Cognitive Psychology And Its Implications

Cognitive Psychology And Its Implications
John R. Anderson
Fifth Edition
Hoofstuk 1 : The Science of Cognition
Het doel van cognitieve psychologie = het begrijpen van de aarde van de menselijke
intelligentie en hoe dit werkt. Oftewel: het verlangen om te weten
Motivations:
A.I. is nog niet in staat om een programma te ontwikkelen dat de werking van de hersenen
van een mens kan evenaren.
Theorie van Simon: wanneer we gedetailleerd kijken naar de menselijke geest, dan kunnen we
constateren dat het basis cognitieve processen op een complexe manier samen laat smelten dat
leidt tot briljante resultaten.
Anderen interpreteren als volgt
Klinische psychologie: hoe mensen denken is belangrijk om te begrijpen waarom bepaalde
gedachtestoornissen voorkomen.
Sociale Psychologie: hoe mensen zich gedragen bij andere mensen of in groepen.
Economics: hoe worden economische beslissingen genomen
Politiek: hoe overreding in zijn werk gaat etc
Niet alle wetenschap baseert zich op de cognitieve psychologie. Het is immers nog in
opkomst en andere takken wetenschap hebben bepaalde (hogere-orde) fenomenen kunnen
vaststellen door andere principes dan de cognitieve wetenschap ontdekt zijn. Wanneer we in
staat zouden zijn om deze fenomenen te verklaren in cognitieve mechanismen en omgekeerd,
dan zouden we een beter grip hebben op die fenomenen: m.a.w. als we het menselijk beslissen
beter begrijpen dan kan tevens de afwijkende manier van denken van de economisten voor het
nemen van rationele beslissingen begrepen worden (dus blijft vaag!)
Empiricism = alle kennis komt door ervaring (Berkeley, Locke, Hume, Mill)
Nativism = kinderen komen ter wereld met een groot deel aangeboren kennis (Descartes,
Kant)
Wundt: (1879) opende het eerste psychologisch laboratorium in Leipzig en was een van de
eerste cognitieve psychologen. Zijn gebruikte onderzoeksmethode was Introspectie. Goed
getrainde observeerders rapporteerden de inhoud van hun eigen bewustzijn onder streng
gecontroleerde condities. Volgens hen stond onze geest open voor zelf-observatie en zijn we
middels intensieve zelf-inspectie in staat om onze primitieve ervaringen, die worden gevormd
uit onze gedachten, te identificeren.
Mayer en Orth experimenteerden door te kijken naar het tijdsverloop van het lezen van een
woord tot aan het vormen van een gedachte/verbeelding hierbij. Niet altijd kon men er wat bij
bedenken/associëren. Hierdoor ontstond een debat over de kwestie van verbeeldingsloze
gedachten: of (bewuste) belevingen werkelijk gescheiden kunnen worden van concrete
inhoud. Op basis van dit heeft de psychologie een ontwikkeling ondergaan (hfst 4 en 5)
Later begon ieder zijn eigen onderzoeksmethode te ontwikkelen en werd het een ‘zooitje’
waardoor het vertrouwen in de theorie begon te wankelen.
De VS konden zich niet echt vinden in de Duitse benadering. VS zagen meer in het
pragmatisme (als werkelijkheid voorstellen) en functionalisme (doelmatigheid).
Het gebrek aan onderzoeksgebied en de irrelevantie leidde tot de ontwikkeling van John
Watson’s Behaviorism. Volgens hen was alles te verklaren door hoe iemand zich gedraagt in
een bepaalde omgeving: de omgeving lokt een bepaald gedrag uit.
Een van de bijdragen van de behavioristen zijn bepaalde onderzoeksmethoden voor alle
gebieden op psychologisch gebied. Zijn ´opvolger´ was B.F. Skinner. Skinner was het wel
eens met de 4 stellingen van Watson, maar niet met zijn ideeën over dat gedrag als reflexen
kan worden gezien.
Volgens Skinner veroorzaken stimuli geen responsies maar zijn de stimuli de consequenties
van responsies.
Skinner introduceerde het begrip: “operant response” dat het volgende inhield: het verwijst
naar gedrag dat plaatsvindt door manipulatie van de omgeving zodat er een of andere
consequentie ontstaat. Met andere woorden: wanneer een dier ontdekt dat het door een druk
op een knop een bepaalde hoeveelheid voedsel krijgt, zal het dier de knop met een steeds
hogere frequentie indrukken.
In Nazi tijd emigreerden een aantal Duitse wetenschappers naar de VS en zetten daar de
Gestalt-psychologie voort: zij leerden door experimenten bij dieren.
In de psychologie ontstond de theorie over de atomische structuur van de mens, maar
behavioristen gaven aan dat je die interne structuur niet nodig had voor het begrijpen van
menselijk gedrag (zie onderzoek van Anderson & Bower)
Cognitieve psychologie, zoals we die nu kennen, ontstond uit de volgende 3 invloeden:
1. onderzoek naar menselijk doen en laten (human performance), vooral in WO II
wilde men weten hoe mensen informatie oppakten en hoe soldaten te trainen. Donald
Broadbent ontwikkelde hierbij de informatie theorie (information theory): een
afgeleide manier van het analyseren van het proces omtrent informatie.
2. Artificial Intelligence: hoe krijgt men computer intelligent: directe invloed was
minimaal, echter indirect is hierdoor veel onderzoek gedaan naar menselijke
intelligentie. (Simon & Newell)
3. Taalwetenschappen: Chomsky : ontwikkelde een nieuwe manier voor het analyseren
van de taal. Hij toonde aan dat taal veel gecompliceerder was dan tot toen werd
aangenomen en dat bepaalde formuleringen niet capabel waren voor het dekken van
dit complexe gebied.
Cognitieve wetenschap VS Cognitieve psychologie
Kort hierna ontstond de cognitieve wetenschap: integreerde conclusies van diverse
onderzoeken op het gebied van psychologie, filosofie, taalwetenschappen, neurologie en AI.
Cognitieve wetenschap maakt ten opzichte van cognitieve psychologie meer gebruik van
computersimulatie, cognitieve processen en logische analyses terwijl cognitieve psychologie
sterk leunt op experiment-technieken voor het bestuderen van gedrag.
Information-Processing Analyses (IPA)
Al het eerdergenoemde leidde tot IPA: probeert cognitie te verklaren in setjes stappen,
waarbij een abstracte entiteit, genaamd informatie, wordt gevolgd: Sternberg paradigm:
Mensen moesten setjes van getallen (1-6) in een bepaalde volgorde onthouden en dan zo snel
mogelijk antwoord geven als een gevraagd getal voorkwam in die reeks. Hij vond een een
lineair verband tussen de grootte van het te onthouden setje en de responstijd op de vraag.
Volgens hem moet 1) de stimulus gedecodeerd worden en 2) het vergeleken worden met de
opgeslagen set. (kost ongeveer 38ms). Tegenargumenten van deze onderzoeksmethode:
1. moet IPA wel geconceptueerd worden in termen als breinlocatie en breinprocesgang
2. de manier van werken werd voornamelijk uitgevoerd met symbolen als ‘9,7,3’
3. Sternberg legde een relatie met de hogesnelheidsscans van een computer
4. metingen met tijdsverloop is een kritieke variabele: dit suggereert dat het verwerken
van informatie in begrensbare stappen plaatsvindt.
Na 1970 werden 3 kwesties overheersend:
1. Relevantie: hieruit kwam na voren dat laboratorium onderzoek wel degelijk helpt bij
het verklaren van bepaalde werkelijke fenomenen, maar niet altijd bij praktijksituaties
aansluit: Neisser is hier een belangrijke schrijver bij geweest.
2. Sufficiency (hier +/- bekwaamheid): Sternberg verklaarde simpele processen: is men
ooit in staat dergelijke complexe processen te verklaren? Volgens Newell moest men
zich meer gaan weiden aan menselijke cognitie. Als antwoord hierop hebben
psychologen als Anderson (1983) getrach meer begrijpelijke theorieën t te
ontwikkelen, genaamd: Cognitive architectures, daar het beschrijft hoe een compleet
cognitief systeem functioneert.
3. Necessity: is de Sternberg-theorie wel de manier waarop het menselijke brein
functioneert? Anderson schreef een artikel in 1973 waarin hij Sternberg en andere
modellen onderuithaalt en pleit voor het toenemende geloof in theorieën die
verenigbaar zijn in wat ook wel bekend is als “brain functioning”.
In het laatste tiental jaren van de 20e eeuw werd Cognitive Neuroscience belangrijk. Om de
menselijke cognitie (het kennen) te begrijpen is het noodzakelijk om basiskennis te verwerven
van de structuren en processen in het brein.
The Nervous System
Betreft naast het brein de verschillende sensor systemen die informatie verzamelen van delen
van het lichaam naar het motorsysteem dat de beweging beheerst.
Neuron = een cel dat elektrische activiteit bijeenbrengt en transporteert, tevens de meest
belangrijke component in een zenuwstelsel. (totaal circa 100 miljard)
Ieder neuron is een kleine computer: het menselijk brein is beter dan alle computers in de
wereld, aangezien het veel sneller verbanden kan leggen en acties tegelijk uitvoeren.
BLZ 17!!! Algemene schrijfwijze:
Soma = hoofdlichaam (5-100 micrometer) in diameter.
Dendrite = korte zijtakken van de Soma, gegroepeerd in setjes
Axon = een lange buis (paar mm tot 1 meter) uitstekkend vanaf de Soma.
Axons verschaffen de gefixeerde paden die neurons gebruiken om met
elkaar te communiceren. Aan het eind vertakken ze zich in knoppen die
weer bijna contact maken met de Dendrite van een ander neuron.
Synapse = bijna contact maken tussen Axon en Dendrite van een ander neuron
Neurotransmitter = De chemische reactie dat optreedt op het membraam van de
ontvangende Dendrite om de polarisatie of het elektrische potentiaal op
de grens van de Axon te kunnen veranderen.
Nucleus = kern
Het binnenste van een membraam dat de neuron omsluit is 70mV negatiever dan de
buitenkant vanwege de grote concentratie van negatieve ionen aan de binnenkant. Afhankelijk
van de neurotransmitter kan het verschil in potentiaal toenemen of afnemen:
Excitatory = afnemen potentiaalverschil
Inhibitory = toenemen potentiaalverschil
Bij voldoende potentiaalverschil ontstaat depolarisatie bij het Axon-heuveltje, daar waar het
de Soma vergezelt. Binnen de neuron wordt het positiever dan buiten = Action Potential
(spike) Wanneer deze impuls het einde van de Axon bereikt, worden neurotransmitters in
werking gesteld etc. Dit alles gebeurt in ca. 10 ms (> 1, < 100) Dit is veel langzamer dan een
pc, echter wij kunnen miljarden van deze impulsen tegelijk aan. Zie verder boek.
Informatie in het brein is een continue verandering van hoeveelheden. 2 soorten:
1) membraanpotentiaal kan variëren van meer positief tot minder negatief
2) Axon kan variëren in het aantal zenuwimpulsen dat het per seconde vervoert
= rate of firing.
Neuronen werken op elkaar in door het activatie-niveau van andere neuronen op te voeren
(excitation) of door het niveau af te remmen (inhibition).
grondslag voor menselijke cognitie.
Hoe wordt iets herkend als zijnde een voetbalterm of een andere taal? Deze gewaarwordingen
kunnen alleen geconstateerd worden middels lange reeksen patronen.
Onderzoek heeft aangetoond dat hersenactiviteit verandert bij het horen van losse woorden
naar zinnen en naar complete verhalen. Het lijkt erop dat het brein overtollig informatie
opslaat zodat bij eventuele ontbrekende cellen, toch het patroon kan bepalen dat gedecodeerd
moet worden. Tevens lijkt het erop dat het brein een ander soort overvloed aan informatie
opslaat dan een computer, omdat een neuron niet vast gekoppeld zit aan een bepaald gedrag.
Door het veranderen van synapsverbindingen kan worden geleerd (met behulp van
neurotransmitters) of iets worden gereproduceerd.
Organization of the brain
Centrale zenuwstelsel = brein + spinal cord (zenuwen in ruggegraad) Spinal cord
transporteert neurale berichten van de hersenen naar de spieren
en prikkels van het lichaam naar de hersenen.
Lagere gedeelte van de hersenen = verantwoordelijk voor basisfuncties.
Medulla regelt: ademen, slikken, spijsvertering en hartslag.
Cerebellum speelt belangrijke rol bij de motoriek en (vrijwillige) beweging.
Thalamus = wisselstation voor motorische en zintuigelijke informatie van de
lagere hersengebieden naar de cortex (schors, buitenste laag).
Hypothalamus = reguleert lichaamstemperatuur, begeerte en andere autonome functies
Limbic system = op de grens van de cortex en de lager liggende constructies/lagen.
Bevat een constructie genaamd de Hippocampus.
Hippocampus = kritiek voor het menselijke geheugen. Ligt verspreid over de linker en
rechter helft van de hersenen, tussen de buitenkant en het centrum.
Pons = een omvangrijke hoeveelheid zenuwen die zich bevinden aan de
voorkant van de hersenstam net onder de hersenen. (zie pag. 22)
Neocortex = cerebral cortex = een van de meest ontwikkelde delen van de
hersenen: het bedekt een groot deel van de hersenen: 2500 cm²: om in
de schedel te passen, ligt het er gekronkeld. Het aantal kronkels en
plooien van de cortex is een van dé geestelijke verschillen tussen mens
en andere zoogdieren.
Neocortex = verdeeld in een linker- en rechterhelft (hemisphere). Het lijkt erop
dat de linkerkant is verbonden met het rechterdeel van het lichaam en
omgekeerd.
Ieder deel kan worden gesplitst in 4 lobes (kwabben):
1) Frontal Lobe = back portion & front portion)
- Back portion = motorische functies
- Front portion = prefontal cortex = hoger-niveau processen als
planning
2) Occipital Lobe = bevat de primaire visuele gebieden
3) Parietal Lobe = zintuigelijke functies vooral ruimtelijke processen
4) Temporal Lobe = bevat primaire gehoorgebieden en is betrokken bji
het herkennen van objecten.
Binnen de Temporal Lobe bevindt zich de hippocampus.
Brodman (1909) heeft onderscheid kunnen maken in 52 regio’s in de menselijke cortex,
bebaseerd op de verschillende cell-typen binnen de verschillende gebieden.
Localization of Function
De cognitieve functies op hoger niveau: de linker helft is verantwoordelijk voor het
taalkundige en analytische procesgang, de rechter helft voor het perceptuele (waarneming) en
ruimtelijke.
De hersenhelften zijn verbonden door een brede band aan zenuwen (zenuwbanen) die Corpus
Callosum worden genoemd. Chirurgen hebben bij epileptische mensen deze band zenuwen
weggehaald en het resultaat was verbluffend: geen epileptische aanvallen meer en de patiënt
kon redelijk normaal functioneren. Die patiënten worden split-brain patients genoemd.
Echter datgene dat links waargenomen werd en met de rechterhelft zou moeten worden
verwerkt ging niet zo best meer en patiënten moeten in een dergelijk geval hun hoofd
bijdraaien zodat het door het rechteroog wordt waargenomen en vice versa.
Onderzoek bij patiënten met beschadigingen in andere delen van de hersenen, leidde tot de
constatering dat er gebieden in de linker hersenstam zijn, de Broca’s area & Wernicke’s
area die verantwoordelijk zijn voor spraak. Een beschadiging in deze gebieden leidt tot
Aphasia, spraak verlies. Dit probleem in Broca’s area leidt tot korte, niet grammaticaal
correcte zinnen, in Wernicke’s area juist met grammaticaal correcte zinnen, maar door
moeilijkheden in hun woordenschat genereren ze “loos” gepraat.
Topographic Organization
Hierbinnen wordt informatieverwerking ruimtelijk geordend. In het visuele gebied aan de
achterkant van de cortex representeren aangrenzende gebieden informatie van de
aangrenzende gebieden van het visuele gebied: zie pag. 25 en 26 voor een voorbeeld.
Tevens is in de visuele cortex een overdaad van het visuele veld bij het centrum van ons
gezichtsveld omdat we daar het scherpst kunnen zien.
Het achterliggende idee voor het topografische vastleggen is, dat neurons die werken in
dezelfde gebieden met elkaar communiceren; genaamd coarse coding. Als de neurale
activiteit van een neuron in de somatosensory cortex bemerkt, respondeert het alleen als een
groter deel van het lichaam wordt gestimuleerd. Verschillende cellen zullen responderen bij
verschillende overlappende gebieden van her lichaam. Ieder punt wordt geactiveerd door een
andere set van cellen. Kortom: de locatie van een punt wordt weerkaatst door het patroon aan
activatie dat optreedt.
Methods in Cognitive Neuroscience
EEG = Electroencephalography = Elektro encefalogram: zorgt ervoor dat de
elektrische potentialen die present zijn op de schedel vastgeelgd kunnen
worden. In de praktijk krijg je een pet op met vele elektronen erin bevestigd.
De elektroden registreren de veranderingen in ritmische veranderingen.
Men heeft ontdekt dat (Kutas & Hillyard) er een negatieve amplitude optrad
van circa 400ms als een onverwacht woord in een zin werd gehoord.
ERP = Event-related potentials zijn de EEG responsies die optreden na een bijzondere
stimulus. Een ERP is handig voor tijdelijke weergave van schedelactiviteit maar maakt het
moeilijk om de locatie te traceren waar de neurale activiteit, die de schedelactiviteit op gang
bracht, plaatsvond
PET = Positron emission tomography
fMRI = functional megnetic resonance imaging
Beiden zijn vrij goed in het traceren van neurale activiteiten, maar relatief slecht in het meten
van het tijdsverloop van de neurale activiteit
Ze meten de stofwisselingsverhouding of de doorstroming van het bloed in diverse gebieden
van de hersenen, er vanuit gaande dat hoe meer gebieden er actief zijn dat een groter
stofwisselingsverbruik vereist.
