Geheugen - Universiteit Utrecht

COGNITIE & COMMUNICATIE
COLLEGE 3
Geheugen
Informatiekunde
Universiteit Utrecht
Joske Houtkamp
INHOUD
• Werkgeheugen
• Kortetermijngeheugen
• Langetermijngeheugen
• Gebruik algemene kennis
LITERATUUR
Matlin, M.W. Cognitive Psychology
(2014, 8th edition; eventueel 7th edition)
• Chapter 4 Using Working Memory
• Chapter 5 Using Long-Term Memory (behalve
Flashbulb Memories en Eyewitness Testimony)
• Chapter 8 Using General Knowledge
WORKING MEMORY
“…is the brief, immediate memory for the limited amount of
material that you are currently processing; part of working
memory also actively coordinates your ongoing mental activities.”
(andere/oudere term: kortetermijngeheugen)
Is er een duidelijk onderscheid tussen korte- en
langetermijngeheugen? In ieder geval nuttig voor het organiseren
en bespreken van het onderzoek naar geheugen.
VOORBEELD GEBRUIK
WERKGEHEUGEN
https://www.youtube.com/watch?v=F988ZpogRiI
1.26.50
Rudi Carrell - Am laufenden Band (Folge 16) 1975
https://www.youtube.com/watch?v=tcoBXDuRxWM
1.23.30
Rudi Carrell - Am laufenden Band (Folge 37) 1978
TEST JEZELF
http://gocognitive.net/demo/working-memory-capacity
HET KLASSIEKE ONDERZOEK
NAAR WERKGEHEUGEN
George Miller's "Magical Number Seven" (7 ± 2)
•
Mensen kunnen ongeveer 7 items ‘vasthouden’ (plus of min
2)
•
Item kan ook een ‘chunk’ zijn – geheugeneenheid bestaande
uit sterk gerelateerde componenten
•
Interne processen converteren stimuli in een hanteerbaar
aantal chunks ( actieve cognitieve processen)
http://www.youtube.com/watch?v=Z0YjOVUt--M
0.55
Ton Sijbrands Wereldrecord Blinddammen 2007 25 partijen
simultaan blinddammen (met toelichting Douwe Draaisma)
HET KLASSIEKE ONDERZOEK
NAAR WERKGEHEUGEN
Vroeg onderzoek naar de capaciteit van het kortetermijngeheugen
Tussen 1950 en 1970 twee technieken vaak toegepast in
onderzoek:
1.The Brown/Peterson & Peterson Technique
•
Materiaal dat minder een minuut in het geheugen is
gehouden wordt vaak vergeten
•
items die moeten worden onthouden bekijken; met stappen
van drie terugtellen (distractor task); probeer te herinneren
•
Afleidende taak maakt herhalen onmogelijk
Conclusie: materiaal dat maar een paar seconden is
‘opgenomen’ wordt snel vergeten.
HET KLASSIEKE ONDERZOEK
NAAR WERKGEHEUGEN
Vroeg onderzoek naar de capaciteit van het kortetermijngeheugen
techniek 2:
2. Serial position effect, the Recency Effect
• serial-position effect (U-vormige relatie tussen
positie van een woord in een lijst en de kans op
recall)
• recency effect (betere recall voor items aan het
einde van de lijst)
• primacy effect (betere recall voor items aan het
begin van de lijst)
• Bepalen grootte van werkgeheugen door het tellen
van het aantal juist onthouden items aan het einde
van een lijst.
HET KLASSIEKE ONDERZOEK
NAAR WERKGEHEUGEN
Vroeg onderzoek naar de capaciteit van het kortetermijngeheugen: invloed van semantiek (betekenis van woorden en
zinnen)
• Semantische gelijkenis van de items in kortermijngeheugen
• Wickens and colleagues (1976)
•
“proactive interference (PI)”: mensen hebben moeite met het
leren van nieuw materiaal omdat eerder geleerd materiaal
interfereert.
