Boeksamenvatting bij Cognitive Psychology - Gilhooly, Lyddy & Pollick - 1e druk

Cognitive Psychology van Gilhooly, Lyddy & Pollick - Chapter 0

Waar gaat Cognitive Psychology van Gilhooly, Lyddy & Pollick over?

Het boek Cognitive psychology is een internationaal en in Nederland veel gebruikt boek dat een uitgebreide inleiding geeft op cognitieve psychologie; het boek is speciaal geschreven voor gebruik door studenten. Het boek gaat in op de basisprincipes van cognitie - hoe het menselijk brein informatie verwerkt - maar daarnaast ook op hoe fouten in deze verwerking kunnen ontstaan en hoe daarvan geleerd kan worden. Het boek is geschreven met een praktische inslag en past theorieën en resultaten van academisch onderzoek toe op praktijksituaties en geeft veel voorbeelden.

Hoe is het boek ingedeeld?

De volgorde van de hoofdstukken is zo veel mogelijk hetzelfde als de volgorde van informatieverwerking door het menselijk brein. Er is bij het indelen van de hoofdstukken rekening gehouden met de eisen die de British Psychological Society stelt aan psychologie opleidingen in het Verenigd Koninkrijk.

Ieder hoofdstuk begint met inleidende vragen die de hoofdonderwerpen van het boek belichten. Ieder hoofdstuk geeft daarnaast altijd een of meerdere praktische toepassingen of praktijk voorbeelden van de besproken theorie. Ook heeft ieder hoofdstuk een kader genaamd "when things go wrong". Deze geeft inzicht in hoe defecten in informatieverwerking door het brein bij individuen of groepen mensen, het onderzoek met betrekking tot de cognitieve pscyhologie kunnen helpen.

Wie zijn de auteurs?

Ken Gilhooly heeft zich binnen de cognitieve psychologie vooral gespecialiseerd in de onderwerpen gedachtenprocessen en probleemoplossing; en de gevolgen die ouderdom op deze processen kan hebben. Hij is vice voorzitter van de afdeling Cognitieve Psychologie van the British Psychological Society. Fiona Liddy is binnen de cognitieve psychologie vooral gespecialiseerd in communicatie en taalverwerking en is professor aan en voorzitter van de afdeling Psychologie op de universiteit van Maynooth (Ierland). Frank Pollick geeft les aan de universiteit van Glasgow, heeft daarvoor aan verschillende universiteiten in de VS gestudeerd en was eerder onderzoeker aan een onderzoeksinstituut (het ATR Human Information on Processing Research Laboraties) in Kyoto.

Wat is cognitieve psychologie? - Chapter 1

Cognitieve psychologie is de studie naar hoe mensen en dieren informatie vergaren, informatie opslaan in het geheugen, informatie terughalen en met informatie werken om doelen te bereiken

Inleiding

Cognitieve psychologie houdt zich bezig met hoe het brein informatie over de buitenwereld representeert en gebruikt. Het probeert bovendien te verklaren hoe fouten in perceptie of beoordeling kunnen ontstaan. Kortom, cognitieve psychologie is de studie naar hoe mensen en dieren informatie vergaren, informatie opslaan in het geheugen, informatie terughalen en met informatie werken om doelen te bereiken. Mentale representaties, innerlijke representaties van een externe werkelijkheid, zoals beelden of verbale concepten, spelen hierbij een grote rol.

Geschiedenis en benaderingen

In de antieke tijd hield men zich vooral bezig met de kunst van retoriek, als gevolg waarvan handige geheugensteuntjes werden gebruikt (mnemonics), zoals de loci methode. Hierbij vorm je een verzameling beelden die de te herinneren objecten verbinden aan een opeenvolging van voor jou bekende plaatsen. De trefwoordmethode wordt gebruikt bij het leren van een vreemde taal, waarbij de student een nieuw woord verbindt met een gelijk klinkend woord in zijn eigen taal en daarbij een mentaal beeld vormt. Deze en andere geheugentechnieken berusten vaak op verbeeldingskracht.

Associationisme

Van de zeventiende tot de negentiende eeuw was de dominante benadering van cognitie het associationisme. Empiristische filosofen, zoals Locke en Hume, waren van mening dat alle kennis afkomstig was uit ervaring en dat ideeën en herinneringen verbonden waren door middel van associaties. Associaties kunnen bijvoorbeeld worden gevormd als twee gebeurtenissen elkaar opvolgen in de tijd, of als twee objecten zich vaak dicht bij elkaar bevinden.

Introspectionisme

In de tweede helft van de negentiende eeuw probeerde Wundt normale waarnemingen (bijvoorbeeld een tafel), op te breken in simpelere sensaties (bijvoorbeeld bruin, rechte lijnen, texturen). De methode die hierbij gebruikt werd was introspectie, oftewel zelf-observatie waarbij de deelnemers verbale rapportages gaven van hun sensaties. Introspectie vereiste echter veel training, kon door niet iedereen worden geleerd en was alleen van toepassing op bepaalde mentale processen. Bovendien had de introspectie zelf mogelijk invloed op het te bestuderen cognitieve proces.