PET gebruikt een radioactief element die geïnjecteerd wordt in de bloedbaan. De PETscanner
detecteert de variaties in concentratie radioactiviteit van het element. Een aantal
onderzoekers heeft hiermee de verschillende processen omtrent het lezen te lokaliseren: op
deze manier kon men zien welk deel van de hersenen actief waren bij het herkennen van een
woord.
fMRI geeft echter een beter ruimtelijk scheidend vermogen dan PET en is minder indringerig.
Deze methode wordt nog steeds in ziekenhuizen gebruikt. fMRI gaat ervan uit dat er meer
met zuurstof gevoede hemoglobine is in de buurt van een grotere neurale activiteit.
Radiogolven worden getransporteerd door de hersenen die er voor zorgen dat de kern van de
hemoglobine een lokaal magnetisch veldje produceert, dat door magnetische sensors die zich
rond het hoofd bevinden, waargenomen kan worden. Inderdaad blijkt dat de magnetische
signalen in actieve gebieden sterker is dan in inactieve.
Connectionism
Hoe kan een hoger-niveau functie worden bereikt door het verbinden van basiselementen als
neurons.
Connectionism = manieren voor het verbinden van neurale elementen voor het
verklaren van hoger-niveau cognitie.
PDP = Parallel Distributed Processing; ontwikkeld door McClelland en
Rumelhart die ervan uitgaan dat informatie onder neurale elementen
wordt gepresenteerd in activiteitspatronen.
Lees hiervoor blz 31-33 over het onderzoek van hen. Komt op volgende neer: 2 gangstergroepen
met elk kenmerken, zoals leeftijdscategorie. Ieder kenmerk is als neuron opgeslagen.
Je wilt weten wie 20 of jonger is van de tweede groep: de betreffende neurons worden
ingeschakeld en uiteindelijk rolt er nul of meer personen uit. Dit neuron veroorzaakt de
heftigste activiteit en kan als oplossing worden gezien op de vraag.
Echter als geen een aan de vraag voldoet, is er wel veel activiteit bij diegene die er het dichtst
in de buurt komt en wordt als antwoord gezien. Stel dat iedereen in bepaalde leeftijd en met Y
opleiding vuilnisman is geworden, dan zal bij X waarbij het niet bekend is wat hij doet, stil
worden gestaan bij de vuilnisman: het systeem maakt zo vooroordelen
Met dit onderzoek toonden ze aan dat: hoe neurale mechanismen onderschrijven dat iemand
subtiele veroordelingen zou kunnen maken op basis van herinneringen. Dit onderzoek wordt
echter wel als brug gezien van het kennis-gat tussen de hersenen en een cognitie op hoger
niveau.
Hoofdstuk 2 Perception
Dit hoofdstuk gaat over hoe zintuigen identificeren wat ze zien en horen. Als een persoon
geen visuele objecten kan herkennen, terwijl dit niet ligt aan intellectueel verlies of
beschadiging aan de zintuigen, wordt dit visual agnosia genoemd. Dit is te verdelen in
apperceptive agnosia (waarbij objecten helemaal niet herkend kunnen worden; dit gebeurt
vroeg in het visuele systeem) en assiociative agnosia (waarbij simpele objecten wel herkend
kunnen worden en complexe objecten wel gecopieerd, maar niet herkend kunnen worden; dit
gebeurt later in het visuele systeem).
Visual Information Processing
- The eye: cornea, pupil, iris, lens, retina, fovea, optic nerve
- Rods and cones
- Visual cortex
- Hubel and Wiesel: topographic and feature-oriented organization of the visual cortex
- Perceiving depth and surfaces: (monocular) texture gradient, size, interposition,
contrast, clarity and brightness, shadow, (binocular) stereopsis, motion parallax (see
Preece, chapter 4.2, for the cues missing in Anderson)
- Gestalt principes of organization: proximity, similarity, good continuation, closure
Op pagina 39 staat een plaatje met een schematische voorstelling van het oog met belangrijke
termen erbij. Lichtenergie wordt met een fotochemicaal proces omgezet in neurale activiteit.
Dit gebeurt door staafjes en kegeltjes (rods and cones). De kegeltjes zijn vooral
geconcentreerd in de fovea, een klein stukje van de retina waarop een object valt als we erop
concentreren.
Lichtenergie komt vanuit de ogen via een aantal neurale paden uiteindelijk in de visual
cortex, waar de visuele input verwerkt wordt. Dit gebeurt door ganglion cells, die in meer of
mindere mate afvuren. Huble and Wiesel (1962) hebben uitgevonden dat er edge detectors
(die positief of nagetief reageren op licht van een kant) en bar detectors (die positief of
negatief reageren op licht in het midden met eromheen weinig licht of andersom). Deze
detectors zijn ovaal van vorm en bestaan uit een aantal ganglion cells.
Er bestaan een aantal manieren die mensen gebruiken om van een 2D beeld een 3D beeld te
vormen:
- texture gradient (elementen lijken dichter op elkaar te staan als ze verder weg zijn)
- stereopsis (met het ene oog zie je de wereld net iets anders dan met het andere en zo zie je
diepte)
- motion parallax (dit wil zeggen dat punten die verder weg zijn langzamer lijken te
bewegen dan punten die dichterbij zijn)
- size (de grootste van twee dezelfde objecten lijkt het dichtstbij)
- interposition (als een object deels de andere overlapt lijkt die ervoor te staan)
- contrast, clarity and brightness (sherpere en duidelijke objecten lijken dichterbij te
staan)
- shadow (schaduws die geworpen worden door objecten geven cues over de positie van die
objecten)
Bij het herkennen van objecten gebruiken we de gestalt principles of organization:
(a) principle of proximity (elementen dicht bij elkaar zien we als units)
(b) principle of similarity (elemneten die op elkaar lijken groeperen we bij elkaar)
(c) principle of good continuation (elementen die vloeiend in elkaar overgaan zien we als een
element)
(d) principle of closure (elementen die elkaar overlappen maken we in gedachten zelf af,
terwijl dit helemaal niet juist hoeft te zijn)
Visual Pattern Recognition
Als we objecten eenmaal herkend hebben, komen we op het punt van patronen herkennen,
wat gebeurd door middel van template matching. Deze theorie houdt in dat het beeld van een
object naar de hersenen wordt gebracht en daar wordt vergeleken met andere patronen,
genaamd templates. Het perceptuele systeem probeert dan het best passende patroon te
vinden.
Een andere theorie over hoe we patronen herkennen is de feature analysis. Bij deze theorie
worden stimuli gezien als combinaties van verschillende features (bv lijntjes of hoeken), die
worden geanalyseerd door de hersenen. Deze features zijn makkelijker te herkennen dan
templates en bovendien kan vanuit deze features makkelijk het object herkend worden
(bijvoorbeeld een A bestaat uit twee schuine en een liggend streepje).
Biederman (1987) heeft een theorie bedacht over het herkennen van objecten door middel van
componenten van die objecten, de recognition-by-components theory:
1 Het object wordt verdeeld in een aantal sub-objecten
2 De sub-objecten worden geclassificeerd in een bepaalde categorie. Er zijn 36 categorieen
die geons worden genoemd (een afkorting van geometric ions), bv een cilinder of een
piramide.
3 Als de sub-objecten geidentificeerd zijn, kan het hele object herkend worden.
Een expereiment wees uit dat mensen makkelijker obejcten kunnen herkennen waar
segmenten (bv stukjes lijn) ontbraken dan objecten waar componenten (bv een vleugel van
een vliegtuig) ontbraken.
Speech Recognition
Spraak herkenning komt overeen met visuele (patroon)herkenning als we kijken naar het
segmenteren van objecten die herkend moeten worden. Spraak kan echter niet zo duidelijk
worden opgebroken als geschreven tekst of visuele informatie.
Bij een continue stroom woorden, is het bijna onmogelijk de pauzes te horen die het eind van
woorden markeren. Wij horen het in het Nederlands wel (hoewel het niet echt pauzes zijn,
maar wij eigenlijk de illusie van woordbegrenzing horen), maar in een onbekende taal horen
we één lange stroom klanken. Er zitten zelfs evenveel pauzes ín de woorden als tússen de
woorden.
Eén enkel woord kan opgebroken worden in kleine stukjes, genaamd phonemes. Een
phoneme is de minimale unit van spraak wat kan resulteren in een verschil van het gesproken
bericht. Voorbeeld: het woord ‘bat’ bestaat uit de phonemes ‘b’, ‘a’ en ‘t’, aangezien wanneer
je elk stukje door een ander stukje (letter) vervangt, je een ander woord krijgt: ‘cat’, ‘bit’ en
‘ban’.
De Engelse spelling is zeer moeilijk, aangezien er geen perfecte ‘letter-to-sound’
correspondentie bestaat: in een andere context spreek je een letter weer net iets anders uit.
Problemen bij het herkennen van phonemes:
• Spraak is continu, dus het is moeilijk te herkennen waar een phoneme eindigt en waar
de volgende begint. Vergelijk maar met (aan elkaar) geschreven tekst: waar eindigt de
ene letter en begint de andere?
• Verschillende sprekers spreken dezelfde tekst (dezelfde rij phonemes) verschillend uit
(zoals bij dialecten, maar zelfs ook bij hetzelfde accent).
• Coarticulatie: wanneer je ‘big’ uitspreekt, is de ‘b’ net iets anders dan het uitspreken
van de ‘b’ in het woord ‘bag’. De uitspraak van de ene phoneme wordt dus beïnvloedt
door de context (een andere phoneme); twee phonemes mixen als het ware een beetje
door elkaar heen.
Het wordt aangenomen dat spraakherkenning gberuikt maakt van een (apart) gespecialiseerd
mechanisme in de hersenen. Misschien speelt (het linkerdeel van) de temporaalkwab hier een
grote rol bij.
Feature Analysis of Speech
Phonemes bestaan uit drie (en misschien meer) features:
• Consonantal feature: the quality in the phoneme of having a consonantlike property
(in contrast to vowels). Consonant betekent “spraak geproduceerd door een stop of
tijdelijke stop van de adem” of “medeklinker” of “harmonieus. Het boek gaat hier
verder niet op in, en het is dus een zeer vaag begrip.
• Voicing: het gebruik maken van de stembanden bij het produceren van een klank. De
letter ‘s’ in ‘sip’ is voiceless (geen gebruik van …), de letter ‘z’ in ‘zip’ is voiced.
• Place of articulation: de plaats waar de klank geproduceerd woord door dit af te
sluiten of af te schermen (met de tong).
Bilabial: lippen gesloten (bijv. letter ‘p’)
Labiodental: onderste lip tegen de ondertanden (‘f’)
Dental: tong drukt tegen de tanden (‘th’)
Alveolar: tong druk tegen de ‘alveolar’ richel net achter je boven-voortanden (‘t’)
Palatal: tong zit tegen gehemelte aan, net achter bovengenoemde richel (‘j’)
Velar: tong zit tegen achterste deel van gehemelte (velum) aan (‘k’)
Door ‘voicing’ en ‘place of articulation’ in een tabel te zetten, kan je phonemes classificeren.
Zie tabel 2.1 op blz.59 van het boek (niet echt nodig…)
Er zijn experimenten geweest naar het herkennen van features in spraak (Miller & Nicely). Ze
lieten een aantal medeklinkers horen, inclusief lawaai/storing. De proefpersonen zeiden bij
een ‘p’ veel vaker dat ze een ‘t’ hadden gehoord in plaats van een ‘d’. Dit komt volgens hen
omdat ‘p’ en ‘t’ maar op 1 feature verschillen (place of art.), terwijl ‘p’ en ‘d’ op 2 features
verschillen: place of art en voicing.
Categorical Perception
Categorische perceptie verwijst naar:
- de perceptie van stimuli alsof ze behoren tot strikt gescheiden (dinstincte) categorieën,
- het falen om binnen een categorie gradaties in de stimuli waar te nemen.
Dit beteken dus dat wij iets horen en dat meteen indexeren in of deze of die categorie, en dat
wij niet het onderscheid horen tussen klanken binnen een categorie (hoewel deze klanken dus
wel (minieme) verschillen kunnen hebben).
Bij het uitspreken van phonemes zijn er twee mogelijkheden:
1. de gesloten lippen gaan open en lucht wordt vrijgelaten
2. de stembanden gaan trillen (voicing)
Wij delen een ‘p’ in een categorie en een ‘b’ in een andere categorie, aangezien er dus iets
met bovenstaande mogelijkheden verschilt. Wat blijkt: bij een ‘b’ gebeuren [1] en [2]
simultaan, terwijl bij een ‘p’ [2] pas 60 ms (milliseconden) volgt ná [1] (het tijdsverschil
tussen stap [1] en [2] wordt onset-time genoemd.
Experimenten hebben uitgewezen dat men voor ca. 30ms een klank categoriseerd als een ‘b’
en na 30 ms dezelfde klank als een ‘p’.
Door deze scherpe overgang tussen unvoiced en voiced phonemes, wordt de perceptie van dee
feature categorical perception genoemd.
Twee studies:
1. Studdert-Kennedy: men vindt het heel moeilijk om verschillen te horen tussen b’s en
p’s die een verschillende onset-time hebben (p’s kunnen dan worden geïdentificeerd
als b’s en andersom). Men kan echter wél goed onderscheid maken als de onset-time
constant is (dus als de b altijd 10ms en de p altijd 40ms is).
2. Eimas & Corbit: mensen krijgen heel vaak ‘da’ te horen. Dit is dus een steeds
herhalende ‘voiced’ medeklinker. Daarna krijgt men ‘ba’ en ‘pa’ te horen. Het enige
verschil tussen deze twee klanken is 1 feature, namelijk voicing. Wat blijkt: door
reperterende ‘da’ (een voiced klank) zijn de receptoren voor voiced klanken
afgestompt, zodat men veel vaker zei ‘pa’ (unvoiced) te horen, terwijl dat eigenlijk een
‘ba’-klank (voiced) was.
Context and Pattern Recognition
Patroonherkenning kan zowel gebeuren door de informatie die in de fysieke stimulus zit, als
door de context waarin de stimulus wordt gegeven. Zie ‘THE CAT’ op blz. 63.
Wanneer context of algemene kennis van de wereld onze preceptie sturen, noemen we dit topdown
processing. Een hoger-level kennis helpt mee bij het interpreteren van lagere (simpele
perceptie).
Wanneer de fysieke kenmerken van de stimulus zélf onze perceptie sturen, noemen we dit
bottom-up processing. Je gaat van de simpelste features van een stimulus steeds hoger totdat
je het begrijpt of herkent (het hoogste level).
Een experiment van Reicher & Wheeler liet zien hoe top-down effecten werken. Dit gebeurde
in 2 groepen:
1. Men zag heel kort een ‘D’ of een ‘K’. Daarna werd gevraagd welke letter ze hadden
gezien.
2. Men zag heel kort ‘WORK’ of ‘WORD’. Daarna werd gevraagd welk woord ze
hadden gezien.
Hoewel het in beide gevallen slechts verschilt in 1 letter, was groep 2 10% accurater in het
kiezen van het juiste woord. Eigenlijk vreemd, aangezien ze in theorie wel 4 keer zoveel
stimuli (letters) te verwerken hadden. Context geeft dus de doorslag.
Dit wordt het word-superiority effect genoemd.
Dat een woord beter wordt herkend heeft waarschijnlijk te maken met het feit dat als we
‘WOR’ en een beetje van de laatste letter herkennen, wij infereren dat het dan wel WORD
had moeten zijn. We vullen dus de blanks in op basis van context (net zoals je bij een engelse
tekst een onbekend woord niet hoeft op te zoeken, maar er gewoon overheen leest aangezien
de betekenis uit de zin is te halen). Ik xan xijxooxbexld xlkx dexde xetxer xit xen xin
xerxanxen xoox eex x, en xe zxl hxt nxg sxeexs bxgrxjpxn.
Context and Speech
Het phonemic-restoration effect betekent dat in een zin waar een phoneme wordt vervangen
door een PIEP, men onbewust de juiste letter hiervoor invult:
Bijna niemand hoort dat er in “Ik denk niet dat *PIEP*ullie nu een piep horen” een letter werd
vervangen door een andere toon. Slechts 1 op de 20 mensen zegt een toon te hebben gehoord,
maar kunnen niet aanwijzen waar precies.
Je vervangt piepjes e.d. ook automatisch als het begrip van het woord pas uit de volgende
woorden blijkt:
It was found that the *P*eel was on the shoe
It was found that the *P*eel was on the orange
It was found that the *P*eel was on the axle
Bijna iedereen hoort respectievelijk ‘heel’, ‘peel’ en ‘wheel’, hoewel de zinnen identiek
waren bij het desbetreffende woord (de drie zinnen zijn niet driemaal ingesproken, het is
steeds dezelfde intonatie etc etc, behalve het allerlaatste woord, wat er daarna aanvastgeplakt
is – niet hoorbaar).
Identificatie van woorden is dus niet metéen maar kan afhangen van de perceptie van
volgende woorden.
Context and the Recognition of Faces and Scenes
Bij stimuli die er helemaal ‘ingebakken’ zijn, is het heel moeilijk om deze te herkennen
zonder de context. Op blz.65 staat een plaatje van een gezicht, met een aantal onderdelen:
neus, oor, mond. Wanneer slechts contouren worden gegeven, herkennen wij het slecht. Pas
als het in context wordt gegeven (of de onderdelen gedetailleerd worden getekend), zien we
wat het voorstelt.