•
Brown/Peterson & Peterson task (3 woorden, getal) met
semantische verschillen: woorden met geheel andere betekenis
worden beter onthouden
•
“release from proactive interference”
HET KLASSIEKE ONDERZOEK
NAAR WERKGEHEUGEN
Atkinson and Shiffrin's
Model
• Korte- en langetermijngeheugen zijn
gescheiden
• Items in
kortetermijngeheugen
vergeten in 30 sec
(zonder herhaling)
• control processes:
bewuste strategieen
zoals herhaling, om
geheugen te verbeteren
DE WORKING-MEMORY
BENADERING
Alan Baddeley & Graham Hitch (1974)
Wat is de betekenis van het kortetermijngeheugen voor onze
cognitieve processen?
“immediate memory is a multipart system that temporarily holds
and manipulates information while we perform cognitive tasks”
De working-memory approach benadrukt de actieve manipulatie
van informatie in het werkgeheugen; het beheren van stukjes
informatie zodat individu daarmee kan werken
Het is als een ‘workbench’ met nieuw en oud materiaal (uit
langetermijngeheugen)
Verschil met eerdere theorieen: componenten
DE WORKING-MEMORY
BENADERING
Bewijs voor componenten met onafhankelijke capaciteiten
Werkgeheugen is niet een ondeelbaar geheel Baddeley & Hitch
(1974)
•
Getallenreeksen herhalen en spatial reasoning task (op
knop drukken bij bepaalde stimulus)
•
Proefpersonen voerden de simultane taken sneller en
accurater uit dan verwacht
•
Werkgeheugen lijkt te bestaan uit verschillende
componenten die enigszins onafhankelijk van elkaar
kunnen opereren
DE WORKING-MEMORY
BENADERING
Phonological Loop
• phonological loop verwerkt een beperkt aantal geluiden
gedurende een korte periode
• Verwerkt taal en andere geluiden die je hoort/maakt
• Subvocalization (inner speech, voor jezelf uitspreken)
• Voor jezelf herhalen, nieuwe woorden leren, sommen
uitrekenen
• mentale echo van een naam of melodie
DE WORKING-MEMORY
BENADERING
Visuospatial Sketchpad
• visuospatial sketchpad : verwerkt visuele en ruimtelijke
informatie
• ook bekend als: visuospatial working memory, short-term
visual memory
Maakt het mogelijk om het uiterlijk van objecten en hun positie ten
opzichte van elkaar op te slaan
Bewaart visuele informatie die is afgeleid (gecodeerd) van verbale
stimuli
Het bevat de visuele beelden die je in gedachten doorzoekt bij het
vinden van bijv. sleutelbos
Heeft beperkte capaciteit.
DE WORKING-MEMORY
BENADERING
Visuospatial Sketchpad
• Gebruik van de Visuospatial Sketchpad
•
•
•
•
•
engineering, art, architecture
retaining image of a scene
finding your way from one location to another
track a moving object
videogames, jigsaw puzzles, mazes
DE WORKING-MEMORY
BENADERING
Episodic Buffer
• Tijdelijke opslag die informatie kan opslaan en
combineren van de phonological loop, de visuospatial
sketchpad, en langetermijngeheugen
•
Integreert informatie van verschillende modaliteiten
•
Manipuleert informatie voor interpretatie
•
Maakt verbindingen tussen concepten
•
Beperkte capaciteit
DE WORKING-MEMORY
BENADERING
Central Executive
Integreert informatie van de phonological loop, visuospatial sketchpad,
episodic buffer en langetermijngeheugen
Speelt een rol in focusing aandacht, kiezen van strategieen,
transformeren van informatie, coordineren van gedrag,
Onderdrukt niet-relevante informatie
plant and coordineert, maar slaat geen informatie
executive supervisor; bepaalt waar aandacht heen moet
Bepaalt strategie
Beslist hoe een probleem moet worden aangepakt
Beperkt in uitvoeren van simultane taken
http://gocognitive.net/interviews/origins-central-executive
Allan Baddeley: the origins of the central executive (zelf kijken)
NIEUW!!! PROCEDURAL
WORKING MEMORY
Alan Baddeley over het procedural working memory
http://gocognitive.net/interviews/procedural-working-memory?page=1
LANGETERMIJNGEHEUGEN
HET KLADBLOK IN JE
HOOFD
http://www.npo.nl/brandpunt/31-08-2014/KN_1661801
28.35
31/08/2014 Brandpunt; Douwe Draaisma over geheugen
Het geheugen is een instrument waar wij de eigenaar van zijn
maar dat heel slecht naar ons luistert.