Behaviorisme

Deels in antwoord op de tekortkomingen van het introspectionisme ontwikkelden onder andere Watson (1913) en Thorndike (1898) het behaviorisme. Hierbij werd alleen gekeken naar observeerbaar gedrag en stimuli als data, zonder interne cognitieve processen (zoals bij introspectie) mee te nemen. Hoofddoelen van het behaviorisme waren met name het voorspellen en controleren van gedrag. Watson suggereerde dat alle ogenschijnlijk mentale fenomenen teruggebracht konden worden tot gedragsmatige activiteit. Andere behavioristen, zoals Tolman, waren minder extreem omtrent de status van mentale activiteit; hij beargumenteerde dat proefdieren wel degelijk doelen, mentale representaties en mental maps (mentale representaties van een ruimtelijke lay-out) konden hebben. Tolman deed veel onderzoek naar mental of cognitive maps op basis van gedrag van ratten in een doolhof. Uit zijn onderzoek stamt bijvoorbeeld het begrip latent leren, een situatie waarin leren wel plaatsvindt, maar niet gelijk wordt vertaald naar gedrag.

Hoewel het behaviorisme veel successen kende bij simpel leren bij dieren, was het minder goed toepasbaar bij complexe mentale fenomenen, zoals redeneren, probleem oplossen en taal. Door het onderzoek van Tolman en dat van Macfarlane (1930), kwam er meer steun voor het bestaan van abstracte mentale representaties.

Informatieverwerking: de cognitieve revolutie

De informatieverwerkingsbenadering bracht mentale representaties terug in beeld, en was gebaseerd op het programmeren van computers. Computerprogramma’s die bepaalde problemen oplosten kunnen dan gezien worden als vergelijkbaar met strategieën die mensen gebruiken om problemen op te lossen, bestaande uit vaste stappen, beslissingen, het opslaan van informatie en het terughalen van oude informatie. Een programma dat een model van menselijk denken nabootst heet een simulatieprogramma. De informatieverwerkingsbenadering is sinds 1960 de dominante benadering in de cognitieve psychologie. Onderzoekers proberen prestatie uit te leggen door middel van interne representaties, die getransformeerd worden door middel van innerlijke acties genaamd mentale operaties. Informatieverwerkingstheorieën worden vaak weergegeven door middel van diagrammen die de stroom van informatie en operaties laten zien.

Sommige informatieverwerkingsmodellen maakten gebruikt van computermodellen om menselijk denken te stimuleren. Voorbeelden hiervan zijn Newells (1985) General Problem Solver en Andersons (2004) ACT-R model. Een alternatieve manier van het modelleren van informatieverwerking is het connectionisme. Connectionistische modellen simuleren simpel leren en perceptuele fenomenen door middel van een groot netwerk van simpele eenheden, die georganiseerd zijn in input, output en interne eenheden. De eenheden zijn met elkaar verbonden door links van variërende sterkte. Deze sterkte wordt aangepast door middel van leerregels, zoals backwards propagation, waarbij de sterkte aangepast word op basis van gedetecteerde fouten.

Het onderzoeken van bijvoorbeeld mentale strategieën en informatieverwerking en –opslag draait om functionele eigenschappen van het brein. Dit soort vragen kunnen beantwoord worden zonder na te denken over de onderliggende hardware van het brein. Volgens het functionalisme zijn de aard van het brein en de details van neurale processen niet relevant voor de cognitieve psychologie. Tegenwoordig zijn er echter steeds meer onderzoekers die zich wel degelijk bezig houden met de neurowetenschappelijke kant van de cognitieve psychologie.

Cognitieve neurowetenschappen

Het brein

Het brein is het centrale deel van het zenuwstelsel en is in sterke mate gestructureerd en onderverdeeld. Ten eerste kan het onderverdeeld worden in de linker- en rechterhemisfeer, die verbonden worden door het corpus callosum, een dikke band van zenuwvezels. Beide hemisferen zijn onderverdeeld in frontale, pariëtale, occipitale en temporale kwabben. Dieper in het brein zijn structuren te vinden zoals de thalamus, de hippocampus en de amygdala. Om locaties in het brein aan te geven worden vaak de volgende termen gebruikt; dorsaal (aan de bovenkant), ventraal (aan de onderkant), anterieur (aan de voorkant), lateraal (aan de zijkant) en mediaal (in het midden). Al de structuren van het brein bestaan uit neuronen; gespecialiseerde cellen die informatie uitwisselen door het afgeven van elektrische impulsen.

Cognitieve neuropsychologie

Cognitieve neuropsychologie onderzoekt de effecten van hersenschade op gedrag, met als doel er achter te komen hoe psychologische functies zijn georganiseerd. Dit onderzoeksgebied gaat terug tot het onderzoek van Broca (1861), die ontdekte dat een patiënt na schade in een klein hersengebied ernstige afwijkingen had in zijn spraakvermogen. Dit hersengebied, dat noodzakelijk is voor spraakproductie, wordt nu het gebied van Broca genoemd. Dit is een sprekend voorbeeld van neuropsychologie, waarbij functies worden geassocieerd met de werking van specifieke hersengebieden. Een voorloper van de neuropsychologie was het nu uitgestorven frenologie; het idee dat breinfuncties kunnen worden afgelezen aan de bultjes op de schedel.