Ook bij complexe visuele scenes speelt context een rol: proefpersonen kregen kort een
normaal plaatje te zien, of hetzelfde in stukken geknipte (en door elkaar gehusselde) plaatje.
Wanneer daarna werd gevraag aan te geven wat zich op een bepaalde plaats bevond, waren de
personen die het normale (coherente) plaatje hadden gezien veel beter dan de anderen.
Context wordt dus, zoals bij tekst- en spraakherkenning, blijkbaar meegenomen om dingen te
identificeren.
Hoofdstuk 3: Attention and Performance
Psychologen veronderstellen dat er een seriële bottleneck bestaat in de menselijke informatie
verwerking, het punt waarop het niet meer mogelijk is om alles parallel te blijven verwerken.
Een belangrijke vraag hierbij is, wanneer de bottleneck nou ontstaat. Is dat voor- of nadat we
de stimulus ontvangen, is het nadat we de stimulus ontvangen, maar voordat de motorisch
actie plaats heeft? Verschillende theorieën over wanneer de selectie van “informatie”
plaatsvindt, worden early selection of late selection genoemd (afhankelijk van hoe vroeg of
laat de bottleneck plaatsvindt). Een andere onderzoeksvraag is, als er een bottleneck is, hoe
weet ons cognitief systeem dan welke stukjes het moet negeren en welke het moet
accepteren?
Er ontstaan seriële bottlenecks tijdens de informatie verwerking waarbij het op een gegeven
moment niet meer mogelijk is om dingen parallel te doen.
Auditory Attention
Tijdens het onderzoek naar de auditory attention staat de in-tweeën-verdeelde-luister-taak
(dichotic listening task) centraal. In een typisch dichotic listening experiment, krijgen de
proefpersonen in elk oor een boodschap te horen en is het de bedoeling dat zij één van de
twee boodschappen “schaduwen” (dus ook gewoon één van de twee boodschappen herhalen).
Psychologen hebben ontdekt dat erg weinig over de onbedoelde boodschap verwerkt is in de
schaduw-taak. Nadat de boodschap gehoord te hebben konden de proefpersonen niets meer
over het geluid op de band vertellen. Dit onderzoek ondersteunt in feite de early selection
theory waarbij informatie geselecteerd wordt voordat de boodschap ook maar een enkele
bewerking heeft ondergaan.
The Filter Theory
Eén van de early selection theorieën is de filter theory. De basis veronderstelling hierbij is dat
informatie door het systeem komt totdat een bottleneck is bereikt. Op dat moment moet kiest
de proefpersoon op basis van fysieke kenmerken welke boodschap verwerkt wordt. De
persoon moest de andere informatie wegfilteren. Bij deze theorie gaan we dus uit van fysieke
karakteristieken en bij de dichotic task wordt er verondersteltr dat er met twee oren geluisterd
wordt, maar dat op een gegeven moment de persoon overschakelt op één oor.
Berichten komen door via verschillende zenuwen en bepaalde cellen in the audtitory cortex
zeggen aan welke zenuwen wij aandacht moeten schenken.
Vroege auditoriele gebieden van de cortex vertonen versterking van het auditoriele signaal die
van het oor komen waar de luisteraar zijn aandacht aan schenkt. Het lijkt erop dat een
luisteraar het signaal kan laten versterking dat van het oor komt waar hij zijn aandacht aan
schenkt.
Deze resultaten geven duidelijk aan dat mensen kunnen kiezen op basis van fysieke
karakteristieken aan welke boodschappen zij hun aandacht schenken. Toch kan een
boodschap ook geselecteerd worden op semantische karakteristieken. Denk aan het voorbeeld
van de cocktail-party waar je naam genoemd wordt, of kijk op blz. 77 en 78 naar de
illustraties van een experiment. Uit deze experimenten kwam naar voren dat men soms
gebruikt maakt van de semantische karakteristieken en soms van de fysieke karakteristieken
van een boodschap.
De filter theory van Broadbent veronderstelt dat we fysieke features gebruiken om een
boodschap te selecteren om te verwerken, maar er is aangetoond dat proefpersonen ook in
staat waren de semantische content te gebruiken.
The Attenuation Theory and Late Selection Theory
Om met de hiervoor genoemde resultaten om te kunnen gaan is het Broadbent model
aangepast en is bekend geworden als attenuation theory. Dit model veronderstelt dat bepaalde
boodschappen verslapt worden maar niet helemaal weggefilterd worden op basis van hun
fysieke eigenschappen. In een dichotic listening task worden de signalen van het oor waar
geen aandacht aan besteed wordt geminimaliseerd, maar niet vernietigd. Bij de semantische
selectie kan elke boodschap gehoord worden, of er nou aandacht aan besteed wordt of niet*
(*het laatste kost dan wel meer moeite).
Een andere uitleg is die van de late selection theory waarbij men er vanuit is gegaan dat alle
informatie volledig onverzwakt wordt verwerkt. Volgens deze theorie zitten de beperkingen
dus niet in het perceptie systeem, maar in het response systeem. Dit verschil, tussen de
attenuation theory en de late selection theory is goed weergegeven in fig. 3.4 blz. 80.
We kunnen selecteren welk bericht verwerkt wordt op de basis van zijn fysieke
eigenschappen. Als we niet snel aandacht aan het bericht schenken, zal het verloren gaan.
Visual Attention
De bottleneck van visuele informatie is nog duidelijker dan de in de vorige paragraaf
genoemde bottlenecks. Het netvlies varieert erg in zijn secuurheid, met MAXIMAle
secuurheid in een klein gebied genaamd de fovea. Hoewel onze ogen een groot deel van het
visuele veld registreren, registreert onze fovea daar slechts een klein deel van. Tijdens het
kiezen van een deel waarop we ons focussen (met de ogen), kiezen we ook om maximale
visuele verwerkings bronnen te geven aan het te verwerken deel van het visuele veld. De rest
van de te verwerken bronnen van het visuele veld verzwakken we.
Het is niet altijd zo dat waar we ons visueel op focussen, identiek is met het deel van het
visuele dat verwerkt wordt door de fovea. Mensen kunnen zich fixeren op een deel van het
visuele veld (waar op dat moment dan de fovea is) en tegelijkertijd aandacht schenken aan een
niet-foveaal gebied.
We schenken aandacht aan een enkel deel van het visuele veld en we fixeren ons meestal (niet
altijd) aan het deel van het visuele veld waar we aandacht aan schenken.
The Spotlight Metaphor
Eén type theorie behandeld de visual attention alsof het een spotlight is dat we rond kunnen
bewegen om op verschillende delen van het visuele veld te focussen. Onderzoek heeft
uitgewezen dat het kan varieren in het aantal graden van de visuele hoek. Hoe groter de hoek
is, hoe minder goed het elk deel van het visuele veld kan verwerken. Hoe smaller de visuele
hoek , hoe “maximaler” het verwerken wordt uitgevoerd voor wat betreft dat deel van het
visuele veld. Als de persoon in een ander deel van dat veld informatie wilt verwerken is het
noodzakelijk om zijn spotlights te verschuiven en dat kost tijd. Om complexe informatie te
verwerken is het dus noodzakelijk om de aandacht over het visuele veld te bewegen om
visuele informatie op te sporen.
Subjecten kunnen hun attentie focussen op een paar graden van het gebied in hun visuele veld
en hun attentie bewegen over het visuele veld om een zinvol geheel te creëren.
Neural Basis of Visual Attention
Het lijkt erop dat het neurale mehanisme, het onderliggende deel van het visual attention erg
gelijk aan het onderliggende neurale mechanisme van de auditory attention. Net als de autitoy
attention, geleidt door één oor, het corticale signaal van dat oor versterkt, zo lijkt het erop dat
de visual attention, geleidt naar een ruimtelijke locatie, het coticale signaal verterkt vanaf die
locatie.
Het lijkt erop dat de electrophysilogical data consistent zijn met het “early selection” model.
Het lijkt erop dat mensen stimuli selecteren om aandacht aan te schenken, zowel in het visuele
als in het auditoriele domein, op basis van fysieke eigenschappen en vooral op basis van de
locatie. Later in dit hoofdstuk hoe je dan bijvoorbeeld een vriend herkent in een grote
mensenmassa.
Als mensen aandacht schenken aan een bepaalde locatie, dan wordt er het neurale proces in
delen van de visuele cortex, die corresponderen met die locatie, versterkt.
Visual Sensory Memory
Een experiment van Sperling geeft het bestaan van een korte “visual sensory store”, een
geheugen dat effectief alle informatie in het visuele display kan vasthouden. Tijdens het
vasthouden van die informatie in die “opslagruimte” kunnen proefpersonen er aandacht aan
schenken en de informatie rapporteren. Het lijkt erop dat dit sensorische geheugen visueel van
karakter is.
Zodra er een tweede set informatie in dit geheugen wordt opgeslagen vervalt de eerste set. Dit
korte visuele geheugen wordt door Neisser een icon genoemd. Het iconisch geheugen is net
als het echoic geheugen bij het auditoriele systeem.
Iconisch geheugen is lijkt sensorisch van karakter en het kan zelfs activatie van het neurale
systeem voor de early proceesing teweeg brengen.
Het Sperling paradigma wordt meestal vertaald in termen van de informatie die het geeft over
de duur van het visueel iconisch geheugen. Het geeft ons op zijn minst de informatie over hoe
snel attentie door het iconisch geheugen beweegt en de objecten encodeert.
Visuele informatie wordt vastgehouden in een kort sensorisch geheugen waar we aandacht
aan de onderwerpen kunnen schenken en waar we ze kunnne verwerken.
Pattern Recognition and Attention
<vanaf hier ontbrekend>
Hoofdstuk 4: Perception-Based Knowledge
Representations
Cognitieve psychologie wordt beïnvloed door de kennis representaties, wat inhoud dat
mensen zich inwendig een beeld vormen van kennis die ze hebben. Verder zal in dit
hoofdstuk de verschillen tussen visuele en verbale informatie worden uitgelegd.
De studie van kennis representatie is belast met, hoe we kennis ordenen en gebruiken in ons
lange termijn geheugen.
The Dual-Code Theory
Pavio (1971 en 1986) is lang een voorstander geweest van de dual-code theorie, die aangeeft
dat er verschillende representaties zijn voor visuele en verbale informatie. Dit leidt hij af uit
onderzoek waarbij aangetoond wordt dat mensen zinnen beter onthouden als zij zich hier een
visuele voorstelling van maken.
Comparisons of Verbal versus Visual Processing
In een experiment van Santa (1977), waarin hij mensen figuren voorlegde die in een bepaalde
vorm gerepresenteerd waren, kwam naar voren dat de proefpersonen sneller waren met het
vinden van de juiste gebruikte figuren als de originele configuratie van figuren gebruikt werd.
Verder toonde hij aan dat, als er gebruik gemaakt werd van verbale informatie, dat de
proefpersonen sneller de gebruikte informatie konden terughalen als de woorden in een
lineaire opstelling gerepresenteerd werden.
Verder kwam nog naar voren in een experiment van Ronald en Friberg dat de hersenen bij
visuele en verbale taken verschillende delen van de hersenen gebruiken.
Verbale informatie en visuele informatie worden dus in andere delen van, en op verschillende
manieren door de hersenen verwerkt.
Nature of Knowledge Representations
Verzonnen informatie wordt gerepresenteerd op eenzelfde wijze als de perceptuele informatie
gerepresenteerd en verwerkt wordt.
Visual and Spatial Imagery
Wanneer we aan een object of situatie denken, dan ervaren we soms die gebeurtenis, of zien
we dat object. Deze beelden zijn Mental Images.
Mental Rotation
Het meest baanbrekende onderzoek op het gebied van mentale beelden is gedaan door Roger
Shepard, en ging over het, in je gedachten draaien van objecten, om zo te kunnen verifiëren
dat 2 gegeven objecten hetzelfde waren, m.u.v. de oriëntatie. Hij zette dit uiteen in de
reactietijd die nodig was om het juiste antwoord te geven en de hoeveelheid die de afbeelding
gedraaid moest worden. Hij kwam tot de conclusie dat, naar mate de hoek waaronder het
object gedraaid moest worden groter werd, de tijd die nodig was om aan te geven of de
objecten gelijk waren, lineair toenam.
Verder heeft onderzoek op apen uitgewezen dat, hoe groter de hoek, waaronder de apen een
hendel moesten draaien, de groter de tijd die ze erover deden. Verder was het zo, dat als er in
verschillende richtingen gedraaid moest worden, dat er een onwillekeurig patroon van vuren
was, wat suggereert dat het draaien in allemaal afzonderlijke stappen wordt uitgevoerd.
Wanneer proefpersonen in hun gedachten een object moeten draaien, dan maken ze een
vergelijking en die draaien ze stukje bij beetje, totdat deze overeen komt met het gewenste
eindproduct.
Image Scanning
Wanneer mensen gevraagd wordt om iets te beschrijven, of om bv. het aantal ramen in hun
huis te tellen, dan geven de personen aan dat ze het object bekijken, of in het geval van het
huis doorlopen, in hun gedachten.
Brooks (1968) heeft hiermee geëxperimenteerd en kwam tot de conclusie dat mensen sneller
waren met het geven van antwoorden bij diagrammen, dan bij zinnen. (dus visueel beter dan
verbaal) Als nadeel hiervan werd gesproken van het feit dat de proefpersonen bezig zouden
zijn met meerdere taken, die met elkaar zouden interfereren. Uit later onderzoek van Beddeley
en Lieberman blijkt echt dat dit niet zo is. Zij experimenteerden met verschillende stimuli,
namelijk een zwaaiende pendule die geluid maakt en een fotocel die verschillende felheden
van licht geeft. Waarbij de proefpersonen ook nog gelijktijdig de letter image taak van Brooks
moesten doen. Er kwam uit dat ruimtelijke informatie veel minder makkelijk tegelijk te
verwerken was als visuele informatie.
Mensen lijden aan interferentie bij het scannen van een visuele afbeelding als ze tegelijkertijd
in met een conflicterend proces van een ruimtelijke structuur bezig zijn.
Comparison of Visual Quantities
Er is veel onderzoek gedaan naar de hoeveelheid details die wij weten over objecten die we
opslaan in ons geheugen. Hieruit bleek dat, naarmate het verschil in grootte tussen 2 objecten
groter is, wij sneller aan kunnen geven welke groter is. (Moyer, 1973)
Hetzelfde bleek uit onderzoek van Johnson, die proefpersonen liet bepalen welke van 2
gegeven lijnen langer was.
Net als met afbeeldingen is het voor proefpersonen moeilijker om de grootte ergens van in te
schatten als de 2 objecten dezelfde grootte hebben.
Two Types of Imagery
Uit onderzoek van Farah et al. Op een patiënt met een hersenafwijking bleek, dat
verschillende delen van de hersenen verantwoordelijk zijn voor het ondersteunen van
ruimtelijke en visuele aspecten van objecten.
Are Visual Images Like Visual Perception
In een onderzoek van Finke, Pinker en Farah werd aan proefpersonen een opdracht
voorgelezen, waarbij ze figuren moesten veranderen in hun gedachten en dan vertellen wat
het geworden was. Er bleek uit het onderzoek dat mensen in staat zijn om deze beelden goed
te draaien en het juiste eindresultaat te kunnen produceren.
In een ander onderzoek van Wallace (1984) werd aan proefpersonen een piramide getoond,
met daarin 2 lijnen. Uit het onderzoek bleek dat de meeste proefpersonen de bovenste lijn als
langer beschouwden, terwijl ze dezelfde lengte hadden. De mensen vielen dus voor de visuele
illusie.
Onderzoek van Chambers en Reisberg toonde aan dat er verschil zit tussen een beeld ergens
van hebben en het eigenlijk zien van het object. Zij gaven hun proefpersonen een haas/eend
figuur en de mensen net genoeg tijd om te kijken wat voor figuur het was. Als mensen dan
gevraagd werd om de betekenis te geven, dan konden ze er 1 geven, maar niet de 2e. Ze waren
echter wel in staat om het figuur goed na te tekenen.
Visuele afbeeldingen hebben veel gemeen met het product van visuele perceptie, maar het is
niet zo makkelijk om visuele afbeeldingen te interpreteren als gewone afbeeldingen.
Hierarchical Structure of Images
Uit onderzoek van Reed bleek dat mensen soms moeite hadden met het ontdekken van
deelelementen die gegeven waren binnen een van te voren gegeven figuur. Dit komt doordat
de mentale representatie die mensen maken van een object een aantal deelelementen bevat,
waarin die figuren niet voorkomen.
Het woord wat vaak gebruikt wordt voor de gevormde deelonderdelen is chunk. Dit wordt in
de psychologie gebruikt als een term voor een unit voor kennis representatie.
Visuele afbeeldingen zijn hiërarchisch georganiseerd, met delen van afbeeldingen ofwel
chunks in groter afbeeldingen, of als onderdelen van andere chunks.
Cognitive Maps
De denkbeeldige representaties die wij hebben van onze omgeving worden ook wel cognitive
maps genoemd. Hierbij is het logisch dat er een verbinding is tussen maps en acties. Vaak
lopen we door onze omgeving heen, om van 1 plaats naar een andere te komen.
Er zijn 2 verschillende soorten maps, namelijk survey maps en route maps. Het verschil
tussen beide is dat je bij route maps een 2 dimensionale representatie hebt om van a naar b te
komen, als je weg echter geblokkeerd is, dan weet je niet meer hoe je daar komt. Terwijl je je
bij survey maps juist bewust bent van je positie.
Als mensen ervaring hebben met een bepaalde route map, dan evolueert deze vanzelf in een
survey map.