Cees Nooteboom: “de herinnering is als een hond die gaat liggen
waar hij wil.”
LANGETERMIJNGEHEUGEN
Begrippen:
• working memory
• long-term memory (grote capaciteit)
• episodic memory (gebeurtenissen die je zelf hebt
meegemaakt)
• semantic memory (kennis over de wereld, taal, feiten)
• procedural memory (kennis over hoe iets uit te voeren)
• encoding (coderen, het verwerken van informatie en in het
geheugen representeren)
• retrieval (ophalen, terughalen)
CODEREN (ENCODING) IN
LANGETERMIJNGEHEUGEN
1.
Kunnen we ons items die op een ‘diepe’ betekenisvolle
wijze zijn verwerkt beter herinneren dan die op een
oppervlakkige wijze zijn verwerkt?
2.
Kunnen we ons items beter herinneren wanneer de
context tijdens het coderen overeenkomt met de context
bij het ophalen?
3.
Hoe beinvloeden emotionele factoren de accuraatheid
van het geheugen?
CODEREN IN
LANGETERMIJNGEHEUGEN
Levels- of- processing approach/depth of processing
approach
• Craik & Lockhart (1972)
• Diepe, betekenisvolle informatie leidt tot meer accurate
herinnering dan oppervlakkige, meer zintuiglijke
verwerking
•
In het algemeen bereiken mensen een dieper niveau van
verwerken wanneer ze meer betekenis ontlenen aan en
stimulus.
Voorbeeld:
Woordenlijst met vragen over hoofd/kleine letters, rijmen of
betekenis
http://conwaypsychology.webs.com/apps/photos/photo?photoid=65795113
LEVELS- OFPROCESSING APPROACH
Levels of Processing en geheugen voor algemeen
materiaal
(Betekenis versus uiterlijke verschijning)
Diepere niveaus van verwerking leiden tot betere recall
Twee factoren:
•
Distinctiveness (stimulus is anders/moet worden
onderscheiden tov andere stimuli)
•
Elaboration (inspanning om term te begrijpen en te
verwerken)
SELF REFERENCE
EFFECT
Representative research
Rogers and coauthors (1977)
Lijst woorden, instructie: verwerk op
•
visuele kenmerken
(-)
•
acoustische kenmerken
(-)
•
semantische kenmerken
(+)
•
kan het woord betrekking hebben op jezelf?
(++)
(Zie Matlin Chapter 5 voor verdere bespreking)
aken van verschillende platforms. De mogelijkheden variëren van
n waarin de gebruiker om zich heen visuele, auditieve en zelfs tactiele
EFFECTEN VAN
CONTEXT
t eenvoudiger systemen op personal computers. Bij gebruik van pc’s
en monitor maar ook vaak op een groot scherm geprojecteerd. In de
zich ook in deze setup goed kunnen inleven in de getoonde
sscenario’s voorzien van een eenvoudige geluidstrack met enkele
t scenario (bijvoorbeeld een alarm dat afgaat, een explosie) en
de omgeving overtuigend over te laten komen.