Het idee van modulariteit stelt voor dat cognitie bestaat uit een groot aantal onafhankelijke verwerkingseenheden, die apart van elkaar werken en op relatief specifieke domeinen toepasbaar zijn. Het tegengestelde idee is dat mentale functies niet gelokaliseerd zijn, maar verdeeld over het brein. Tegenwoordig wordt het idee van lokalisatie als erg bruikbaar gezien en is onderliggend aan veel neuropsychologisch onderzoek. Speciaal interessante gevallen voor neuropsychologen zijn gevallen van dubbele dissociatie, waarbij mensen met verschillende typen hersenschade afwijkingen laten zien op tegengestelde taken.

Hersenscans

Er zijn twee typen hersenscans: structural imaging, waarbij de statische anatomie van het brein getoond wordt, en functional imaging, waarbij breinactiviteit over tijd gerepresenteerd wordt. Tegenwoordig is de dominante methode op het gebied van structural imaging magnetic resonance imaging (MRI), waarbij gebruik wordt gemaakt van radiostralen en een sterk magnetisch veld om de deelnemer heen. Op het gebied van functional imaging is electroencephalografie (EEG), waarbij een rapportage van functioneren wordt gegeven als een samenvatting van elektrische activiteit over een breed cortexgebied, gemeten door sensoren op de schedel. Een functionele methode die een meer gelokaliseerd beeld oplevert is positron emission tomography (PET). Bij deze methode wordt een radioactieve stof in het bloed geïnjecteerd, waarna de bloedtoevoer naar verschillende hersendelen wordt gemeten. Verhoogde bloedtoevoer wordt dan geïnterpreteerd als verhoogde activiteit in dat hersengebied.

Tegenwoordig is de meest gebruikte functionele methode functional magnetic resonance imaging (fMRI), waarbij zuurstofvoorziening in het bloed wordt gemeten. Deze methode heeft een goede temporale en ruimtelijke resolutie. Een nadeel van fMRI is de complexiteit van het interpreteren van de data. Ook wordt gesuggereerd dat de betrouwbaarheid van herhaalde scans laag is. De statistische procedures die vaak gebruikt worden zouden bovendien bevindingen significanter laten overkomen dan ze zijn. Ten slotte zijn de omstandigheden waarin een fMRI wordt afgenomen (volledig stilliggend) heel specifiek en ongebruikelijk.

Hersenscans en cognitieve processen

Ondanks de nadelen wordt fMRI veel gebruikt. Een veelgebruikte methode om cognitieve processen te verbinden met de uitkomsten van hersenscans is reverse inference. Een voorbeeld hiervan is ‘als bij een taak cognitieve functie F1 betrokken is, dan is hersengebied Y actief’, en ‘bij taak B is hersengebied Y actief, naar ‘In taak B is functie F1 betrokken’. Hoewel dit soort redeneringen niet sluitend zijn, worden ze gebruikt om waarschijnlijke hypothesen te genereren voor later onderzoek.

Netwerken

Mogelijk is het nuttig om te kijken naar activiteiten als networked in plaats van als hogelijk gelokaliseerd. Uit onderzoek blijkt namelijk dat in ruststand, een groot aantal hersengebieden actief zijn, waarvan sommige gedeactiveerd worden bij het doen van een taak. Hieruit werd afgeleid dat er een Default Mode Network zou bestaan die interne taken zoals dagdromen, het voorstellen van de toekomst en het terughalen van herinneringen reflecteert.

Wat zijn de principes van perceptie? - Chapter 2

Perceptie is het geheel van processen dat sensorische ervaringen organiseert tot een begrip van de wereld om ons heen. Perceptie staat op een continuüm tussen sensatie, de processen door middel waarvan fysieke eigenschappen omgezet worden in neurale signalen, en cognitie, het gebruiken van mentale representaties om te redeneren en gedrag te plannen. Perceptuele informatie kan in verschillende vormen komen, zoals zicht, geluid en somatische perceptie (door middel van aanraking en het gevoel van oriëntatie van je lichaamsdelen in de ruimte).

De fysieke wereld

Omdat menselijke sensorische organen gelimiteerd zijn, kunnen ze nooit genoeg informatie verwerken om de fysieke wereld nauwkeurig te beschrijven. Daarnaast bestaat er het inversieprobleem, dat er op duidt dat informatie op fundamentele wijze verloren gaat bij het sensorisch encoderen van de fysieke wereld. Dit gebeurt bijvoorbeeld als de driedimensionale beelden van de fysieke wereld als tweedimensionale beelden op onze ogen worden geprojecteerd.

Principes en theorieën van perceptie

Bottom-up en top-down verwerking

Een belangrijk onderscheid bij perceptuele verwerking is die tussen bottom-up verwerking, waarbij het begint bij de originele sensorische input die stapsgewijs wordt getransformeerd tot de uiteindelijke representatie, en top-down verwerking, waarbij connecties en feedback tussen de hogere en lagere niveaus cruciaal zijn. Hoewel het de vraag is van welke manier van verwerking we meer gebruik maken, lijkt het duidelijk dat er vaak sprake is van samenspel tussen de twee manieren.