Map Distortions
De Mentale maps van proefpersonen lijken een hiërarchische structuur te hebben die met geen
andere ruimtelijke beelden is te vergelijken. Uit een onderzoek van Stevens en Coupe (1978)
bleek dat mensen zich een ruimtelijk representatie maken door kleine delen te vergelijken met
grotere delen. De proefpersonen kregen een aantal vragen, bijv. Wat ligt oostelijker: San
Diego of Reno. De meeste proefpersonen hadden dit fout, omdat ze er vanuit gingen dat,
omdat Nevada ten oosten ligt van Californië.
Bij een ander experiment kregen proefpersonen een aantal kaarten voorgezet, die ze moesten
onthouden. Hierna kregen ze vragen als: Ligt X ten oosten of ten westen van Y. Uit het
onderzoek kwam naar voren dat er bij het kaarten waarbij de grenzen van de ‘landen’
slingeren, er 45% fout gemaakt werd. Dit zou komen doordat de mensen de landen met elkaar
gaan vergelijken in plaats van de plaatsen X en Y. Deze zijn onderdeel geworden van het
grotere geheel.
Wanneer mensen of relatieve posities van 2 locaties moeten redeneren, dan zullen ze vaak
redeneren in termen van de grotere locaties waarin die 2 locaties zich bevinden.
Translating from Words to Images
Een andere manier waarop wij ons ruimtelijk geheugen gebruiken is als we iets horen wat een
situatie omschrijft. Zo gaf de Britse psycholoog Alan Baddeley aan dat hij niet kon autorijden
en luisteren naar een voetbal wedstrijd op de radio, omdat dit beide gebruikt maakt van het
ruimtelijk geheugen. In een onderzoek van Franklin en Tversky (1990) bleek dat mensen
minder moeite hadden met verticale bewegingen en voor-achter, dan met links en rechts. Zij
verklaarden dit aan de hand van het feit dat mensen asymmetrisch zijn en dat wij bij
afbeeldingen ook moeite hebben met links en rechts.
Uit een ander onderzoek bleek dat mensen even snel uit verbale omschrijvingen cognitieve
kaarten kunnen maken.
Representation of Verbal Information
Net als bij visuele beelden zijn er ook verschillende verbale beelden. Bijvoorbeeld het
verschil tussen gesproken woorden en geschreven woorden. Verder is het verschil dat
woorden in serie geordend kunnen worden. Je kunt hierbij denken aan het in serie zetten van
mappen in een ordner, of het achter elkaar zetten van gebeurtenissen. Er is dus een totaal
andere interpretatie die afhangt van of een woord geschreven gesproken of geschreven is.
Verder maakt de orde waarin woorden en letters uit voor het feit of wij bepaalde feiten
kunnen onthouden en interpreteren. Als je mensen een lijst met verbale informatie geeft, dan
kunnen mensen de eerste elementen beter onthouden als de latere. Dit heet front-anchoring.
Een experiment van Sternberg toont het belang van front-anchoring aan. Hij vroeg
proefpersonen een rij getallen te onthouden (bijv. 32974) en hij vroeg ze dan bijvoorbeeld
naar de getallen na de 9. Proefpersonen waren snel bij het geven van de eerste getallen, maar
het duurde relatief lang voor het geven van de getallen daarna.
Informatie die serieel wordt gerepresenteerd op een manier dat, de eerste elementen het snelst
beschikbaar zijn en dat we serieel door de informatie kunnen lopen.
Hierarchical Encoding of Serial-Order Information
Bij het onthouden van langere rijen verbale gegevens kunnen bijvoorbeeld handvatten
gebruikt worden als rijmpjes.
Uit een experiment van Klahr, Chase en Lovelace blijkt dat mensen bepaalde letters uit het
alfabet sneller op kunnen roepen als anderen. Dit komt doordat ze voorkomen in een chunk.
Ook hier is weer sprake van front-anchoring.
Proefpersonen ordenen langere opeenvolgingen van gegevens zo, dat er sub-sequences
ontstaan van elementen die dan weer hogere orde van units vormen.
Hoofdstuk 5: Meaning-based knowledge representations
Het is bewezen dat onze hersenen het beste kunnen herinneren wat het meest belangrijke is.
Dit hoofdstuk gaat erover hoe deze informatie is verwerkt in de zogenaamde meaning-based
representations.
Memory for meaningful interpretations of events
Memory for Verbal information
In het vorige hoofdstuk werd over verbal images gesproken die informatie kunnen opslaan
over de exacte volgorde van woorden. Er bestaat geen twijfel dat we deze representaties
gebruiken om verbale informatie te kunnen verwerken. Het is de vraag of we altijd deze
representaties gebruiken. Een experiment gedaan door Wanner (1968) laat omstandigheden
zien waarbij mensen wel en niet de informatie onthouden over de exacte verwoordingen.
Wanner vroeg aan proefpersonen om in de laboratorium te komen en te luisteren naar opcassetteband
opgenomen instructies. Bij de eerste groep werden de proefpersonen
gewaarschuwd dat ze bepaalde zinnen moeten onthouden, en de tweede groep niet. Na deze
‘inleiding’ moesten ze kiezen tussen 2 van de 4 zinnen op blz. 138. Zinnen die heel veel op
elkaar lijken maar wel veel verschillen in betekenis. De uitslag van dit experiment staat
aangegeven op blz. 139, hier staat op hoe proefpersonen stijl en betekenis van elkaar kunnen
onderscheiden. Er zijn twee conclusies die je kunt trekken: de eerste is dat geheugen beter is
voor veranderingen van de betekenis van zinnen, en de tweede is dat een waarschuwing wel
beter effect heeft op het geheugen voor het veranderen van de stijl van zinnen.
Na het verwerken van een zin/ boodchap/ verbatim message. kunnen mensen normaliter
alleen de betekenis onthouden en niet de exacte verwoording ervan.
Memory for Visual Information
In veel gevallen lijkt het geheugen voor visuele informatie beter dan voor verbale informatie.
Een experiment van Shepard (1967) hield in het kort in dat de proefpersonen plaatjes voor
zich kregen die ze 1 voor 1 moesten bestuderen en deze later terugherkennen, hetzelfde werd
gedaan voor zinnen, en het bleek dat de proefpersonen veel minder fouten maakten in het
herkennen van de plaatjes.
Het blijkt dus dat mensen een soort van interpretatie van de plaatjes onthouden, maar niet de
exacte plaatje (gedetailleerd). Het is hierbij dus handig om een onderscheid te maken tussen
de betekenis van een plaatje en de fysieke plaatje, net zoals bij een zin (verbale informatie).
Zoals Wanner concludeerde dat de proefpersonen gevoelig waren voor
betekenisveranderingen in de zinnen, zo hebben Mandler en Ritchey (1977) bewezen dat
hetzelfde geldt voor plaatjes.
Wanneer mensen een plaatje zien, dan zijn ze geneigd om een significante interpretatie aan
het plaatje te geven.
Retention of Detail versus Meaning
Uit experimenten van Gernsbacher(1985 (m.b.v. plaatjes)) en Anderson (1974b m.b.v. verbale
zinnen)) kan je zeggen dat het geheugen voor detail (memory for detail)er alleen maar in het
begin aanwezig is, maar deze verdwijnt snel, terwijl het geheugen voor betekenis langer intact
blijft.
Implications of Good Memory for Meaning
We hebben hierboven gezien dat mensen een relatief goed geheugen hebben voor significant
belangrijke interpretaties van informatie. Dus het geheugen voor betekenis (Memory for
meaning)Dit houdt dus in dat wanneer mensen geconfronteerd worden met materiaal om te
onthouden, dat ze deze opslaan of dat ze er een interpretatie aan geven, maar jammer genoeg
zijn mensen zich niet bewust van dit feit, en de prestatie van het geheugen gaat als gevolg
hiervan achteruit.
Om deze prestaties te verbeteren is er de mmenonic technique. Dit is een techniek die de
prestaties verbetert door ‘zinloze’ informatie om te zetten in ‘zinvolle’ informatie. Een
voorbeeld wordt gegeven door een woordpaar DAX-GIB die de ppn moet onthouden, door er
een kenmerk aan toe te kennen, bijvoorbeeld DAX rijmt op ‘dad’ en GIB is het begin van het
woord ‘gibberish.
Het is makkelijker om relatief onbelangrijke materiaal te onthouden door deze om te zetten in
zinvolle materiaal.
Propositional Representations
Er zijn meerdere termen in de cognitieve psychologie om de betekenis van de zinnen en
plaatjes te representeren. Een van de meest gebruikte termen is de propositional
representation. Deze representatie is een veel gebruikte methode voor het analyseren van
zinvolle informatie in de cognitieve psychologie. Het concept van een propositie staat centraal
in deze analyses. Een propositie is de kleinste eenheid van kennis dat op zich zelf kan staan en
die je kan beoordelen met goed/ fout, dit heet ook wel de propositional unit. Propositionele
analyse heeft alleen betrekking tot de taal (= linguistic information).
Als je een complexe zin hebt, zoals: Lincoln, who was president of the USA during a bitter
war, freed the slaves. Het lijkt dan makkelijker om deze zin in stukjes op te delen en zo te
onthouden, maar niks is minder waar. Het blijkt dat als je zin in stukjes (proposities)hakt en
ze apart voorlegt, dat de mensen de combinatie van alle proposities het best onthouden. Een
van de bekendste theorieën hierover is die van Anderson & Bower (1973) en die van
Kintsch (1974).
Deze theorieën over proposities maken gebruik van relations en arguments. Hoe dit werkt
kan je het beste zelf lezen op blz. 145.
Propositional Networks
In de cognitieve psychologie-literatuur vindt je soms dat proposities gepresenteerd zijn in een
netwerk zoals je kunt zien op blz. 148. Het lijkt op de ER-modellen en de UML-modellen,
alleen maken deze gebruik van zogenaamde links en nodes. Dus deze kan je het beste zelf
bestuderen.
Propositionele informatie kan gerepresenteerd worden in netwerken zodat de relaties tussen
de concepten zichtbaar zijn.
Conceptual Knowledge
Het gaat zogezegd in dit hoofdstuk om meaning-based knowledge representations. Een
belangrijk kenmerk van dit soort representaties is dat ze een gedeelte van de ervaringen
wegnemen die eigenlijk leiden tot kennis. In het geval van propositionele representaties zijn
de delen die worden weggenomen, die van de perceptuele details, dit heet ook wel
abstractions. Dit zijn een soort van waarneembare details. Dit filteren (deleten, weghalen)
leidt tot conceptual knowledge. Zoals het indelen in categorieën, categorization genaamd.
Bijvoorbeeld een object dat daar loopt op 2 benen, noemen wij een mens. Dit zorgt ervoor dat
we kunnen voorspellen. Door het kunnen voorspellen, geven categorieën een grote besparing
in representatie en communicatie.
Deze paragraaf beschrijft verder 2 theorieën die onderzoeken hoe categorisatie werkt,
waarvan de eerste, genaamd Semantic Networks weer ongeveer hetzelfde werkt als bij
network representations, dit kan je weer het beste zelf doornemen vanaf blz. 152, hier staat
o.a. een experiment beschreven van Collins &Quillian (1969).
Schemas
De tweede theorie heet Schemas. Het belang van een categorie is dat het voorspelbare
informatie opslaat over een geval/ deel van een categorie. Maar een semantisch netwerk kan
alleen de ruwe eigenschappen van een concept opslaan, dus daarom moesten de
wetenschappers iets bedenken om bijvoorbeeld de typische grootte van een huis op te slaan,
daarom kwamen ze met schemas. Hoe schemas werken kun je het beste zelf lezen vanaf blz.
154. Op blz. 156 staat een interessant experiment van Brewer & Treyens (1981) over de
beginwaarden die mensen hebben over een categorie.
Degree of Category Membership
Hoe zit het dan met de mate waarin de categorieën worden ingedeeld en welke leden de
mensen hieraan toekennen (Degree of category membership) (Rosch (1973, ’77, ’79))? Het
blijkt dat de klassering van het menselijk gedrag voortdurend verandert, en dat het niet alleen
afhangt van de eigenschappen van een object, maar ook van de context waarin het zich
bevindt. Verschillende instanties zijn leden van verschillende categorieën, maar de meer
centrale leden zijn het makkelijkst in het verwerken ervan.
Event concepts
Het zijn niet alleen objecten die een conceptuele structuur hebben, maar ook evenementen
zoals naar de bios gaan, voor dit soort ‘event schemas’ zijn door Schank & Abelson (1977)
scripts uitgevonden, zie blz. 161 Table 1.0 voor een voorbeeld van een diner en de scripts die
men al klaar heeft staan, dus wat men zou verwachten van een dineetje in een restaurant.
Voor andere experimenten over dit onderwerp verwijs ik je naar blz. 160 t/m 164.
Scripts zijn event schemas die mensen gebruiken om een evenement te beredeneren/
voorspellen.
Abstraction versus Instance Theories
We hebben reeds semantische netwerken gezien en schema’s als 2 verschillende manieren om
conceptuele kennis te representeren. Maar het blijkt dat dit nog niet genoeg is. Daarom zijn er
nog 2 theorieën: abstraction & instance theories. Maar de schematheorie die we al
behandeld hebben is een voorbeeld van een abstraction theorie.
Instance theories houden in dat we geen centrale concept opslaan maar specifieke instanties.
Wanneer de tijd komt om te beoordelen hoe typisch een specifiek object is van vogels in het
algemeen, vergelijken we het met specifieke vogels en maken dan een beoordeling van het
gemiddelde verschil. De twee theorieën verschillen dan wel een beetje, maar algemeen gezien
geven ze dezelfde voorspellingen. Bijvoorbeeld voorspellen ze beiden een betere
verwerkingsproces van centrale leden van een categorie.
De effecten van een categoriale structuur kan verklaard worden door het aannemen dat
mensen the centrale leden ‘pakken’ of dat ze specifieke instanties opslaan van categorieën.
Learning Schemas in a Neural Network
Deze theorie gaat over de delta rule. Dit model illustreert 1 van de vele mechanismen die er
zijn om schema abstractie te bereiken. Het is interessant om te zien dat de
schemarepresentatie onmisbaar is als het gaat om synaptische sterktes. De synaptische sterkte
van een verbinding tussen een input en een output is een maat van hoe typisch een symptoon
is voor een ziekte. Verder moet je dit experiment van Gluck & Bower zelf maar doorlezen
vanaf blz. 165.
Categories in the Brain
Dit stukje gaat erover dat tekort aan kennis over verschillende categorieën gevolgen zijn van
schades aan verschillende gebieden in je hersenen, bijvoorbeeld mensen met een beschadiging
aan hun temporal lobe hebben een tekort aan kennis over biologische categorieën, zoals
dieren, fruit en groenten, ze kunnen dus bijvoorbeeld geen eend herkennen, maar ze kunnen
slechts zeggen dat het een dier was, meer niet.
Hoofdstuk 6: Human Memory: Encoding and Storage
Ebbinghaus voerde in 1885 een experiment uit over hoeveel mensen zich nog konden
herinneren na het leren van zinloze lettergrepen. Uit het diagram op blz. 171 blijkt: hoe langer
de interval is tussen de stimuli en het oproepen hiervan, hoe slechter dit gaat, maar het daalt
minder snel naarmate de tijd vordert (asymptoot). Na 24 uur wist Ebbinghaus nog 33,8
procent van het geleerde materiaal te herinneren. Door dit materiaal nogmaals over te leren
bereikte hij een winst van 64,1 procent ten opzichte van het originele materiaal.
Toe cognitieve psychologie gescheiden werd in 1960 van het Behaviorisme ontstond er een
grote impuls op het gebied van het menselijk geheugen. Dit had 2 redenen: veel vragen waren
er over het geheugen van mensen aangezien de Behavioristen zich alleen op dieren richtten &
aan de hand van het onderzoek naar het menselijk geheugen konden meer vragen op ander
gebied worden beantwoord.
The Rise and Fall of the Theory of Short-Term Memory
In 1960 werd de short-term memory theorie geïntroduceerd, welke het volgende in hield:
informatie waar je aandacht op gericht is wordt opgeslagen in een tijdelijke korte termijn
geheugen, waar de informatie moest worden herhaald eer het naar het relatief permanente
lange termijn geheugen kon gaan. Het korte termijn geheugen had een beperkte capaciteit
welke memory span werd genoemd (ongeveer 7-8 items groot).
Anderson zij over de theorie dat het korte termijn geheugen relatief onbetrouwbaar is; het
repeteren van materiaal zorgt niet telkens voor dat het naar het lange termijn geheugen toe
gaat, maar dat het uit het korte termijn geheugen wordt verwijderd. Er passen immers maar
een bepaald hoeveelheid gegevens in het korte termijn geheugen.
De theorie genaamd ‘depth of processing’ hielp de korte termijn geheugen theorie om zeep,
omdat deze ervan uit ging dat herhaling van materiaal alleen bijdraag aan beter geheugen als
het werd herhaald op een diepe en zinnige manier. Passief repeteren heeft dus geen zin.
Rehearsal and working memory
Braddeley beweerde in 1986 dat we niet een beperkte hoeveelheid items in het korte termijn
geheugen kunnen bewaren, maar dat we maar zoveel informatie kunnen bewaren als we in
een vaste tijd kunnen repeteren. Voor het verbale gedeelte noemde hij dat de ‘articultary
loop’. Dus de ‘memory span’ hangt af van hoe snel we informatie kunnen repeteren. In fig.
6.4 is dit ook te zien: Hoe sneller je iets leest hoe minder tijd dit kost. Hoe minder tijd dit kost
hoe dichter je bij het eerste onthouden item bent en hoe makkelijk het weer is om deze op te
kunnen roepen.