Encoding specificity principle / context dependent
learning
n pc-platforms, zoals RescueSim, worden het meest toegepast. De
f laag en de systemen kunnen eenvoudig worden vervoerd en op een
t.
Recall is better if the context during retrieval is similar
to the context during encoding
iplinaire training software waarmee veiligheidsprofessionals en
eving een breed scala aan incidenten kunnen oefenen. Het platform
voor incidenten in havengebieden, metro en spoorwegen, lucht-
(NB onderscheid recall – reproduceren van items die eerder waren
geleerd; recognition – beoordelen of een bepaald item is waargenomen)
ore scheepsincidenten. RescueSim wordt sinds 2006 gebruikt door
dse en buitenlandse organisaties voor de training van veiligheids-
BHV- t raining voor ziekenhuism edew erkers. Link s het
herm voor de t rainee.
ENCODINGSPECIFICITY EFFECT
In werkelijkheid goed aantoonbaar, maar in lab inconsistent.
Waarom?
1. Encoding-specificity effect komt vooral voor in geheugentaken
waarbij sprake is van
• recall
• incidenten in werkelijkheid
• gebeurtenissen van lang geleden
2. Fysieke versus mentale context
In lab vaak fysieke context gemanipuleerd, maar het gaat om
mentale context (dus hoe men zich in de omgeving voelt, niet
hoe deze eruit ziet)
EFFECTEN VAN EMOTIES
OP GEHEUGEN
Emotie: reactie op een stimulus; kort, kan snel wisselen, vaak
complex
Mood: stemming, langdurig, altijd aanwezig maar vaak niet
sterk bewust
1.
Stimuli met een emotionele inhoud worden beter
onthouden dan andere; positieve beter dan neutrale en
negatieve (?)
2.
Mood congruence: betere herinnering wanneer onze
stemming past bij de emotionele typering van het
materiaal
TOEPASSING:
VIRTUELE TRAINING
Waarom virtueel trainen?
1. Trainen in werkelijkheid gevaarlijk en/of duur;
2. Mogelijkheid voor herhaling, individuele aanpassingen,
feedback.
Doel: maximaal leereffect. Kan een virtuele omgeving …
1. de werkelijkheid simuleren en dezelfde emoties oproepen
(zoals handelen onder stress)?
2. gebruikt worden om het leereffect te versterken dmv bepaalde
effecten zoals context specificity, mood congruence, of impact
van emotionele stimuli?
het uitvoeren van de oefening bleek dat zij de omgeving als zeer overtuigend
VOORBEELD: TRAINEN
discussie
bleek dat de deelnemers zich na afloop specifieke details e
METachteraf
RESCUESIM
opgingen in de gebeurtenissen van het scenario. Zij verklaarden dat de gelui
inrichting hielpen oproepen, en het tijdstip en de setting van het scenario dui
levendig herinnerden, en dat de geluiden daar een belangrijke rol in speelden
MSc thesis Victoria Imron
Screenshot s uit de SVV BHV- t raining voor m edewerkers penit ent iaire inricht in
VSTEP BV, Risk Management Control SVV
RESCUESIM
Operator
trainee
EFFECT VAN
AROUSING GELUIDEN
Aannames:
1.
emotioneel arousing stimuli worden beter herinnerd dan neutrale (o.a.
Hamann 2001)
2.
emotionele stimuli helpen sterke encoding van stimuli vooraf/naderhand
(neurobiologie)
3.
context dependent learning (beste recall wanneer iemand probeert de
informatie te herinneren in dezelfde omgeving als zij/hij dit geleerd heeft)
Vraag: bruikbaar om virtuele training te verbeteren?
Experiment:
Aan een scenario in een virtuele training geluiden toegevoegd met
emotionele lading
na 1 week recognition getest (van relevante items zoals obstakels,
openstaande deuren, BHV-uitrusting)
MEMORY
CONSOLIDATION
AROUSAL-VALENCE
(DOMINANCE)
whether these sounds are emotionally arousing or not, 116 participants wer
self-rating using 5-point scale Self Assessment Manikin (explained in Section
sounds they heard.