Het waarschijnlijkheidsprincipe

Het waarschijnlijkheidsprincipe stelt dat de waarschijnlijkheid dat een object of gebeurtenis voorkomt belangrijk is voor de perceptuele verwerking van dat object/gebeurtenis. Dit idee is verbonden aan de Bayesiaanse beslissingstheorie, waarbij drie componenten een rol spelen in de vraag: welke gebeurtenis is het meest waarschijnlijk verantwoordelijk voor mijn perceptie? De eerste component is de waarschijnlijkheid, oftewel alle onzekerheid in het beeld (in het geval van zicht). De tweede component is het voorafgaande, oftewel alle informatie over de scene voor je die gezien hebt. Het derde component is de beslissingsregel, bijvoorbeeld het vinden van de meest waarschijnlijke interpretatie of het selecteren van een random interpretatie.

Informatieverwerkingsbenadering

Volgens de ecologische psychologie werkt perceptie grotendeels op een bottom-up manier door regelmatigheden bij zicht te benutten die invarianten worden genoemd; eigenschappen van het driedimensionale object dat bekeken wordt die kunnen worden afgeleid van welk tweedimensionaal beeld van het object dan ook. Door deze invarianten te ontdekken zouden we kunnen begrijpen hoe directe perceptie werkt, oftewel het bottom-up proces waarbij objecten en hun functies herkend worden. Marr (1982) betwijfelde echter hoe direct dit proces was, en stelde voor dat de informatieverwerking op drie niveaus moest worden begrepen. Het eerste niveau hiervan is de computationele theorie; waarbij onderzocht wordt wat het doel is van een berekening. Bij zicht, gehoor en tastzin is dit het ons bewust houden van de externe wereld en ons helpen aan te passen aan een veranderende wereld. Het tweede niveau is keuze van representatie voor de input en output en het algoritme om de transformatie tussen input en output te bereiken (bijvoorbeeld de transformatie van luchtdruk naar toonhoogte en volume). Het derde niveau is het bereiken van de computaties, waarbij de nadruk ligt op de feitelijke manier waarop de computaties worden bereikt (machine, mens, dier, etc.) en de tekortkomingen van dat organisme of machine.

Het lichaam en perceptie

De belichaamde benadering van cognitie stelt dat om een cognitief systeem te begrijpen, we het systeem zelf, zoals deze ingebed is in de omgeving, als analyse-eenheid moeten nemen. Deze benadering houdt zich bezig met de volgende stellingen, die allemaal ter discussie staan: cognitie is gesitueerd in de fysieke wereld, kent tijdsdruk, we gebruiken de omgeving om onze cognitieve werkdruk te verminderen, de omgeving is deel van het cognitieve systeem en cognitie moet gezien worden in termen van hoe deze bijdraagt aan actie.

Menselijke perceptiesystemen

Visuele systeem

Het encoderen van visuele informatie begint in de retina’s en wordt vanaf daar overgedragen naar de primaire visuele cortex. Kegeltjes zijn speciale neuronen in de retina die gevoelig zijn voor gekleurd licht en fijne beelddetails onderscheiden. Staafjes zijn speciale neuronen aan de buitenrand van de retina die effectief zijn bij weinig licht en het detecteren van beweging. De rechter visuele wereld komt uiteindelijk terecht in de linkerhelft van de primaire visuele cortex in het brein, en de linker visuele wereld komt uiteindelijk terecht in de rechterhelft van de primaire visuele cortex in het brein.

Er zijn twee primaire wegen voor de visuele verwerking die van de primaire visuele cortex naar de occipitale cortex en verder leiden. De ventrale stroom leidt tot de temporale kwab en is gespecialiseerd in het bepalen welke objecten er in de visuele wereld zijn. De dorsale stroom leidt tot de pariëtale cortex en is gespecialiseerd in het bepalen waar objecten zijn in de visuele wereld. Er is echter veel discussie over de vraag in welke mate deze twee stromen onafhankelijk zijn van elkaar. Onderzoek omtrent dit onderwerp is tegenstrijdig: aan de ene kant levert hersenschade in specifieke gebieden specifieke visuele beperkingen op, maar aan de andere kant zijn er ook perceptuele kenmerken die niet zo precies gelokaliseerd zijn in het brein.

Auditieve systeem

Het encoderen van auditieve informatie begint bij een speciale structuur in het oor genaamd de cochlea, en wordt vanaf daar doorgegeven naar de primaire auditieve cortex in het brein. In de cochlea bevindt zich het basilair membraan, een strook zenuwvezels waarop zich haarcellen bevinden die bewegen in reactie op geluidsdruk. Deze vibratie wordt dan omgezet in een zenuwsignaal. Het basilair membraan is verantwoordelijk voor het encoderen van toonhoogte door middel van lokalisatie. De tonotopische kaart is waar de auditieve verwerking van verschillende tonen ordelijk gerangschikt is in de cortex. De firing rates in de auditieve zenuw zijn, naast het basilair membraan, een indicatie voor toonhoogte. De secundaire auditieve cortex is belangrijk voor spraakperceptie en timingpatronen.

Schade aan de auditieve cortex en het gebied daarom heen kan zorgen voor verschillende afwijkingen, zoals afasie (het onvermogen om taal te gebruiken) en amusie (toondoofheid).

