigma

29. Masked priming: Behavioral results

30. N400 priming effects

31. Rolle des Bewußtseins bei semantischen Verarbeitungsprozessen Bewußte und unbewußte semantische Verarbeitungsprozesse involvieren die gleichen Hirnareale Bewußte Wahrnehmung korreliert mit: Aufrechterhaltung der semantischen Information über ein längeres Zeitintervall hinweg (hier: SOA=200 ms) Selektion und Integration semantischer Information (Marcel, 1983): Selektion der kontextadäquaten Bedeutung von Homonymen (z.B. „Bank“ als Sitzgelegenheit oder Geldinstitut) nur bei bewußter Wahrnehmung.

32. Zwei visuelle Verarbeitungspfade

33. Unbewusste Korrektur von GreifbewegungenCastiello et al. (1991)

34. Unbewusste emotionale Determination von Entscheidungen (Bechara et al., 1997)

35. Neuropsychologische Störungen des visuellen Bewusstseins Blindsicht (Pöppel, Held & Frost, 1973) Patienten sind aufgrund von Läsionen in Teilbereichen des Gesichtsfeldes erblindet, lösen dennoch bestimmte visuo-motorische Aufgaben(z.B. Greifen, Zeigen) Visuelle Form-Agnosie (Goodale, Milner, et al., 1991) Patienten weisen Defizite beim Erkennen und Unterscheiden sehr einfacher Formen auf, können aber Greifhandlungen an Objektform anpassen. Neglekt (Bisiach et al., 1979) Stimuli im Gesichtsfeld kontralateral zur Läsion werden nicht bewusst erkannt. Dennoch wird die Bedeutung solcher nicht erkannter Worte verarbeitet (Berti & Rizzolatti, 1992).

36. Läsionsort bei neuropsychologischen Störungen des visuellen Bewusstseins

37. Kritische Parameter für bewusste Wahrnehmung Reizdauer Reizabstand Aufmerksamkeit

38. Das neuronale Korrelat des Bewusstseins?

39. Webseiten http://assc.caltech.edu/ (Association for the Scientific Study of Consciousness) http://www.consciousness.arizona.edu/ (Center for Consciousness Studies, Arizona) http://www.uni-mainz.de/~metzinge/ (Homepage Thomas Metzinger)

40. EEG recording

41. Ereigniskorrelierte Potentiale (EKP) kleine Potentialschwankungen im EEG, die durch perzeptuelle oder kognitive Prozesse ausgelöst werden Hintergrundaktivität im EEG in Höhe von 50-100 mV ereigniskorrelierte Aktivität in Höhe von 1-10 mV Extraktion des ereigniskorrelierten Signals aus dem Hintergrund-EEG durch Mittelungstechnik

42. Roh-EEG

43. Gefiltertes EEG

44. Extraktion von EKP durch Mitteln

45. EKP-Komponenten Positive oder negative Potentialausschläge Kriterien für die Bestimmung einer Komponente: Polarität: Positiv (P) oder Negativ (N) Latenz (z.B. 300 ms nach Beginn der Stimulusdarbietung; P300) Topographie (Potentialverteilung: z.B. parietales Maximum) Funktionale Signifikanz (Sensitivität für Aufgabenparameter) “Neuronale Generatoren”

46. Ereigniskorrelierte Potentiale (EKP) und semantische Verarbeitung Zeitliche Information über die Reihenfolge von kognitiven Prozessen Räumliche Information über die aktivierten Hirnareale (insbesondere in Kombination mit PET oder fMRI) Reflektieren semantische Verarbeitung z.B. N400 EKP Komponente spezifische Potentialveränderungen bei semantischen Verarbeitungsprozessen

47. Probleme bei der Beurteilungvon EKP-Komponenten Latenz ist nicht konstant (Aufgabe, interindividuelle Variation) Topograhie ist nicht konstant (Aufgabe, interindividuelle Variation) Schwierigkeit funktionale Signifikanz anzugeben. Häufig ein Katalog von Prozessen, die Komponente widerspiegeln soll. Beobachtbare Komponenten entsprechen nicht der Aktivität einer begrenzten Hirnregion, sondern entstehen durch Überlagerung Komponenten sind keine “Wesenheiten”

48. Funktionelle Magnetresonanz-Tomographie (fMRT)

50. Blood Oxygenation Level Dependent contrast (BOLD)

51. Blockdesign / Zuordnung zu Aktivation, Kontrollblock

52. fMRT-Vorverarbeitung

53. Statistik zur fMRT-Auswertung

54. Probleme beim fMRT Artefakte (Bewegung des Probanden, Scanner) Signalauslöschung bzw. –Verzerrung (Suszeptibilitäts-Artefakte) geringe zeitliche Auflösung im Bereich von Sekunden Signal im Gehirn muss stark und lang andauend genug sein BOLD ist ein indirektes Maß für neuronale Aktivität, da Koppelung an Blutfluss/Sauerstoffanreicherung