Buiten het systeem voor het repeteren van verbale informatie (‘articultary loop’) is er ook een
systeem voor het repeteren van visuele informatie: de ‘visual sketchpad’. Deze slaaf systemen
worden gecontroleerd door de ‘central executive’. Deze ‘central executive’ kan informatie in
de slaaf systemen doen, maar ook ophalen uit de slaaf systemen. Verder heeft het de
mogelijkheid informatie te vertalen van een naar het andere slaaf systeem.
Frontal cortex and Primate Working Memory
De frontale cortex is cruciaal verantwoordelijk voor het werkgeheugen van verschillende
soorten informatie.
Activation and long-term memory
Een geheugenspoor (memory trace) is actief als verschillende stukjes informatie in het lange
termijn geheugen beschikbaar zijn geworden.
Factoren die het niveau van activiteit van een herinnering bepalen zijn de hoe recent we de
herinnering hebben gebruikt en hoeveel we de herinnering hebben geoefend. Dit wordt ook
ondersteund door het onderzoek dat vooraf is gegaan aan de resultaten in tabel 6.1. Hieruit
blijkt dat hoe vaker (beter) wordt geleerd en hoe korter de tussenpozen bij het leren zijn, hoe
beter het materiaal wordt onthouden (dit ondersteund dus de activatie theorie).
Spreading of activation
‘Spreading of activation’ houdt in dat niet alleen het item welke opgeroepen wordt, wordt
geactiveerd, maar ook de items die met dit item in associatie staan (activatie spreid zich dus
uit als een netwerk van de stimuli naar het activeren van geassocieerde herinneringen). Dit
ondersteund de opslag in het lange termijn geheugen. Het experiment welke het principe van
‘associative priming’ aantoont was het experiment van Meyer en Schvaneveldt. In dit
experiment werd er aan proefpersonen gevraagd of paren van items woorden waren of niet.
Hieruit kwamen dus positieve en negatieve paren. Paren die positief waren en gerelateerd,
werden sneller herkend dan paren die niet gerelateerd waren. Negatieve paren werden het
beste herkend als beide woorden non-woorden waren, hierna als het tweede woord een nonwoord
was en daarna volgde het paar waarbij het eerste woord een non-woord was. Zie voor
de uitslagen ook tabel 6.2. Het is ook mogelijk om de ‘spread of activation’ te controleren,
want je kunt mensen ‘primen’ waardoor de spread of activation naar het item dat opgeroepen
moet worden kennelijk groter is, want ze blijken het dan beter op te kunnen roepen. Het
spreiden van activatie duurt ongeveer 670 ms.
Practice and strength
Met de sterke van een geheugenspoor bedoelt men hoe diep een spoor in ons geheugen gegrift
ligt.
Uit een onderzoek naar het leren van zinnen blijkt dat er uit de data een ‘power-functie’
ontstaat. Dit houdt in dat er een lineaire grafiek ontstaat uit de data (herkenningstijd tegenover
aantal dagen) bij beide log-assen.
De ‘power law of learning’ houdt in: hoe beter er geleerd/geoefend wordt hoe beter ook de
prestatie van het geheugen. Weer lineaire grafiek bij log-assen. De ‘power law of learning’
kan dus verklaren dat er steeds een ongeveer even lange periode moet zijn voor het aanleren
van iets, want hij/zij leert dan steeds even veel erbij (figuur 6.11).
Long-Term Potentiation and the Power Law
Door het neurale leren kan verklaard worden hoe de ‘power law of learning’ in elkaar zit. Het
blijkt dat dit komt door simpele neurale veranderingen zoals die ook bij het leren op treden.
Een soort van neuraal leren is de ‘long-term potentiation (LTP)’. Deze soort van neuraal leren
‘zegt’ het volgende: wanneer een pad gestimuleerd wordt met hoogfrequente elektrische
pulsen, dan ontstaat er een verhoogde gevoeligheid van cellen op dit pad voor verdere
stimulatie.
Factors Influencing Memory
Elaborative Processing
‘Elaborative Processing’ betekend dat je een te onthouden item voorziet van extra informatie
(uitweiding op het item). Anderson en Bower hebben onderzocht dat mensen zinnen beter
onthouden als ze er zelf een eigen extra betekenis aan geven. Uit hun onderzoek zou
bijvoorbeeld zijn gekomen dat van de volgende drie zinnen C de best is en A de slechtste. C is
een continuatie, B is een continuatie van de zin, maar slaat niet op waarschuwingsbordje
(minder goed) en A is een loze continuatie.
(Uitweiding van “de lange man keek naar het waarschuwingsbordje”, met het doel om ‘lang’
te onthouden)
a. De lange man keek naar het waarschuwingsbordje en liet het voor wat het was.
b. De lange man keek naar het waarschuwingsbordje dat op ooghoogte hing.
c. De lange man keek naar het waarschuwingsbordje waarop stond “pas op, lage
deuropening”.
Techniques for Studing Textual Material
Zie voor de stappen van de PQ4R-methode het boek (Preview, Questions, Read, Reflect,
Recite en Review). De belangrijkste stappen van de PQ4R-methode zijn: vragen maken (stap
2) en reciteren (stap 5), want deze moedigen aan tot het dieper leren van het materiaal.
Met het lezen van de tekst met als doel het beantwoorden van de vragen in je hoofd is de beste
methode voor het onthouden van een tekst (Frase 1975), want dan zoek je expliciet naar
antwoorden. Je richt je aandacht extra op de tekst. Dit in tegenstelling tot het alleen maar
lezen van de tekst en daarna de vragen beantwoorden.
Meaningful versus Nonmeaningful Elaborations
Het meer elaboratief verwerken (denk aan het zelf genereren) resulteert in het beter prestaties,
zelfs als het verwerken niet gericht is op de bedoeling van het materiaal (semantische
context). Dit werd door het bij jullie inmiddels bekende onderzoek van Slamecka en Graf
(1978) aangetoond.
Incidental versus Intentional Learning
Het blijkt uit diverse experimenten dat voor de mate van onthouden van materiaal alleen maar
van belang is hoe diep dit materiaal verwerkt is. Dus niet of er nu op gewezen wordt wat er
specifiek onthouden moet worden.
Flashbulb Memories and the Self-Reference Effect
‘Flasbulb memories’ zijn herinnering die van dermate belang zijn dat ze voor altijd in het
geheugen gegrift worden. Van belang is hierbij dat degene die het onthouden er dicht bij
betrokken zijn / het zelf mee hebben gemaakt. Hun aandacht zal telkens naar uit gaan als er
iets over wordt verteld/getoond wordt enz. waardoor het pad zeer sterk wordt. Ook wordt het
steeds herinnerd door de persoon wat de activatie hoog houdt.
Een gelijk soort fenomeen is het ‘self-reference effect’. Dit refereert naar het feit dat mensen
informatie die naar henzelf wijst beter onthouden (en wat hier dicht mee in verbinding staat,
zoals vrienden).
Neural Correlates fo Encoding
Aangetoond is dat de hippocampus waarschijnlijk een grote rol speelt in het lange-termijn
onthouden van allerlei soorten informatie. Specifiek voor verbaal materiaal gezien blijkt dat
het beter onthouden gecorreleerd staat aan een hogere activatie in de linker frontale cortex en
de linker hippocampus regio.
Hoofdstuk 7 Human memory: Retention and Retrieval
Inleiding
De inleiding verteld over 3 experimenten die aantonen dat sommige zaken die vergeten lijken
vaak nog wel ergens in het geheugen zitten.
Penfield 1959, een onbetrouwbaar experiment waarbij gedeeltes van de hersenen werden
gestimuleerd en patiënten maakten melding van herinneringen van vroeger.
Nelson 1971, liet proefpersonen nummer-woord paren uit hun hoofd leren en na een week
was 25% van de items ‘vergeten’ en werd opnieuw geleerd en gekeken of het echt
HELEMAAL vergeten was door sommige vergeten items iets te veranderen maar het bleek
dat men na weer een test vooral de onveranderde items beter werden onthouden.
Nelson 1978, Doet eigenlijk hetzelfde, na 4 weken woordparen te hebben geleerd woord voor
de helft de vergeten woordparen veranderd, maar die worden minder goed onthouden dan de
onveranderde woordparen.
The retention function
Power law of forgetting, experiment van Wickelgren 1975, waarbij hij op verschillende
tijdstippen testte hoe goed mensen geleerde woordrijtjes konden herkennen. De afname heeft
een negatieve versnelling. In die zin geen verschil tussen korte termijn en lange termijn
geheugen, allebei powerfunctions.
Verschil PLOF/PLOL: learning gaat om oefeningen, forgetting gaat het om tijd.
Bahrick, 1984 deed een experiment met engelse Spaanse woorden waaruit bleek dat tussen de
3 en 25 jaar na het leren resultaten gelijk blijven. Dat het daarna toch weer zakt wijt hij aan
het oud worden van de proefpersonen.
Barnes 1979, probeert aan te tonen met een log-log schaal dat er net als bij het leren, er ook
een verband is bij het vergeten tussen het neurale en ‘behavioral’ niveau.
Voorgaande gaat uit van decay theory of forgetting(gaat om tijd).
Interference effects
Het blijkt niet alleen om tijd te gaan als we het over vergeten hebben.
Een experiment(zonder naam) laat deze interference theory of forgetting zien. Proefpersonen
leren A-B woord-nummer combinaties en A-D. een andere groep ook A-B maar daarnaast een
rijtje C-D. Getest wordt A-B. De 2e groep blijkt beter, omdat de eerste kennelijk last heeft van
interference; Moeite met meerdere associaties naar dezelfde stimuli.
The fan effect
Anderson 1974a, ga zinnen als ‘persoon is in locatie’ waarbij persoon en locatie varieerden.
Werd lastiger naarmate BV een persoon 2x voorkwam op 1 locatie of 2 personen op 1 locatie.
Het waaier effect heeft te maken met de spreiding van informatie. Omdat bij het herkennen
vanaf bepaalde punten activatie alle paden af moet neemt de activatie per pad af en duurt het
herkennen langer.
Interference with preexperimental memories
Lewis en Anderson 1976, deden een test waarbij mensen ‘foute’ historische feiten werd
aangeleerd en men daarna die foute feiten en de echte feiten als ‘waar’ moest bestempelen en
foute feiten die niet genoemd waren als ‘fout’. Hoe meer vertelde ‘foute’ feiten, hoe langer
het duurde voor men een echt feit als ‘waar’ kon bestempelen.
Interference and decay
Ekstrand 1972, vroeg zich af of decay niet gewoon kwam door interference en dus tijd. Test
met leren voor het slapen gaan of vroeg in de morgen. Idee was dat je tijdens slapen minder
interference had en je zo kon aantonen of delay wel van belang is.
Maar Hockey, Davies and Gray(1972) toonden aan dat tijd van de dag op zich van belang is.
En zo Elkstrand dit dus niet kon aantonen.
Er is nog steeds discussie over of het nu de combinatie is of alleen interference, maar het lijkt
toch het meest op de combinatie, mede door de afname van long term potentiation op het
fysiologisch niveau.
Interference and redundancy
Bradshaw and Anderson 1982, Blijkt dat als proefpersonen relevante data bij een feit leren ze
het feit beter onthouden in contrast met als ze irrelevante data leren, waarbij wel interferentie
optreedt. Een feit zonder bij te leren punten wordt namelijk beter onthouden dan met
irrelevante- maar nog beter is met relevante data.
Retrieval and inference
Tip: haal inference(concluderen) en interference(botsen, verhinderen) niet door elkaar!!!
Bransford, Barclay and Franks 1972, namen 2 lichtelijk verschillende zinnen en die ieder door
een groep werd bestudeerd. Daarna werd de zin weer iets aangepast en om herkenning
gevraagd. Bij de ene zin was dat veel hoger, waaruit bleek dat zinnen niet letterlijk worden
geleerd, maar meer de betekenis.
Sulin and Dooling(1972) deden een test met een verhaal over een moeilijk opvoedbaar kind
en bij de ene groep gebruikten ze de naam van een doof/blind/stom meisje en die groep ging
feiten door elkaar halen. Inference. Dooling en Christiaansen(1977) en Spiro(1977)
ondervonden door op verschillende tijden te meten, dat hoe groter de tijd was, er meer
inferentiele fouten waren. Ook door vlak voor de test te vertellen dat het over het
doofstom/blinde meisje ging maakte men inferentiële fouten.
Plausible retrieval
Concluderen op basis van waarschijnlijkheid(plausible). Reder (1982) deed hier onderzoek
naar door een verhaal neer te zetten en daar zinnen bij te maken die herkend moesten worden.
1 was exact uit verhaal, de andere af te leiden en de derde had er niets mee te maken. De
exacte zin werd na een lang tijdsverloop langzamer herkend en de waarschijnlijke juist
sneller. Dit wordt gewijd aan het feit dat exacte data retrieven meer moeite kost en
waarschijnlijke sneller is.
Reder and Ross(1983) deden eenzelfde soort test, alleen nu moesten de proefpersonen of
alleen de exact gelijke zinnen eruit halen of mochten ze de waarschijnlijk ware zinnen eruit
halen. De meer feiten opgenoemd, hoe moeilijker de exacte zinnen eruit waren te halen(fan
effect), maar juist makkelijker de aannemelijke zinnen eruit werden gehaald.
The interaction of elaboration and inferential reconstruction
Owens, Bower and Black(1979) deden een experiment met een verhaal. Een groep kreeg een
verhaal te lezen en een andere groep een toonzettende intro. Hierdoor maakte de groep niet
alleen veel meer inferenties, maar bleken ze ook meer vragen over het gedeelte dat ze allebei
bestudeerd hadden te herinneren.
Harris(1977) deed iets dergelijks met een reclame, waar niet iets expliciet werd gezegd maar
wel impliciet. Die reclame werd daarna verboden, omdat er een valse claim in zat(impliciet
dus)
Memory errors
Door inferentie kunnen er ook problemen ontstaan, zoals bij ooggetuigen verslagen. Mensen
halen wat ze gezien hebben door de war met wat er later aan informatie beschikbaar is
gekomen(Loftus Miller en Burns, 1978)
False memory syndrome: aangeprate herinneringen (door bv. therapeuten)
Loftus en Pickerall(1995) lukte het 25% van een groep aan te praatten dat ze verdwaald waren
als kind in het winkelcentrum
Associative structure and retrieval
Tulving and Pearlstone(1966) ondervonden dat bij het leren van een lijst van woorden in
categorieën dat deze beter konden worden opgevraagd als er een cue gegeven werd, bijv.
zoogdieren, als er een rij zoogdieren in voor kwam.
Organisation and recall
Bower, Clark, Lesgold and Winzenz(1969) ondervonden dat wanneer proefpersonen een lijst
van woorden in 4 categorieën(een boomstructuur) moesten leren, de groep die ze
georganiseerd kreeg het aanmerkelijk beter deed. De ‘random’ groep kreeg ook een
boomstructuur, alleen was die ‘random’ gevuld.
Hiërarchie ondersteund het terughalen van informatie uit je geheugen
The method of loci
Deze methode gaat vooral om het onthouden van een geordende opeenvolging van
punten/events. De truc is om punten langs de ‘route’ met elkaar te associëren. Je maakt een
soort mentaal pad dat alle punten langs gaat, zodat je later zeker weet dat je langs alle punten
komt als je weer dat pad volgt(1) en je associeert punten langs de route met elkaar(2).
The effects of encoding context
Een aantal manieren waarop context bij leren en test de resultaten beïnvloed worden
behandeld.
Smith, Glenberg en Bjork(1978), Gebruikten 2 verschillende klaslokalen voor het leren van
een rijtje woorden en de ‘docent’ had ook vrijetijd of juist formele kleding aan. Bij de test
werd hetzelfde gedaan en het bleek dat als de setting bij test en leren hetzelfde was de
resultaten hoger waren
Godden en Baddeley(1975) deden hetzelfde met duikers op het droge en onderwater en
ondervonden hetzelfde als hiervoor genoemd.
Sommige onderzoekers vonden deze relatie niet, en dat volgens Eich(1985) hangt het af van
de mate waarin de proefpersonen de context aan het materiaal kunnen verbinden. In zijn
experiment maakte context veel meer uit als hij de proefpersonen opdracht gaf te letten op
context.
Bower, Monteiro en Gilligan(1978) deden een test met emotionele staat(BV positief gestemd
tijdens test en leren). Ook daarbij bleek dat als die ‘matchen’ de resultaten beter waren(ok
jongens, allemaal gaan janken nu, dan zorg ik wel dat jullie tijdens het tentamen weer janken.
Succes gegarandeerd :p)
Ook hierbij geldt weer dat de emotionele context wel op een of andere manier met de stof
verbonden moet worden in het geheugen, anders werkt het niet
Mood congruence. Dit werd getest door Teasdale and Russel(1983) waarbij een lijstje van
pos., neg en neutrale woorden werd geleerd en vervolgens een bepaalde emotionele staat bij
de test werd opgeroepen. Woorden die matchen met de staat werden beter herinnerd(priming).
State dependent learning. Hierbij probeert men tijdens het afnemen van een test in dezelfde
mood terug te keren, voorbeelden zijn marihuana, alcohol, sigaretten. Uit tests blijkt het vaak
geclaimde effect van marihuana nogal tegen te vallen, slechter dan BV normale sigaretten.
Effects of other materials in the context
Thompson(1972) toont in een exp aan dat bij het leren van het 2e woord in woordparen dit 2e
woord beter herkend wordt als bij de tests weer de woordparen ipv alleen het 2e woord wordt
gebruikt.
Tulving en Thompson(1973), Tulving(1975); Een driefase experiment, waarbij eerst
woordparen als hiervoor genoemd geleerd werden. In de 2e fase proberen ze associaties te
laten maken naar het geleerde woord door hele andere woorden en in de 3e fase doen ze de
test. Het blijkt dat wat in de 2e fase getest wordt niet goed werkt. Dit wijten ze aan context:
die is heel anders in de 2e fase, waar men zelf in het wilde weg associaties moet zien te maken
naar het geleerde woord > ver van context waarin het geleerd is. In de 3e fase werden de
woordparen wel weer in de originele setting getest en resultaten veel beter.