Somatoperceptiesysteem

Het somatoperceptiesysteem is een combinatie van een aantal systemen: proprioceptie en vestibulaire sensatie, die ons een gevoel geven van de positie van onze ledematen in relatie tot ons lichaam en de ruimte, en tastzin. Het verwerken van tastzin begint met receptoren in de huid, van waaruit wegen leiden naar de neuronen in het brein. Deze wegen eindigen in de primaire somatosensorische cortex, die zich naast de centrale sulcus bevindt (de grens tussen de pariëtale en frontale cortex). De organisatie van dit gebied is somatotopisch, waarbij lokale regionen van de cortex toegewijd zijn aan specifieke lichaamsdelen. Verder kan het gebied opgedeeld worden aan de hand van specialisatie door middel van de Brodmann gebieden. Schade aan de somatosensorische cortex kan leiden tot verlies van proprioceptie en fijne tastzin.

Multisensorische integratie

Er zijn verschillende theoretische verklaringen mogelijk over hoe het perceptuele systeem informatie uit de verschillende zintuigen combineert. De modality appropriate hypothesis stelt dat de sensorische modaliteit die voor een bepaalde fysieke eigenschap van de omgeving hogere accuraatheid bezit, altijd de bimodale schatting van die eigenschap zal domineren. Zo is bijvoorbeeld visie dominant bij ruimtelijke taken. De maximale waarschijnlijkheidsschatting-theorie stelt echter dat betrouwbaardere perceptuele informatie zwaarder gewogen wordt dan minder betrouwbare perceptuele informatie. Deze laatste theorie is nog maar weinig onderzocht.

Herkenning

De meest simpele benadering van hoe herkenning werkt bij mensen is dat we een representatie van een object vergelijken met een opgeslagen innerlijke representatie. Dit is echter geen sluitende verklaring; we kunnen namelijk verschillende perceptuele inputs evalueren en herkennen als hetzelfde ding. Dit is een essentieel kenmerk van ons effectieve herkenningssysteem; het kan informatie op zo’n manier representeren dat het de essentie van een object behoudt bij verschillende transformaties. Verschillende theorieën om dit te verklaren zijn voorgesteld. De kenmerkanalyse stelt voor dat we een object deconstrueren in verschillende componenten, waarbij elk object een unieke kenmerklijst heeft. Het pandemoniummodel is een hiërarchisch model om een object te herkennen. De prototypetheorie stelt dat het doel is om uit te vinden welk lid van een categorie het beste voorbeeld is van die categorie. Een roodborstje is bijvoorbeeld een meer typisch voorbeeld van de categorie ‘vogel’ dan een pinguïn. Het categorisatieproces heeft als doel maximaal informatieve en onderscheidende categorieën op te zetten.

Visuele objectherkenning

Zoals eerder beschreven is het grootste probleem bij visuele objectherkenning het verwerken van driedimensionale beelden als tweedimensionale projecties op de retina. De viewpoint invariant relationship is elk aspect van een object dat behouden wordt onafhankelijk van de richting van waaruit we naar het object kijken. Dit concept werd verder uitgewerkt in de recognition by components approach (RBC) als geonen: elementen van een set van volumetrische beginselen of vormen die van elk willekeurig standpunt herkend kunnen worden.

De meervoudige benaderingentheorie ontstond als tegenbeweging van de RBC benadering en stelt dat herkenning fundamenteel beeld-gebaseerd is. Voor elk object zou een aantal benaderingen worden opgeslagen, waarbij tussenliggende representaties door bepaalde mechanismen verbonden konden worden aan de opgeslagen benaderingen.

Somatoperceptische objectherkenning

Het somatoperceptiesysteem wordt eveneens gebruikt om objecten te herkennen. Haptische perceptie is de combinatie van vaardigheden die ons in staat stellen om de materiële kenmerken van objecten en oppervlakten representatief te maken voor herkenning. Bij haptische herkenning worden verkennende procedures gebruikt, waarbij verschillende soorten aanraking van de hand met het object verschillende functies hebben in de herkenning van structuur, hardheid, temperatuur, gewicht, etc.

Visuele agnosie en prospopagnosie

Visuele agnosie komt voor bij laesies in het inferieure gebied van de temporale cortex en is een aandoening waarbij mensen niet blind zijn, maar alleen geen betekenis kunnen geven aan hun waarneming. Prosopagnosie is een speciale vorm hiervan; waarbij alleen de herkenning van gezichten ernstig beperkt is.

Herkenning van scènes en gebeurtenissen

Het herkennen van een scène vergt niet alleen de waarneming van een omgeving en individuele objecten, maar ook de perceptie van alle objecten samen. Uit onderzoek blijkt dat mensen erg goed zijn in het snel verwerken van visuele scènes. Om een scène goed waar te nemen moeten de ogen veel bewegingen maken. Een belangrijke vraag is dan ook door welk proces deze oogbewegingen gestuurd worden. Volgens de bottom-up verklaring worden de oogbewegingen gestuurd door nieuwe beeldeigenschappen zoals, helderheid, kleur of vorm. Volgens de top-down verklaring worden de oogbewegingen gestuurd door onze doelen en verwachtingen. Naast zicht wordt ons ook informatie over een scène verschaft door auditieve waarnemingen.