IADS DATABASE
International Affective
Digital Sounds
The IADS provides
normative ratings of
emotion (pleasure, arousal,
dominance) for a set of
acoustic stimuli for use in
experimental investigations
of emotion and attention.
Visual Scene: Reception room crowded
with patients waiting. A patient lies on a
bed with a nurse standing beside him. 2
female receptionists are at the receptionist
desk.
Task: Navigate ERO avatar to enter the
reception hall
To-Be-Remembered Objects: Arousing Sound: Environmental Sound: People chatting on
the phone, telephone ringing, footsteps,
distant conversation sound
Visual Scene: Reception Room, people in
the reception room rushed outside because
of the sound of the explosion, except the
Environmental Sound: People chatting on
the phone, telephone ringing, footsteps,
distant conversation sound
3
4
Visual Scene: Reception Room, people in
the reception room rushed outside because
of the sound of the explosion, except the
receptionists.
Task: When realizing an explosion occurs,
navigate ERO avatar to the reception desk
where the ERO equipment is located
To-Be-Remembered Objects:
A patient lying in a bed near the
receptionist, as it would be considered
people who will need special assistance
during emergency incident/evacuation
Arousing Sound: Explosion (626), followed
27
by Glass Break (730)
Environmental Sound: Crowd rushing
outside, footstep
Visual Scene: Two female receptionists sit
Visual Scene: ERO enters 2nd floor and
comes across a crowd that is running from
2nd floor. One male patient is walking in a
rush when suddenly he vomits. Emergency
exit sign is on the wall of 2nd floor
Task: Navigate ERO to the emergency
location (2nd floor)
To-Be-Remembered Objects:
1. Vomiting patient (would need help
during evacuation)
2. Emergency Exit Sign
Arousing Sound: Vomit (255) , Panic Crowd
(310)
Environmental Sound: Footsteps
Visual Scene: A big sign in front of the
room “Baby Room” (Dutch=Kraamafdeling). A water spill is in front of the baby room.
The door in front of the baby room is open
Task: Navigate ERO to the emergency
location (2nd floor kitchen)
To-Be-Remembered Objects:
1. Babies will need help during evacuation
2. The water spill is a dangerous thing in a
fire incident
3. There is an open door (which is not
supposed to happen in a fire incident)
Arousing Sound: Babies Crying (260)
Environmental Sound: Footsteps, ERO’s heavy breathing
Visual Scene: The hallway to the 2nd floor
kitchen
USING
GENERAL KNOWLEDGE
USING
GENERAL KNOWLEDGE
Eerste deel van Matlin:
Hoe ons cognitief systeem informatie van de buitenwereld
registreert en verwerkt.
Hoofdstuk 8:
Deze informatie wordt beïnvloed door algemene kennis, die
handelen en interpretaties mogelijk maakt.
Twee componenten van algemene kennis
1. Semantisch geheugen; georganiseerde kennis over de
wereld; betekenissen, begrippen en feiten
2. Schemas: gegeneraliseerde kennis over situaties,
gebeurtenissen, objecten
SEMANTISCH
GEHEUGEN
Bevat:
•
Algemene kennis over feiten
•
Semantische kennis (woorden, betekenissen)
•
Conceptuele kennis
Beinvloedt de meeste van onze cognitieve activiteiten, zoals het
lezen van zinnen, oplossen van problemen, bepalen waar we zijn.
Belangrijk zijn categorieën en concepten.