Implicit versus explicit memory
Impliciet geheugen; BV een toetsenbord: iemand die kan typen kan niet zomaar alle toetsen
en locatie opnoemen(expliciete kennis), maar met keyboard blijkt deze het perfect te weten.
Dit grote contrast heet dissociations.
Graf, Squire en Mandler(1984); Ze lieten een groep mensen met geheugenverlies en normale
mensen een lijst woorden leren. Uiteraard konden de mensen met geheugenverlies minder
goed de woorden herinneren, maar als de eerste paar letters werden gegeven deden beiden het
evengoed. Het wordt dus wel ergens opgeslagen.
Implicit versus explicit memory in normal subjects
Jacoby (1983); Liet proefpersonen woorden leren op 3 manieren: zonder context(alleen het
woord), in context(door de tegenpool erbij te noemen) en door genereren, na het noemen van
de tegenpool moesten de proefpersonen met het te leren woord opkomen. Daarna werd bij een
gedeelte gecheckt op impliciete kennis en bij een gedeelte op expliciete kennis. De impliciete
kennis bleek vooral beter te werken bij de eerste manier en nam af naar de derde, de expliciete
kennis nam juist toe richting de 3e manier. Jacoby refereert dit effect aan priming; ze moeten
bij de 1e manier meer op hun perceptuele encoding steunen.
Jacoby & Witherspoon(1982); Ontdekten dat het kort tonen van een woord dat bestudeerd
werd heel goed de proefpersonen het woord konden oproepen, maar als ze expliciet moesten
aangeven uit een lijst welke woorden ze herkennen hier meer moeite mee was(?).
Procedural memory
Berry en Broadbent(1984); experiment met een virtuele fabriek waarmee ze moesten
aangeven hoeveel mankracht nodig was per output. Er was een formule voor, maar ondanks
dat de proefpersonen er vrij goed mee werkten na een lange tijd konden ze de regel niet
expliciet aangeven.
Declarative knowledge; kennis die we kunnen uitspreken, van bewust
Procedural knowledge; hoe dingen te doen, vaak impliciet.
Hoofdstuk 8: Problem Solving
Procedural knowlegde and problem solving
Procedural knowledge valt te omschrijven als (meestal impliciete) kennis die we bezitten om
bepaalde cognitieve taken uit te kunnen voeren. Deze kennis ligt ten grondslag van
probleemoplossing.
Een voorbeeld is het experiment van Kohler met de chimpansee Sultan, die door het
samenvoegen van twee losse stokken uiteindelijk bij zijn geliefde banaan buiten de kooi kon
komen. Het gedrag van Sultan kon gezien worden als een instantie van probleemoplossing
met drie kenmerken:
1. Goal directedness: het gedrag (bv. samenvoegen van stokken) is gericht op het
bereiken van het doel, nl. de banaan buiten de kooi bereiken.
2. Subgoal decomposition: het “gehele” probleem wordt opgedeeld in subdoelen die
eerst bereikt moeten worden.
3. Operator application: het toepassen van bekende operatoren om het probleem op te
lossen. Een operator is een actie (operatie) die ondernomen wordt om van de ene
probleemstaat in de andere te komen. Een opeenvolging van deze operatoren leidt tot
het oplossen van het probleem.
Als Sultan dit probleem vaak had moeten oplossen, zouden het uitvoeren van alle stappen een
automatisme voor hem zijn geworden, zodat het een aangeleerde procedure wordt. Dit
bevestigt het vermoeden dat het oplossen van problemen zijn wortels in procedural
knowledge heeft.
The problem space and search
Voor het oplossen van een probleem wordt vaak de problem space metafafoor gebruikt, een
virtuele ruimte met de verschillende staten waarin het probleem kan verkeren. Onder een
staat verstaan we een representatie in hoeverre het probleem al is opgelost. Zo heb je de
initiële staat (probleem 0% opgelost) en de ‘goal state’ (probleem 100% opgelost).
Zoals we eerder zagen zorgen operatoren ervoor dat we van de ene staat in de andere
belanden. Het probleem is dat je de juiste opeenvolging van operatoren binnen de problem
space moet zoeken (search) om het probleem op te lossen.
Bij het oplossen van problemen wordt vaak gebruik gemaakt van hierarchische bomen waarin
elke tak een mogelijke volgende state van het probleem is (gezien vanuit de vorige state).
Door het generen van een complete boom kunnen kortste opeenvolging van operatoren vinden
om het probleem op te lossen.
Dit laat twee belangrijke vragen over die verderop in dit hoofdstuk beantwoord worden:
1. Wat bepaalt welke operatoren een probleemoplosser tot zijn beschikking heeft?
2. Hoe maakt de probleemoplosser een keuze als er meerdere operatoren zijn?
Problem solving operators
Acquisition of operators
Hoe komt men aan nieuwe operatoren om problemen op te lossen? Er zijn drie
mogelijkheden: door ontdekking, door instructie en door observatie (afkijken). Dit hoofdstuk
gaat in op de laatste twee.
Het lijkt logisch dat de meest efficiente manier van nieuwe operaoren leren is dat iemand
anders je vertelt hoe je het moet doen. Echter, soms is afkijken een efficientere wijze. In het
experiment van Reed en Bolstad lieten ze 3 groepen proefpersonen een probleem oplossen.
Groep 1 kreeg een abstracte formule (instrcutie), groep 2 een toepassing van de formule
(afkijken) en groep 3 beide. Uiteindelijk scoorde groep 3 het hoogst, vervolgens groep 2 en
toen 1. Het schijnt dat het probleem met het geven van instructies soms moeilijk te begrijpen
is zonder concreet voorbeeld. Aan de andere kant lenen concrete voorbeelden zich slecht voor
het doortrekken van de oplossing naar andere problemen. Daarom scoorde groep 3, die beiden
manier van operator-acquisitie tot hun beschikken had (instructie en afkijken) het hoogst.
Analogy and imitation
Analogy is het proces waarin de probleemoplosser de oplossing van een bepaald probleem op
een ander probleem projecteert (mapping). Tijdens het analogiseren moeten de relevante
elementen van de bron naar het doel worden geprojecteerd.
Een voorbeeld hiervan is een experiment van Gick en Holyaok. Ze gaven proefpersonen een
korte tekst dat een complex probleem bevatte. Vervolgens gaven ze proefpersonen een stuk
teskt dat als analogie diende voor de oplossing van het probleem in de vorige teskt. De
proefpersonen die het probleem eerst niet konden oplossen, konden het probleem vervolgens
wel oplossen toen ze verteld werd dat de tweede tekst een model vormde voor de oplossing
van het probleem in de eerst tekst. (pag. 248/249 voor meer duidelijkheid).
Echter, het toepassen van analogie als operator werkt niet altijd. Men moet vooral goed
opletten welke elementen analoog aan elkaar zijn uit de bron en het doel. Meestal herkennen
mensen niet eens dat er een bepaalde analogie bestaat, tenzij ze het verteld worden. Als
mensen al zelf een bepaalde analogie ontdekking, dan zien ze slechts zeer oppervlakkige
overeenkomsten en kunnen ze slecht met de analogie uit de voeten als het probleem op een
bepaald punt verandert.
Production rules
Men heeft op verschillende manieren geprobeerd om een probleemoplossings-proces formeel
vast te leggen. Een van deze theoretische constructies zijn de zgn. production systems, die
uit productions bestaan, regels voor het oplossen van problemen. Schematisch ziet een
production system er als volgt uit (lijkt veel op programmeren):
IF DOEL = [een omschrijving van het doel, bv appel schillen]
AND [voorwaarde 1: appelschilmesje in rechterhand]
AND [voorwaarde 2: appel in linkerhand]
AND [voorwaarde n: bla bla bla]
THEN [actie uitvoeren, dus appel schillen in dit voorbeeld]
Deze productieregels hebben 4 algemene eigenschappen:
1. Voorwaardelijkheid,
2. Modulariteit (opdelen van het probleem per operator/actie)
3. “Goal factoring” (elke regel is relevant voor het bereiken van doel)
4. Abstractheid (elke regel slaat op een klasse (verzameling) van situaties)
Zulke productie-regels worden ook wel “crystalized problem-solving operators” genoemd
omdat zij de aard (nature) van de vaardigheid waarmee het probleem wordt opgelost kunnen
reflecteren. Dus als je vaak een appel hebt geschild, dan reflecteert de manier waarop je de
appel schilt (en dus de bovenstaande productieregels uitvoert) je vaardigheid in het schillen.
Operator selection
[dit gedeelte behandelt vraag 2 uit het begin van het hoofdstuk]
Er zijn 3 criteria op basis waarvan men een kiest voor een bepaalde operator. Deze zijn:
1. Backup avoidance: niet de operator kiezen die je terugbrengt in de vorige staat,
2. Diffirence reduction: men probeert de operator te selecteren die het grootste
“verschil” tussen de huidige staat en de eindstaat wegneemt.
3. Means-ends analysis: er wordt een nieuwe doel (end) gedefinieerd om een bepaalde
operator (means) te kunnen toepassen (bv. Sultan die een stok in elkaar zet (means) op
bij de banaan te kunnen komen (end)).
The difference reduction model
Een veel gebruikte methode om problemen in een onbekend domein op te lossen is om het
verschil tussen de huidige staat en de eind staat zo klein mogelijk te maken. Dit wordt ook
wel hill climbing genoemd, waarbij in de metafoor de top van de heuvel de oplossing is en
elke stap die je onderneemt brengt je dichter bij de top. Het probleem met deze methode is
echter dat dat het niet duidelijk is of ook het “grotere” doel wordt bereikt. In de termen van de
metafoor: is best mogelijk dat je op een lagere top uitkomt (suboptimaal) van een heuvel,
terwijl je juist op de hoogste heuveltop moet uikomen.
Een van de manieren waarop je nauwkeuriger de gelijkheid tussen de huidige staat en de
eindstaat kan meten is door sequentie. (zie voor een voorbeeld pag. 254 par 2).
Een ander probleem van het diffirence reduction model is dat deze techniek de
probleemoplosser soms juist verder weg van de oplossing brengt. Twee specifieke
voorbeelden hiervan zijn in het boek te vinden op pagia 255 (Orcs, Hobbits en een bootje) en
256 (drie kannen met water). In deze puzzels moet men regelmatig een stap “terug” doen om
dichter bij de oplossing te kunnen komen, hetgeen totaal tegen het diffirence reduction model
ingaat.
Means-end analysis
Newell en Simon hebben een computersimulatie gemaakt (de GPS, General Problem
Solver) die via means-end analysis een oplossing voor een bepaald probleem probeert te
vinden.
De overeenkomst met het difference reduction model is dat beide modellen naar het grootste
verschil zoeken om als eerste te elimineren. Het grote verschil tussen de twee modellen is dat
de GPS een bepaalde “geblokeerde” operator niet meteen zal laten vallen. In plaats daarvan
zal het model een manier zoeken om de operator beschikbaar te maken voor gebruik, m.a.w.,
er wordt tijdelijk een sub-doel (operator subgoal) gedefinieerd om de operator beschikbaar te
maken (means wordt end). Zie op pag. 259 twee kleine flowcharts die duidelijk weergeven
hoe de GPS werkt.
The Tower of Hanoi problem
Een goed voorbeeld van hoe means-end analysis wordt toegepast is op het Tower of Hanoi
probleem. (zie afb. 8.8 pag. 260). Door het formuleren van sub-doelen en zelfs sub-subdoelen,
(die als ondersteuning dienen voor hogere doelen) is het mogelijk dit probleem op te lossen.
Dit probleem kan niet opgelost door het difference reduction model, omdat men daar niet en
globaal overzicht heeft.
Goal structures and prefrontal cortex
De prefrontale cortex speelt een belangrijke rol bij het formuleren van doelen en subdoelen
(goal structures). Goel en Grafman lieten mensen met beschadigingen aan hun prefrontale
cortex de Tower of Hanoi oplossen. Hoewel zij een normaal IQ hebben, doen zij veel langer
over oplossen van het probleem. De prefrontale cortex wordt ook geassocieerd met het
werkgeheugen.
Problem representation
The importance of the correct representation
Tot zover hebben problemen gezien als oplosbaar zolang we de juiste operatoren selecteren en
toepassen. Echter, de representatie van het probleem speelt ook een belangrijke rol. Door het
probleem voor hande duidelijk te representeren wordt het beter mogelijk om de juiste
operatoren de selecteren en toe te passen. (probeer het schaakbordraadsel op 264 of het 27appel/worm-raadsel op 265 maar eens).
Vaak hebben mensen wel de (juiste) kennis om een probleem te kunnen oplossen, maar zijn
ze niet in staat om een adequate representatie van het probleem te maken. Dit, zo zegt
Anderson, frustreert vooral docenten. In een experiment van Bassok liet hij natuurkunde
studenten de versnelling van een trein berekenen, gegeven de variabelen. Echter, deze
studenten paste de formule niet toe op een zelfde soort probleem in een ander domein (groei
van salaris over een aantal jaar).
Functional fixedness
Soms moet je, als je een probleem wilt oplossen, wat ruimer denken over de objecten in je
omgeving. Een leuk voorbeeld hiervan is volgende (Maier): er hangen twee koorden aan het
plafond. Het doel is om beide koorden inje handen te krijgen. Probleem: als je een koord vast
hebt, kan je niet bij het andere koord. Objecten in je omgeving: een metalen tang en een stoel.
Oplossing: bindt de tang aan een koord en zwiep het koord heen en weer. Pak het andere
koord vast en vang vervolgens het zwiepend koord.
Dit voorbeeld demontreert functional fixedness: mensen kijken vaak niet verder dan de
functie van het object. In geval zagen zeer weinig mensen de tang als een pendule.
Set effects
Het set effect treedt op als probleemoplossers voorkeuren (“bias”) gaan krijgen voor bepaalde
operatoren, omdat ze ze al zo vaak hebben toegepast. Een experiment van Luchins toonde dit
aan. Proefpersonen kregen 3 kannen met water met verschillende inhoud. Het doel was om 1
kan te vullen met een bepaalde hoeveelheid water. (alle kannen moeten maximaal gevuld
worden als ze onder de kraan staan. Overgieten van kan naar kan is mogelijk). Als de
proefpersoon vaak een bepaalde techniek heeft toegepast om het probleem op te lossen (bijv.
water overgieten in de doel-kan), dan zal hij “blind” worden voor andere opties, zoals water
overgieten uit de doelkan. Echter, dit probleem is gemakkelijk te voorkomen door de
proefpersoon een hint te geven, “Don’t be blind” bijvoorbeeld.
In het experiment van Safren moest men anagrammen (gehusselde letters die een woord
vormen) oplossen. Sommige anagramlijsten waren geordend (bijv.: woorden hadden met
koffie te maken), andere niet. De woorden uit de geordende lijsten werden sneller geraden.
Dit komt door het priming-effect dat eerder besproken is (koffie-proposities worden
geactiveerd).
Het set effect is dus een kennis structuur die geactiveerd ten koste van andere
kennisstructuren. Deze kennisstructuur kan zowel procedural zijn (waterkannen) als
declaractief (feitenkennis over woorden).
Sensitivity to success of problem-solving operators
Set effects laten zien dat mensen vaak een oplossing proberen die in het verleden ook
succesvol is geweest. Lovett heeft een vergelijkbaar experiment gedaan met “building sticks”:
proefpersonen moesten door het samenvoegen of afzagen van stukjes een ”doel-stok”
namaken (afzagen mag alleen in lengtes van stokken die ook aanwezig zijn). Zij probeerde
haar experiment te koppelen aan de notie van hill-climbing. Zij toonde aan dat proefpersonen
inderdaad beginnen met een stok te kiezen die het dichts bij de lengte van doel-stok is. Echter,
na een groot aantal herhalingen (90) kiezen de proefpersonen sneller een stok die hun eerder
bij de oplossing zal brengen.
Lovett ontdekte ook dat mensen heel erg beivloed worden door voorafgaande ervaringen. Als
een bepaalde operator een keer goed heeft gewerkt, maar een andere operator heen twee keer
goed gewerkt, hebben mensen gauw een nieuwe “favoriet”. Dit fenomeen komt in veel in het
dagelijks leven bij het oplossen van problemen. De waterkan experimenten van Luchins zijn
een uitzondering hierop.
Incubation effects
Je kent het wel: je bent een hele tijd bezig een probleem op te lossen en het lukt maar niet. Je
neemt een pauze van uur, je komt terug, en ineens los je het probleem gemakkelijk op. Dit
heet het incubation effect (incubation = soort pauze).
Het effect kan beste verklaard worden als we nog eens kijken naar set effects. Als iemand de
juiste kennis structuur activeert, zal het probleem snel opgelost worden. Wordt echter de
verkeerde kennis structuur geactiveerd, dan zal het probleem niet (of minder snel) worden
opgelost. Stel dat je een verkeerde kennis strategie hebt geactiveerd voor een bepaald
probleem. De theorie luidt dat als je een lang genoege pauze neemt, de kennis structuur na
verloop van tijd niet meer actief is, dus kan je een andere (juiste) kennis structuur activeren.
Verschillende experimenten zijn uitgevoerd om aan te tonen dat effect daadwerkelijk bestaat.
In het experiment van Blake en Blakenship lieten zij twee groepen proefpersonen puzzels
oplossen. Een groep kreeg geen aanwijzingen, de andere groep kreeg verkeerde aanwijzingen
(de fixation-groep). Beide groepen kregen een pauze. Uiteindelijk bleek dat de fixation-groep
het meeste baat had van de pauze. Sterker nog: zij waren de verkeerde hint aan het begin
totaal vergeten toen er naar gevraagd werd.