Voor het herkennen van gebeurtenissen, inclusief factoren als beweging en volgorde, zijn schema’s belangrijk: frameworks die een plan of theorie representeren en de organisatie van kennis ondersteunen. De schema’s scheppen bepaalde verwachtingen over hoe de gebeurtenis zal worden waargenomen, en worden eventueel aangepast als dit niet strookt met de gebeurtenis zelf.

Sociale perceptie

Hoewel gezichten essentieel zijn bij sociale herkenning, verandert de aanblik ervan constant (bijvoorbeeld door belichting, standpunt, make-up, gezondheid en uitdrukking). Toch kunnen mensen zeer accuraat gezichten van anderen herkennen. Dit is vooral het geval bij het herkennen van bekende gezichten. Onbekende gezichten, zoals bij ooggetuigenissen, worden soms juist erg slecht herkend. Het Bruce en Young model stelt dat de volgende processen essentieel zijn in gezichtsherkenning: herkenning (ik ken deze persoon), identificatie en emotieanalyse. Het neurale model van Haxby et al suggereert dat gezichtsherkenning berust op verschillende gebieden door het brein heen, waarbij een onderscheid kan worden gemaakt tussen onveranderlijke en veranderlijke aspecten van gezichten. Een belangrijk onderdeel van dit model is het breingebied fusiform face area (FFA), die selectief gebruikt zou worden voor het herkennen van gezichten.

Naast gezichten zijn stemmen ook belangrijk voor sociale herkenning. Stemmen dragen, onafhankelijk van taalkundige inhoud, informatie over. Emotionele inhoud van een uitspraak wordt bijvoorbeeld herkend door de prosodie; het ritme, de intonatie en klemtoonpatronen van spraak. Omdat de stem van elk individu, door de omvang en vorm van de spraaksystemen articulatie, uniek is, is dit een belangrijke bron van identiteitsinformatie.

Ten slotte blijkt dat mensen veel informatie kunnen afleiden uit beweging, zoals identiteit, emotie, gender en de uitgevoerde actie.

Wat zijn de processen van aandacht en bewustzijn? - Chapter 3

Er zijn verschillende processen van aandacht en bewustzijn, deze hangen met elkaar samen.

Aandacht

Aandacht is een beperkte hulpbron die ingezet wordt om de verwerking van belangrijke informatie te vergemakkelijken. Aandacht is noodzakelijk, omdat er veel meer informatie om ons heen is dan we zouden kunnen verwerken. Aandacht helpt ons een taak uit te voeren en relevante informatie te selecteren.

Taxonomie van aandachtsonderzoek

Externe aandacht verwijst naar het selecteren en controleren van inkomende sensorische infromatie. Interne aandacht verwijst naar het selecteren van controlestrategieën en het vasthouden van intern gegenereerde informatie zoals gedachten, doelen en motivaties.

Het aandachtssysteem van het menselijk brein

Het aandachtssysteem is een model van het menselijk brein dat drie aparte systemen voorstelt voor alarmering, oriënteren en uitvoerende functies. Het alarmerende systeem bestaat uit hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor het bereiken van een staat van opwinding. De frontal eye fields zijn gebieden in de frontale en pariëtale cortex die betrokken zijn bij snelle strategische aandachstcontrole. Het alarmerende systeem is de ‘aan’-knop voor ons gedrag als een gebeurtenis plaatsvindt, terwijl de oriënterende en uitvoerende systemen belangrijk zijn voor het organiseren van ons gedrag als reactie op wat er gebeurt.

Vroege theorieën van aandacht

Het cocktail party probleem beschrijft hoe we succesvol kunnen focussen op één spreker in een achtergrond van lawaai en andere gesprekken. Er zijn twee belangrijke verklaringen geopperd voor dit vermogen tot dichotisch luisteren: de filtertheorie en de bronnentheorie.

De filtertheorie komt voort uit experimenten met dichotisch luisteren, waaruit bleek dat mensen een bericht in het ene oor konden negeren terwijl ze zich op een ander bericht in het andere oor concentreerden. Een aspect van deze theorie is vroege selectie; het idee dat slechts één signaal door wordt gelaten en andere informatie verworpen wordt. Late selectie duidt op het idee dat alle stimuli worden geïdentificeerd, terwijl alleen diegene waar de aandacht op gericht is toegang wordt gegeven tot verdere verwerking. Binnen de filtertheorie is er nooit een definitieve beslissing genomen voor vroege of late selectie.

De bronnentheorie stelt ook dat aandacht gelimiteerd is, maar in plaats van deze beperking toe te schrijven aan de informatiecapaciteit van een enkel centraal kanaal, wordt aandacht gezien als een beperkte bron die op gepaste wijze verspreid moet worden. Aandacht kan dan aan de ene kant gezien worden als een ‘spotlight’ die voor ons interessante locaties verlicht, of als een ‘zoom lens’ die bepaalt hoeveel van een scène gedekt wordt op een bepaalde tijd. Er is echter ook bewijs gevonden dat aandacht zich niet per se op een locatie richt, zoals een spotlight, maar eerder op een bepaald object (of delen ervan).