Categorie: set objecten die bij elkaar horen. Vertelt iets over alle
leden van de categorie (bijv. categorie “fruit”)
Concept: mentale representatie van een categorie (concept “fruit”)
SEMANTISCH
GEHEUGEN
Situated cognition approach
We maken gebruik van de informatie in onze directe omgeving
of situatie  Onze kennis hangt vaak af van de context om ons
heen (nl zo gecodeerd)
Semantisch geheugen maakt het mogelijk om;
• objecten te organiseren volgens concepten
• logische interpretaties en conclusies te trekken die nooit deel
uit maakten van het oorspronkelijke materiaal (stimulus)
(inference)
• beslissen welke objecten gelijk zijn
BEPALEN
OVEREENKOMST OBJECTEN
1. The Prototype Approach and Semantic Memory
• Eleanor Rosch
•
Organiseert elke categorie op basis van een
prototype, het item dat meest typerend is en
representatief voor een categorie
•
prototype approach— beslis of een item tot een
categorie behoort door vergelijking
•
Leden van de categorie zijn niet allemaal even
prototypisch (degrees)
BEPALEN
OVEREENKOMST OBJECTEN
2. Exemplar approach
• We leren eerst informatie over specifieke
voorbeelden van een concept (exemplars),
• Concept ‘hond’ bevat informatie over de honden die
je ooit hebt gekend (i.t.t. prototypic approach: daar
een geïdealiseerde representatie van een hond)
• Elke nieuwe stimulus wordt geclassificeerd door te
bepalen hoe sterk de gelijkenis is met die
specifieke voorbeelden
Waarschijnlijk gebruik van beide strategieën
BEPALEN OVEREENKOMST
OBJECTEN
3. Network models
Prototype approach en exemplar approach benadrukken de vraag of
een item tot een categorie behoort
Andere invalshoek: een netwerkachtige organisatie van
concepten in het geheugen
•
Er bestaan zeer veel verbanden tussen concepten
•
De betekenis van een concept hangt af van de concepten
waarmee het is verbonden
• Elk concept is een knooppunt (node), eenheid.
• Vanuit het knoopunt spreading activation naar andere verbonden
knooppunten
Bestudeer Matlin Chapter 8 verder over deze onderwerpen!
SCHEMA’S
Tot nu toe veel gekeken naar woorden, concepten enz, maar
onze kennis over de wereld is veel complexer.
Schema — gegeneraliseerde kennis over situaties,
gebeurtenissen, objecten, personen
Schema theorieën helpen vooral bij verklaren hoe mensen
complexe situaties en gebeurtenissen verwerken;
samenwerking van top-down processing en bottom-up
processing.
Script is een type schema, eenvoudige, gestructureerde reeks
gebeurtenissen in bepaalde volgorde
SCHEMA’S
http://www.youtube.com/watch?v=o4HHCgFmkcI
http://www.brainrules.net
SCHEMA’S EN
GEHEUGEN
“Kamer van een docent psychologie”
EXPERIMENT
Brewer & Treyens 1981
Proefpersonen
• keken 30 seconden naar de foto
• herinnerden zich vooral objecten die pasten bij het schema
‘werkkamer’
• sommigen herinnerden zich objecten die bij het schema
passen zoals boeken (niet op de foto); na 2 dagen sterker
Maar andere experimenten leveren complexere resultaten (zie
Matlin).
het uitvoeren van de oefening bleek dat zij de omgeving als zeer ov
opgingen in de gebeurtenissen van het scenario. Zij verklaarden da
inrichting hielpen oproepen, en het tijdstip en de setting van het sc
VR
discussie achteraf bleek dat de deelnemers zich na afloop specifiek
levendig herinnerden, en dat de geluiden daar een belangrijke rol in
Ook schema’s bij de beoordeling van een omgeving, sfeer van
een virtuele omgeving, door associaties, herinneringen.
Screenshot s uit de SVV BHV- t raining voor m edewerkers penit ent iai
LET OP
Voor het tentamen hoofdstuk 4, 5 en 8 van Matlin
bestuderen, ook de onderwerpen die in het college niet
zijn besproken.
Niet verplicht hoofdstuk 5 ; Flasbulb Memories en
Eyewitness Testimony.