Insight
Het is een fabeltje dat er magische momenten bestaan waarop ineens alles duidelijk wordt
(inzicht) en men “aha!” uitroept. Als je “aha” uitroept, dan is dat omdat je, zoals we eerder
zagen, een verkeerde kennis structuur inruilt voor de goede.
Metcalfe en Wiebe lieten proefperonen bepaalde non-insight-problemen (tower of hanoi) en
insight-problemen oplossen. Om de zoveel tijd vroegen hoe dicht ze dachten bij de oplossing
te zijn. Bij de non-insight-problemen schenen de proefpersonen vrij nauwkeurig te weten hoe
ver ze waren, maar bij de insight problemen wisten ze dat niet, hoewel ze misschien heel dicht
bij de oplossing waren.
Bij insight problemen schijnt dat men niet weet wat nu precies het sleutel-element is bij het
oplossen van het probleem. Meestal hebben insight-problemen net 1 stap nodig om het
probleem op te lossen. Het punt is dat je niet weet waar die stap precies zit.
Hoofdstuk 9 Development of Expertise
Het is pas door extensieve oefening dat men in een bepaald vlak (domein) een expert kunnen
worden. Ook moeten we verschil maken tussen de domeinen. Er zijn domeinen waarin we
allemaal expert kunnen worden (leren van taal of autorijden). Maar er zijn ook gebieden
waarin slechts enkele kunnen uitblinken (schaak, sport).
Er zijn 2 beweringen die opgaan bij expertise1:
o Expertise wordt nooit behaald zonder veel en hard werken
o Na verkrijgen van expertise kunnen mensen moeilijkere problemen oplossen
General Characteristics of Skill Acquisition
Three Stages of Skill Acquisition
Het is gebruikelijk om de ontwikkeling van een vaardigheid op te delen in 3 stadia2.
o In het cognitieve stadium worden de specifieke feiten opgehaald en
geïnterpreteerd om bepaalde problemen op te lossen. De kennis is nog niet in
procedurele vorm aanwezig.
o Er is sprake van het associatieve stadium wanneer men succesvol een vaardigheid
uitvoert door middel van een procedure. En hoewel declarative kennis nog steeds
een rol speelt is het hebben van een vast patroon van aanpak toch het belangrijkste.
Deze patronen kan men beschrijven met behulp van productie regels.
bron: pagina 281
o Het laatste stadium heet het autonome stadium3. Denk bijvoorbeeld aan simpele
perceptie taken die erg weinig aandacht/energie nodig hebben.
Power-Law Learning
In hoofdstuk 6 hebben we een manier gezien hoe simpele associaties kan verbeteren. Het
figuur dat hieruit volgde kon men via “power law” (logaritmische schaal) weergeven in een
nieuwe figuur.
Afgezien van fysieke limieten, kan men grenzeloos een vaardigheid versnellen. De tijd die het
cognitieve component nodigheeft dat bij deze vaardigheid zal naar 0 gaan, tenminste als men
genoeg oefent.
1 Volgens William G. Chase en later ook John R. Haynes, maar ook vele andere
2 Anderson, 1983; Fitts & Posner, 1967
3 in hoofdstuk 3 is dit al een beetje behandeld
If goal is go in reverse,
Then set as subgoals
1. To disengage the clutch
2. Then to move the gear
3. Then to engage the clutch
4. Then to push down the gas
Uit bijvoorbeeld figuur 9.24 blijkt dat het voordeel van oefening na een bepaald moment erg
snel afneemt, maar dat het nog steeds wel, een beetje, helpt.
Vervolgens wordt over een experiment verhaalt5 waarin mensen tekst, 200 pagina’s,
ondersteboven moesten lezen. Een jaar later waren deze mensen nog steeds erg vaardig in
deze kunst.
The nature of Expertise
In het volgde deel worden er experimenten behandeld waarin er wordt gekeken naar
proefpersonen met een verschillend niveau van ontwikkeling van hun expertise. Dankzij deze
onderzoeken is men begonnen met het achterhalen van de manier waarop expertise problemen
oplossen effectiever maakt.
Proceduralization
Hierin wordt verteld hoe een beginnende natuurkunde student een probleem oplost. Dit
probleem omvat het kiezen tussen twee methodes om een zijde van een driehoek te berekenen
en het uitrekenen van deze zijde. Dit experiment wordt meerdere keren uitgevoerd en
naderhand worden de eerste en laatste keer met elkaar vergeleken
Uit deze vergelijking komen drie aspecten naar voren:
o De snelheid waarmee de som wordt opgelost is enorm toegenomen
o De methode (formule) wordt in de tweede (laatste) situatie niet meer herhaald. De
declarative representatie van de methode hoeft niet meer in het werkgeheugen te
worden ‘geladen’.
o In de eerste situatie (begin) moet de student telkens elk deel van de formule passen
op de gegeven probleem. Elk deel van de formule moest gelden voordat de student
de formule hanteerde. Later ‘voelde’ de student de som aan, en paste het (alsof het
een patroon was) over/op de opgave.
Deze gang van ontwikkeling noemen we proceduralisatie.
Tactical Learning
Wanneer men een volgorde van acties heeft geleerd om (delen van) een probleem op te
lossen, spreekt men over tactical learning. Deze tactiek verwijst naar de methode om een
bepaalde doel te bereiken.
Er bestaat bewijs6 waaruit blijkt dat bij mensen die bekwamer worden in bepaalde oefeningen
niet meer dingen ‘berekenen’ maar herinneren. Men merkt dan op dat de hersenactiviteit van
de prefrontale cortex naar de achterste delen van de cortex verplaatst.
Strategic Learning
Het leren hoe men een organiseert om een probleem aan te gaan pakken noemt men stragic
learing.
Bij natuurkundige vraagstukken:
Een beginnende aanpak bestaat uit backward chaining. Gaat opzoek naar hetgeen wat
onbekend is en probeert terug te werken naar het moment dat alle variabelen bekend zijn.
4 op bladzijde 284
5 van Kolers (1979)
6 Jenkins, Brooks, Nixon, Frackowiak, and Passingham (1994) op bladzijde 291
Een ervaren aanpak is precies omgedraaid, waarbij de persoon meteen begint te rekenen wat
al bekend is en probeert met die oplossing uiteindelijk de vraag te beantwoorden.
Doordat men bij ‘backward’-denken goals en subgoals heeft, en deze in de gaten moeten
houden, heft dit een tol op ons werkgeheugen. Dit probleem komt dus niet voor bij ‘forward’denken maar men moet wel weten welk van al de mogelijke volgende stappen een stap dichter
is naar de eindoplossing. Het herkenen of maken van deze keus is hetgeen dat een expert heeft
verkregen door ervaring.
Bij programmeer vraagstukken: (zie boek voor schema)
In plaats van backward reasoning is er hier sprake van top-down werkwijze bij de beginnende
programmeur. Maar doordat men niet foreward kan denken, er is dan namelijk niets dat hun
kan leiden is dit niet het verschil in ontwikkeling van expertise.
De expert benadering heet breedte-eerst (breadth-first), doordat ze telkens een laag per keer
oplossen. Beginnende programmeurs hanteren een diepte-eerst (depth-first) techniek. Ze
willen namelijk eerst elk deelprobleem volledig oplossen voordat ze verder gaan.
Algemeen:
Verschillende probleem domeinen hebben andere structuren en die zorgen voor een andere
optimale strategie. En we zien dat bij ontwikkeling van expertise men de strategieën ontdenkt
die optimaal zijn voor dat specifieke domein.
Problem Perception7
Experts kunnen dieper op vraagstukken inkijken en zien dan bepaalde dieper principes, die
erg belangrijk zijn bij het vinden van een geschikt manier van oplossen.
Pattern Learning and Memory
Bij onderzoek naar verschillen tussen beginnende en gevorderde schakers kwam men tot de
conclusie dat afgezien van de keus in betere zetten, dat ze gelijk zijn.
Uit een ander onderzoek blijkt dat de experts de stukken op een bord herkennen als een
patroon in plaats van losse stukken. Bij het reconstrueren van een opstelling die chaotisch was
neergezet hadden de experts eventueel moeite (en eigelijk zelfs meer) dan de beginnende. Het
spreekt voor zich dat als er wel een patroon in zit, dus als de situatie echt in een spel zou
kunnen bestaan, ze aanzienlijk beter presteren.
Doordat expertschakers al deze informatie in hun geheugen hebben opgeslagen hebben ze
twee voordelen:
o Doordat ze de correcte oplossingen hebben opgeslagen maken ze eigenlijk haast
geen fouten.
o Doordat ze correcte analyses voor situaties hebben opgeslagen, kunnen ze zich
meer richten op geraffineerde aspecten van schaak.
Long-Term memory and Expertise
Men zou denken dat HET verdeel dat experts hebben, zich slechts richt op het werkgeheugen.
Maar uit onderzoek is gebleken dat dit voordeel zich ook richt op het langtermijn geheugen8.
7 Op pagina 297 wordt over een experiment verteld waarin proefpersonen natuurkundige vragen moeten sorteren.
Beginnende personen kijken naar uiterlijkheden (blokjes die op een schans staan) De expert al kijken naar de
manier van oplossen. (alle vragen die tweede wet van newton nodig hebben)
8 Charness (1976) bewees dit doordat een expert opstelling na 30 seconden nog herinnerde, terwijl de rookieschakers
konden dit niet. Chase en Simon bewezen dat ze ook meer en groter patronen konden onthouden.
Het beste bewijs hiervan is in experiment9 waarin een langeafstandsrenner 81 willekeurige
getallen als ren-tijden opsloeg in chunks. (ter vergelijking normaal kan men maar 7 of 8
getallen kan onthouden).
The Role of Deliberate Practice
Ericsoon et el. beweren dat expertise toe te schijven is aan de hoeveelheid oefening en niet
aan talent. Het blijkt dat het geloof van de ouder in het kind van groot belang is, zij
dwingen/motieveren immers kun kind tot oefening.
Wel is het zeker dar talent meespeelt, maar expertise is voor 90% transpiratie en maar 10%
inspiratie.
Cruciaal10 is deliberate practice. Hierbij worden de ‘leerlingen’ gemotiveerd tot leren en niet
alleen tot presenteren.
Passief leren levert relatief weinig geheugen voordelen11.
Transfer of Skill
De ‘formal’ discipline beschouwd de ‘faculty’ kijk op de hersenen12. Dit is een soort gelijke
manier als dat Aristotles had. Hierin kijkt men naar de hersenen alsof het een verzameling is
van verschillende faciliteiten (observatie, aandacht, redenering) die net als spieren geoefend
kunnen worden.
Het is vaak onmogelijk om ervaring binnen gelijksoortige velden uit te wisselen, maar echt
onmogelijk tussen 2 verschillende velden.
Theory of Identical Elements
Een andere kijk op de hersenenheet theory of identical elemnts. Hierbij denkt men niet aan
afzonderlijke onderdelen maar meer aan gewoontes en associaties, die een persoon
verschillende en erg specifieke responsen geeft (over een specifieke stimuli). Ook zou het zo
zijn dat het trainen van een soort activiteit, alleen over gaat in andere activiteiten als ze
gemeenschappelijke situatierespons bezitten. Echter deze training is veel specifieker van
invloed op één deel van de hersenen dan oorspronkelijk werd gedacht13.
Later blijkt echter dat het niet zo specifiek is en dat er in sommige gevallen best een
aanzienlijke overgang is tussen twee activiteiten die hetzelfde logische structuur hebben,
ondanks dat ze andere elementen hebben14.
Het grote voordeel van specifieke transfer tussen vaardigheden, is dat er zelden negatieve
transfer is. Het enige gedocumenteerde negatieve feedback is dat van het Einstellung effect15.
Als een student bijvoorbeeld een versimpelde formule heeft om een berekening uit te voeren,
en deze methode ook toepast op het moment dat hij toch de moeilijkere/complete formule
kent en kan toepassen. Hier is echter niet echt sprake van mislukte transfer, maar eerder
transfer van niet nuttige informatie.
Education Implications
Hoe passen we deze kennis toe in bijvoorbeeld onderwijs?
9 Van Chase and Ericsson in 1982
10 Volgens Ericsson
11 Zie hoofdstuk 6 en 7
12 Boring 1950
13 aldus Thorndike
14 Singley & Anderson in 1989
15 Zie vorig hoofdstuk
Eén aanpak is de componential analyse, waarin de bedoeling als dat men, voor het leren, de
te leren elementen analyseert. Hogere resultaten worden dan behaald16.
Een andere aanpak is de mastery learning. Hier kijkt men naar de student en hoe hij/zij de
componenten op alle cognitieve vlakken ‘ervaart’. Het is natuurlijk de bedoeling dat de
student al de componenten beheerst.
Uit beide technieken blijkt dat het opdelen van het probleem in componenten en deze
componenten te leren, de manier is waarop tegenwoordig de nieuwste leer methodes zijn
gebaseerd.
16 Anderson, 1992
Hoofdstuk 11: Language Structure
Het verschil tussen de menselijke taal en het natuurlijke communicatie systeem van andere
soorten is enorm. Taal is verantwoordelijk voor de huidige geavanceerde status van de
menselijke beschaving. Taal is een medium voor het uitwisselen van informatie, maar door
taal kan je er ook achter komen wat een andere persoon weet. Dus zonder taal zullen er meer
misverstanden zijn dan er nu zijn.
In geschreven vorm is taal van belang dat mensen kunnen communiceren over een grote
afstand en verschil van tijd. Dit hoofdstuk geeft een algemeen beeld van de structuur van taal
en de consequenties voor de cognitie.
The Field of Linguistics
Productivity and Regularity
Het academische veld van taalwetenschap (Linguistics) probeert de aard van de taal te
karakteriseren. Het werk van taalwetenschappers heeft de psychologie van de taal extreem
beïnvloedt. Zoals je zag in hoofdstuk 1, was de invloed van linguistics belangrijk voor de val
van het behaviorism en de opkomst van de moderne cognitieve psychologie. The linguist
focust zich op twee aspecten van de taal: Productivity en Regularity. De term productivity
verwijst naar het feit dat een oneindig aantal uitingen mogelijk zijn in de taal. Regularity
verwijst naar het feit dat deze uitingen systematisch zijn op verschillende manieren.
Een doel van de linguistics is het achterhalen van een aantal regels die gelden voor zowel
productivity en regularity van de taal. Zo’n aantal regels heet grammar. Grammar
(Grammatica) moet alle onacceptabele zinnen in de taal kunnen verwerpen.
Grammatica bestaat uit 3 type regels: Syntax, Semantic en Phonological.
Syntax: hierbij gaat het om de volgorde van de woorden en de verbuigingen.
Voorbeelden:
• De meisjes slaan de jongens.
• Hebben de meisjes de jongens geslagen?
• Het meisje slaat een jongens.
• De jongens zijn geslagen het meisje.
Semantics: hierbij gaat het om de betekenis van de zinnen
Voorbeeld:
• Eerlijkheid beangstigt de stoel
Phonology: hierbij gaat het om de klank (intonatie) structuur van de zinnen
Linguistics Intuitions
Een belangrijk doel van de linguistics is de linguistics intuitions van de sprekers van de taal te
verklaren. Linguistics intuitions zijn oordelen over de uitingen van de taal (uitspraken) en de
relatie tussen de uitingen. Lexicale dubbelzinnigheid ontstaat wanneer een woord twee of
meer betekenissen heeft; Structurele dubbelzinnigheid ontstaat wanneer een hele zin twee of
meer betekenissen heeft.
Competence versus performance
Beschouwingen over de onbetrouwbaarheid van het menselijke linguïstische gedrag en
oordeel, bracht de linguist Noam Chomsky (1965) tot het maken van een onderscheiding van
linguistics competence ( een persoon zijn abstracte kennis van de taal) en linguistics
performance ( de eigenlijke toepassing van die kennis in het spreken of horen)
Syntactic Formalisms
Een belangrijk aandeel van liguistics in de psychologische studie van de taal is het bepalen
van een aantal concepten voor het beschrijven van de structuur van de taal. De meest frequent
gebruikte ideeën van linguistics bestaat uit de beschrijving van de syntactische structuur van
de taal.
Phrase Structure
Een centraal linguïstisch concept is de phrase structure (zin structuur). Dit is niet alleen
significant in de linguistics, maar het is ook erg belangrijk voor het begrijpen van de
voortgang van de taal. De phrase structure van een zin is de hiërarchische opdeling van de zin
in stukjes.
Voorbeeld:
• De brave hond redde het kleine kindje
Zin
Naamwoordelijk deel Werkwoordelijk deel
Lidwoord Bijv Nw Zelfst Nw WW
Naamwoordelijk deel
Lidwoord Bijv Nw Zelfs Nw
De brave hond redde het kleine meisje
The relationship between Language and Thought
The behaviorist Proposal
De vraag die nu opkomt is welk effect de structuur van de taal heft op de cognitie. Het beste
antwoord is gegeven door John B. Watson, de vader van het behaviorisme. Het was een van
de grondstellingen van zijn behaviorisme, dat er niet zoiets als mentale activiteit bestaat. Alles
wat mensen doen, was het geven van een respons dat bepaalt is door verschillende stimuli.
Watson legde voor dat denken een ondergesproken uitspraak was, dat wanneer mensen met
zulke mentale activiteiten bezig waren, ze eigenlijk tegen zichzelf aan het praten waren. Van
hieruit was Watson’s voorstel dat een belangrijk component van denken eigenlijk een simpele
subvocal uitspraak is.
Voor onze huidige voorstellingen is de relevante toegevoegde observatie dat denken niet
alleen impliciete uitspraken zijn , maar eigenlijk een interne non-motorische activiteit is.