Het duale taakparadigma, waarbij prestatie van deelnemers op twee taken afzonderlijk en die taken tegelijkertijd wordt gemeten, laat zien dat aandacht inderdaad een beperkte bron is. Als het limiet eenmaal bereikt is, moet de aandacht worden verdeeld over de taken en treedt er interferentie op. Aangezien bepaalde combinaties van taken (bijv. twee visuele taken), meer inferentie opleverden dan andere combinaties (bijv. een visuele en auditieve taak), laat het ook zien dat er niet slechts sprake is van één centrale aandachtsbron.

Een belangrijk kritiekpunt van de bronnentheorie is de vraag hoe ons aandachtssysteem ‘weet’ welke gebeurtenissen in de omgeving belangrijk genoeg zijn om de aandacht op te richten. Ook is er bewijs gevonden dat er mogelijk op duidt dat mensen soms hun aandacht niet verdelen, maar heel snel wisselen tussen taken.

Aandachtsmechanismen in perceptie en geheugen

Neurale mechanisme van aandacht in de primaire visuele cortex

Er zijn verschillende neurale modellen voorgesteld om te verklaren hoe aandacht selectief de visuele respons van neuronen kan vergroten. Het normalisatiemodel van aandacht is een recente theorie die voorgaande theorieën verenigt. Volgens dit model heeft aandacht twee functies: het vermogen om gevoeligheid voor zwakke stimuli te vergroten als die alleen gepresenteerd worden, en het vermogen om de impact van voor de taak irrelevante afleiders te verminderen als er meerdere stimuli gepresenteerd worden. Bij het verdelen van de aandacht tussen deze twee functies speelt normalisatie een rol, waarbij de originele input verandert wordt aan de hand van de omringende context.

Aandacht en werkgeheugen

Het werkgeheugen is een centraal cognitief mechanisme dat verbonden is met gescheiden opslagplaatsen voor visueel-ruimtelijke en fonologische informatie. Het dient als een interface tussen perceptuele input en interne representaties. Uit onderzoek blijkt dat er een nauwe relaties is tussen aandacht en werkgeheugen, hoewel de precieze aard van deze interactie nog ter discussie staat.

Paradigma’s voor het bestuderen van aandacht

Binnen aandachtsonderzoek zijn twee brede trends waar te nemen: de nadruk op zicht als primaire modaliteit om aandachtsmodellen te verkennen, en de ontwikkeling van experimentele paradigma’s zoals de visuele zoektocht, duale-taakinterferentie, inhibiton of return en attentional blink.

Visuele zoektocht

Dit onderzoek richt zicht zich op het probleem van hoe we aandacht gebruiken om een doel te zoeken in een visuele omgeving. Een belangrijke theorie hiervoor was de feature integration theory (FIT), waarbij herkenning van een doel werd bepaald door twee processen. Het eerste proces is pre-aandachtig en kan tegelijkertijd een hele scene analyseren en unieke kenmerken herkennen. Het tweede proces is het combineren van de afzonderlijke kenmerken. Dit laatste heeft te maken met het bindingsprobleem; oftewel dat we weten dat bij elkaar horende kenmerken apart verwerkt worden, maar wel als één geheel ervaren worden.

Een andere theorie op dit gebied is de guided search, waarbij er sprake is van een niet-selectieve weg, die collectieve aspecten van de visuele input analyseert om de aandacht te leiden. Dit gebeurt door middel van verdeelde aandacht, een proces dat lijkt op het eerder beschreven pre-aandachtige proces.

Inhibition of return

Dit verwijst naar het fenomeen dat nadat er visuele aandacht geschonken is aan een locatie in het visuele veld en de aandacht daarna verplaatst is, deze locatie lijdt aan een vertraagde reactie op gebeurtenissen. Dit mechanisme zorgt ervoor dat we eerder nieuwe locaties gaan onderzoeken in plaats van al eerder onderzochte locaties. Inhibition of return zorgt er bovendien voor dat we opvallende, maar irrelevante onderdelen van een beeld kunnen negeren en de aandacht op minder opvallende onderdelen kunnen richten.

Attentional blink verwijst naar het fenomeen dat als we naar een opeenvolging van snel gepresenteerde viduele beelden kijken, de tweede van twee stimuli niet geïdentificeerd kan worden als die zeer kort na de eerste stimulus gepresenteerd wordt.

Falen van aandacht

Veranderingsblindheid is het fenomeen dat substantiële verschillen tussen twee bijna identieke scènes niet waargenomen worden als deze opeenvolgend gepresenteerd worden.

Inattentional blindness: Dit is het fenomeen we recht naar een stimulus kunnen kijken maar dat we deze niet echt waarnemen als we er de aandacht niet op richten. Dit is bijvoorbeeld te merken als we naar een film kijken die grote verschillen heeft tussen twee opeenvolgende scenes, die we toch niet opmerken.

Bewustzijn

Subliminale perceptie verwijst naar het geval waar een stimulus onder de waarnemingsdrempel wordt gepresenteerd, maar toch invloed heeft op gedrag. Dit is een van de onderdelen van bewustzijnsonderzoek, hoewel er nog steeds geen eenduidige definitie is van bewustzijn. Een belangrijke oorzaak hiervan is dat bewustzijn in eerste plaats een subjectieve, eerste-persoon ervaring is van je ‘eigen bestaan’.