The Whorfian Hypothesis of Linguistic Determinism
Linguistic determinism is de bewering dat taal bepaalbaar is of sterk beïnvloedbaar is in de
manier waarop een persoon denkt en de wereld begrijpt. Deze bewering zegt niet dat taal een
denken identiek zijn. Deze bewering komt van Wholf en hij was erg onder de indruk van het
feit dat verschillende talen nadruk legden op hun structuur i.p.v. het verschillende aspect van
de wereld. Als voorbeeld kan je zeggen dat Eskimo’s verschillende woorden voor sneeuw
hebben welke verwijst naar sneeuw in een verschillende staat, terwijl engelse sprekers maar
een woord voor sneeuw hebben. Hierdoor zegt Wholf dat deze verschillende termen een
spreker van de taal de wereld anders kan ontvangen, dan van een persoon die maar een woord
kent uit deze categorie. Om duidelijkheid van dit onderwerp te krijgen verwijs ik je naar blz.
370 waar een voorbeeld hiervan staat.
Does Language Depend on Thought
Een alternatieve mogelijkheid is, is dat structuur van de taal bepaalt wordt door de structuur
van het denken. Voordat kinderen de taal beheersen geven ze toch bewijs van relatieve
complexe cognitie. Als we het idee accepteren dat denken ontstaat voor praten, dan lijkt het
erop dat taal ontstaat als een bewerking wiens functie was om te communiceren met gedachte.
We zagen in hoofdstuk 5 dat prepositionele structuur een erg belangrijk type van
kennisstructuur in het representeren van informatie samenstelt van zowel taal als van plaatjes.
Deze prepositionele structuur is gereflecteerd in de zinsstructuur van de taal.
Modularity of Language
Er is een derde logische oplossing, welke is dat taal en gedachte afhankelijk zin van elkaar.
Een speciale versie van dit onafhankelijkheids principe is wat we noemen de modularity
position (Chomsky). Deze position houdt in dat taal een andere cognitieve functie heeft dat
los staat van de rest van cognitie.
De modularity hypothese blijkt de grootste uitkomst te zijn op het gebied van verschillende
onderzoekers die zich aansluiten in support of oppositie. Twee domeinen van onderzoek heeft
een belangrijke rol gespeeld in het evalueren van de modularity proposal. De eerste is taal
verwerving. Hier is het van belang of de taal verwerft is door uniek leren of door cognitieve
bekwaamheid. De andere is taal begrip. Hier gaat het erom of taal voortgang ontstaat zonder
benutting of algemeen cognitieve processen.
Language Acquisition
Bladzijde 374-384.
Rule based theory of acquisition en Associative based theory of Acquitistion: Dit staat ook
niet duidelijk aangegeven. Het zijn een aantal bladzijden bij elkaar die dit uitleggen namelijk
374-379. Dus wanneer je dit stuk aan het lezen bent krijg je hier een duidelijk beeld van.
Critical period: Hierbij gaat het om het leren van een wteede taal. In de leeftijd van 2 tot
ongeveer elf jaar is het het makkelijkst om een tweede taal te leren. Alhoewel oudere kinderen
en volwassen de taal sneller leren dan een kind blijkt het toch dat de uitspraak en grammatica
bij jongere kinderen beter is. Oudere hebben meet te maken met het accent van hun eerste
taal.
Language Universals: Dit limiteert de mogelijke karakters van natuurlijke taal en grammatica.
Chomsky beweerde dat kinderen een taal kunnen leren omdat zij de aangeboren kennis
beheersen van deze language universals
The Constraints on Transformations.
Hoofdstuk 12: Language Comprehension
Dit hoofdstuk zal in gaan op het gebruik van taal en in het bijzonder het begrip
(comprehension) van taal.
Zowel luisteren als lezen heeft hier mee te maken.
Begrip van taal wordt bereikt in drie fases:
Perceptual stage: het eerste proces om het gehoorde of gelezen bericht te ontleden.
Parsing stage: de woorden worden omgezet in mentale representatie.
Utilization stage: het gebruiken van de mentale representatie om de betekenis te ontdekken.
Deze fases volgen elkaar op, maar overlappen ook voor een deel.
Dit hoofdstuk gaat in op de laatste twee fases: parsing en utilization (de perceptuele fase is in
hoofdstuk 2 behandeld).
Parsing
Constituent Structure
Parsing betekent letterlijk delen.
Taal is gestructureerd door regels. Door onze kennis van die regels weten we het verschil
tussen: “de dokter schoot op een advocaat” en “De dokter werd geschoten door een
advocaat”.
Constituents zijn delen van de zin, die bij elkaar horen. Het identificeren van die bij elkaar
horende delen is belangrijk.
Bijvoorbeeld: “delen van een zin
horen bij elkaar” dit wordt beter begrepen dan:
“delen van een
zin horen bij
elkaar”.
De constituents zijn duidelijker in het eerste deel van het voorbeeld.
Immediacy of Interpretation
Immediacy of interpretation wil zeggen dat mensen zoveel mogelijk informatie halen uit elk
woord, ze wachten niet tot het einde van de zin voordat ze zich afvragen wat er bedoeld
wordt.
Just en Carpenter bestudeerden oogbewegingen tijdens het lezen. Bij een onbekend of
moeilijk woordt staat men langer stil. Op woorden als ‘de’ en ‘en’ wordt haast niet gelet.
Als mensen bij ieder woord al nadenken over de uiteindelijk betekenis van een hele zin, lijkt
het vreemd dat constituents belangrijk zijn, maar er zijn altijd dingen die pas op hun plek
vallen als de hele zin gehoord of gezien is. Just en Carpenter ontdekten dat mensen aan het
eind van de zin extra tijd besteden om de hele betekenis te verwerken.
The Use of Syntactic Cues
Twee bronnen van informatie helpen ons bij het parsen, om tot de betekenis van een zin te
komen.
Ten eerste de woordvolgorde.
‘The cat bit the dog’ en ‘the dog bit the cat’. Deze zinnen bestaan uit de zelfde woorden maar
hebben toch een verschillende betekenis.
Ten tweede het gebruik van functie woorden als ‘who’ en ‘a’, ze geven namelijk de
verschillende constituents aan.
Zin 1 en 2 betekenen hetzelfde maar zin 1 is duidelijker door het woord ‘whom’, zin 2 is dus
moeilijker te parsen, er moet langer bij nagedacht worden.
Zin 1: The boy whom the girl liked was sick.
Zin 2: The boy the girl liked was sick.
De eerste regel, die van de woordvolgorde is dominant. We weten dat als er een naam voor
een werkwoord staat, dit meestal het onderwerp zal zijn.
Semantic Consideration
Behalve de regels die hier boven staan beschreven, gebruikt men ook zijn kennis van
woorden.
Als Tarzan zegt: ‘Jane fruit eat’, dan klopt daar syntactisch niets van maar toch weten we wat
hij bedoelt. Mensen gebruiken semantische strategieën bij het begrijpen van taal.
Voorbeeld:
‘John was buried and died’ syntactisch: hij was begraven en stierf daarna
semantisch: hij stierf en werd daarna begraven.
In dit soort gevallen, wanneer de syntactische en semantische betekenis tegenstrijdig zijn, zal
de semantische betekenis de doorslag geven voor de betekenis, maar dit is niet altijd zo.
Integration of Syntax and Semantics
Tyler en Marsen-wilson (1977) hebben mensen gevraagd de volgende twee zinnen af te
maken:
Zin 1: If you walk too near the runway, landing planes are
Zin 2: If you’ve been trained as a pilot, landing planes are
‘Landing planes’ kan betekenen: ‘vliegtuigen die landen’ of ‘het laten landen van
vliegtuigen’. Hier is dus sprake van ambiguiteit.
Mensen maken zin 1 makkelijker af, want daarbij is het duidelijker dat het gaat om de
betekenis ‘vliegtuigen die landen’.
Mensen uit verschillende landen gaan op verschillende manieren om met zinnen als de
syntactische en semantische betekenis in conflict zijn met elkaar. Italianen gaan meestal voor
de semantische betekenis, dus volgen wat hen logisch lijkt. Amerikanen volgen meestal de
syntactische betekenis, dus volgen de zinsbouw.
Mensen combineren de semantische en syntactische betekenis en komen dan met een
interpretatie van de zin.
Neural Indicants of Syntactic and Semantic Processing
ERP studies (hoofdstuk 1) hebben bewijs gevonden dat er aparte verwerking is van semantiek
and syntax in wat wordt genoemd N400 en P600 golven.
De N400 golf treedt op als men een zin hoort die volgens de semantiek niet klopt.
Bijvoorbeeld: ‘Hij verdeelde het warme brood met sokken’.
Ongeveer 400 milliseconden nadat het niet kloppende woord (sokken) is gehoord, treedt er
een negatieve amplitude verschuiving op in de ERP golfbewegingen.
De P600 golf treedt op als de syntax niet klopt.
Bijvoorbeeld: ‘The broker persuaded sell the stock’. Het woord ‘to’ mist hier.
Ongeveer 600 milliseconden na het vernemen, is er een positieve amplitude verschuiving in
de ERP golfbewegingen.
Wat hier uitgelegd wordt is dat semantische problemen ergens anders in de hersenen worden
verwerkt dan syntactische problemen.
Ambiguity
Veel zinnen kunnen op meerdere manieren uitgelegd worden, door dubbelzinnige woorden of
dubbelzinnige syntactische structuren.
Er is een onderscheid tussen transient ambiguity en permanente ambiguity. Transient
ambiguity wil zeggen dat de betekenis van het dubbelzinnige woord later in de zin duidelijk
wordt, door de context. Permanente ambiguity wil zeggen dat de dubbelzinnigheid blijft.
Transient ambiguity heeft interactie met het eerder uitgelegde ‘principle of immediacy’.
Principle of immediacy wil zeggen dat men bij elk woord meteen een betekenis in zijn hoofd
heeft, bij transient ambiguity is die betekenis dus onzeker tot het einde van de zin.
Garden-path sentences zijn zinnen die we lezen en waarbij we meteen een betekenis in ons
hoofd hebben, om later te ontdekken dat deze helemaal fout was.
Mensen zouden het uitkunnen stellen om zich een beeld te vormen, maar dit gebeurt niet. Men
vormt zich meteen een beeld ookal kan dit soms fout zijn.
Men vormt zich een beeld wat ook het beste past bij de syntax, de zinsbouw, van de zin. Dit
wordt principle of minimal attachment genoemd
Soms merken we niks van ambiguiteit, bijvoorbeeld in de zin: “The woman painted by the
artist fell’. In het begin van de zin zou je kunnen denken dat de vrouw degene is die aan het
schilderen is, maar dit valt niet op omdat het probleem opgelost is binnen het constituent “the
woman painted by the artist”. In de volgende zin wordt het probleem opgelost buiten het
conctituent en valt de ambiguiteit wel op: “The horse races past the barn fell.”
Lexical Ambiguity
Lexical ambiguity houdt in dat één woord twee betekenissen heeft. Door de context wordt de
juiste betekenis meestal binnen 700 milliseconden duidelijk.
Modularity versus Interactive Processing
Er zijn twee manieren waarop men een dubbelzinnige zin kan begrijpen.
Ten eerste door de semantiek (door de context en de kennis van de wereld wordt de juiste
betekenis duidelijk).
Ten tweede door de syntax (door de zinsbouw wordt de juiste betekenis duidelijk).
Modularity processing wil zeggen dat men eerst door de syntax de zin verduidelijkt omdat dit
sneller kan dan dat men zijn kennis van dingen naar boven haalt.
Interactive processing daarerntegen beweert dat syntax en semantiek gecombineerd zijn op
alle niveaus van verwerking.
De kernzin bij deze paragraaf zegt: Mensen lijken in staat te zijn om semantieke informatie
meteen te gebruiken om de syntactische beslissingen te begeleiden.
Modularity versus interactive processing
Er zijn 2 manieren om met ambiguïteit af te rekenen: door middel van semantiek en
doormiddel van de zinsstructuur.
De aanhangers van de modularity zijn van mening dat er in eerste instantie alleen gebruik
wordt gemaakt van de zinsstructuur voor het oplossing van ambiguïteit en daarna pas
semantiek. Dit komt volgens hen omdat je bij semantiek je gehele kennis gebruikt.
De aanhangers van interactive processing zeggen dat beide worden gecombineerd bij alle
processing niveaus.
Uit onderzoek van Ferreira en Clifton blijkt dat mensen eerst naar de zinsstructuur kijken en
daarna pas naar de semantiek, ook al hadden ze door middel van semantiek sneller met de
ambiguïteit hadden kunnen afrekenen.
Uit nader onderzoek van Treuswell et. all bleek echter dat de zinnen van Feirreira niet goed
waren opgezet. Mensen gebruiken dus wel semantiek bij het beoordelen van de zinsstructuur.
Conclusie: Subjects appear to be able to use semantic information immediately to guide
syntactic decisions.
Propositional Representation.
Het begrijpen van een zin zal ook worden beinvloed door de complexiteit van de te
interpreteren zin. Een goede maatstaf hiervoor is het aantal proposities die voorkomen in de
zin.
Conclusie: Hoe meer proposities er in een zin voorkomen des te langer je erover doet om de
zin te begrijpen.
Utilization
Er staat eerst wat algemeens over het feit dat er ook nog wat nuttigs met de informatie moet
worden gedaan die is geïnterpreteerd.
Voor het begrijpen van een zin is het noodzakelijk dat er een aantal inferences worden
gemaakt. Er moeten dan verbanden worden gelegd die niet direct uit de tekst kunnen worden
gehaald.
Er zijn 2 soorten inferences: Backward en Forward.
Bij Backward inferences worden er verbanden gelegd met voorgaande zinnen of al reeds
opgedane kennis, en bij Forward inferences worden er veronderstellingen gemaakt die
logischerwijs uit een bepaalde zin volgt.
Vaak worden er Backward inferences gemaakt, zodat de te begrijpen tekst een samenhangend
geheel vormt.
Conclusie: In understanding a sentence, listeners are more likely to make backward
inferences to cennect it to prior sentences than forward inferences to anticipate future
consequences.
Inference of reference
Bij backward inferences is het belangrijk dat je herkent wanneer je naar iets moet refereren
wat je al wist. In het Engels gebruiken ze het woord ‘the’ wanneer je het object al weet en je
er nu aan moet denken. Bij het woord ‘a’ wordt er meestal een nieuw object geïntroduceerd.
Door ‘the’ te gebruiken kun je mensen misleiden wanneer je het gebruikt bij een object wat
nieuw is, maar waardoor ze denken dat ze het al kennen.
Conclusie: Comprehenders take the definite article the to imply the existence of a
reference for the noun
Pronominal Reference
Wanneer je refereert naar mensen bijv: Piet en Anne gingen naar de kermis, hij had het erg
naar zijn zin. Hij verwijst dan naar Piet. Hier zijn een aantal regels voor duidelijk te maken
waarnaar wordt verwezen.
1. Gebruik nummer of geslacht cue
2. Gebruik een syntactische cue
3. De laatste kandidaat voor de referentie heeft vaak de voorkeur
4. Gebruik van algemene kennis.
Voor voorbeelden kijk in het boek op blz 409 en 410.
Uit onderzoek van Corbett and Chang blijkt dat mensen meerdere kandidaten overwegen voor
een referentie. Hierdoor onthouden ze de kandidaten beter dan verwacht.
Conclusie: Comprehenders consider multiple possible candidates for the referent of a
pronoun and use syntactic and semantic cues to select a referent.
Negatives
Het gaat om zinnen die eerst iets positiefs voorstellen en daarna vertellen dat dat niet het
geval is. Voorbeeld: John is not a crook. Het is dus aannemelijk dat John een boef is, maar dat
is dus juist niet het geval.
Daarna komt er een hoop geblaat, waar ze duidelijk proberen te maken dat het meer tijd kost
om negatives te begrijpen.
Conclusie: Comprehenders process a negative by first processing its embedded supposition
and then the negation.
Text Processing
Dit is niet samen te vatten. Gewoon de tabellen bekijken en trek zelf maar je conclusie. Het
gaat over de samenhang van een tekst en hoe dit wordt gerealiseerd.
Text structure and Memory
Wanneer je het overzicht behoud over de tekst, dus de hoofdzaken goed kunnen scheiden van
de bijzaken, dan kun je de tekst beter onthouden. Bij het onthouden van een tekst zijn de
causale verbanden tussen zinnen erg belangrijk. Volwassenen kunnen beter causale verbanden
onthouden uit verhalen dan kinderen.
Conclusie: Memory for textual material is sensitive to the hierarchical and causal structure of
that text and tends to be better when people attend to that structure
Kintsch and van Dijk’s Text Comprehension Model
Een tekst wordt begrepen door het op te slaan als verschillende propositions. Het probleem
hierbij is om deze aan elkaar te relateren wanneer ze in verschillende zinnen voorkomen.
Hiervoor zijn bridging inferences nodig.
Problemen door beperkte capaciteit van het werkgeheugen:
• Niet kunnen relateren bepaalde proposities aan andere proposities omdat ze niet meer
in het geheugen ‘beschikbaar’ zijn.
• Bepaalde proposities kunnen makkelijker worden opgeroepen; ongelijkheid dus kans op
bevooroordeling.
Leading edge strategy: Het beschikbaar houden van bepaalde proposities aan de hand van:
Recentheid en hogere positie in de hierarchische representatie van de tekst.
Twee elaborations worden gemaakt bij onthouden tekst: Bridging inferences and
Macropropositions (strekking van de tekst)
Conclusie: According to Kintsch and van dijk comprehenders process a text one proposition
at a time, trying to relate new propositions to a leading edge of propositions that they are
keeping active.