Functies van bewustzijn

Er zijn twee algemene benaderingen van de functie van bewustzijn. Het bewust inessentialisme stelt dat bewustzijn niet noodzakelijk is voor de acties die wij uitvoeren en dus niet ‘bestaat’. Het epifenomenalisme ontkent bewustzijn niet, maar stelt dat het geen functie heeft.

Op het eerste gezicht lijkt er een logische link te bestaan tussen bewustzijn en vrije wil. Uit onderzoek blijkt echter dat onbewuste voorbereiding op een handeling voorafgaat aan bewust besef van die handeling. Dit lijkt de eerdere veronderstelling tegen te spreken, waardoor sommigen geneigd zijn te concluderen dat ons gevoel van vrije wil slechts een illusie is.

Een voorgestelde functie van bewustzijn is dat het ons een samenvatting oplevert van onze huidige situatie die alle inkomende informatie integreert. De global workspace theorie stelt iets soortgelijks voor, namelijk dat bewustzijn flexibel, contextafhankelijk gedrag vergemakkelijkt. Ook is het gesuggereerd dat bewustzijn een belangrijk mechanisme is voor het begrijpen van de mentale staat van anderen, aangezien het ons in eerste plaats een inkijk geeft in ons eigen redeneren en beslissen.

Aandacht en bewustzijn

Aandacht en bewustzijn hebben veel overeenkomsten. Hoe kunnen we een onderscheid maken tussen de twee, als dit onderscheid al bestaat? Lamme (2003) suggereerde dat aandacht niet bepaalt of een input het bewustzijn bereikt, maar eerder bepaalt of een bewuste rapportage over de input mogelijk is. Belangrijk hierbij is het onderscheid tussen fenomenaal bewustzijn (ervaring op zich) en toegangsbewustzijn (wat we intuïtief denken dat bewustzijn is en wat beschikbaar is voor rapportage). Volgens het model zijn we ons van veel dingen fenomenaal bewust, maar bij gebrek aan aandacht vervliegen deze ervaringen snel.

Het verband tussen bewustzijn en hersenactiviteit

Tegenwoordig is er binnen onderzoek steeds meer aandacht voor het relateren van aspecten van bewustzijn aan hersenfunctioneren. Uit onderzoek naar patiënten waarbij de twee hemisferen van het brein van elkaar gescheiden waren bleek dat bewustzijn op een bepaalde manier verdeeld is over de hemisferen. Ook onderzoek naar patiënten met een blinde vlek (waarbij uit de hersenactiviteit blijkt dat ze een object waarnemen, maar dit niet kunnen rapporteren en dus niet ‘bewust’ waarnemen) heeft geleid tot vragen over de aard van bewustzijn.

De term neurale correlaten van bewustzijn (NCC) is een methode die probeert te onderzoeken hoe hersenactiviteit verandert als een stimulus bewust of wordt waargenomen of niet. Het doel van de benadering is de minimale neuronale mechanismen te vinden die voldoende zijn voor bewuste waarneming. Zo blijkt uit onderzoek naar binoculaire rivaliteit, oftewel het presenteren van een beeld aan elk oog, waarbij slechts één van de beelden tegelijkertijd bewust kan worden waargenomen, dat activiteit in de primaire visuele cortex noodzakelijk, maar niet voldoende is voor bewustzijn.

Welke verschillende onderdelen en functies heeft het geheugen? - Chapter 4

Het geheugen heeft verschillende functies, zoals encoderen (zorgen dat informatie opgeslagen kan worden), opslaan en terughalen. Traditioneel gezien wordt er een onderscheid gemaakt tussen het langetermijngeheugen, dat langdurige herinneringen en informatie over het uitvoeren van vaardigheden opslaat, en het kortetermijngeheugen, dat een kleine hoeveelheid informatie kort kan opslaan. De term werkgeheugen vertoont veel overlap met het kortetermijngeheugen; dit is het gedeelte van het geheugen dat ons bijvoorbeeld in staat stelt actieve informatie te manipuleren of een rekensom uit te voeren.

Sensorisch geheugen

Volgens de traditionele benadering is het sensorisch geheugen een tijdelijk zintuiglijk register dat input van de zintuigen tijdelijk verlengt voor zeer korte tijd, zodat relevante delen ervan verwerkt kunnen worden. Het sensorisch geheugen bestaat uit verschillende onderdelen.

Iconisch geheugen

De iconische opslag is de zintuigelijke opslagplek voor visuele stimuli. Dingen die we zien worden dus nog verlengd bewaard en zijn nog even toegankelijk voor ons. Uit onderzoek blijkt dat beelden ongeveer een halve seconde bewaard blijven.

Egoïsch geheugen

Het egoïsche geheugen is het auditieve equivalent van het iconische geheugen. Ook hierbij geldt dat er veel auditieve informatie voor zeer korte tijd kan worden opgeslagen. Onderzoek met behulp van onder andere de schaduwtechniek, waarbij deelnemers een boodschap die in één van beide oren ingesproken moeten herhalen, wijst uit dat de prestatie op deze taak na ongeveer 4 seconden sterk achteruit gaat. Verschillende factoren kunnen de prestatie bovendien negatief beïnvloeden. Bij backward masking wordt er een maskerende stimulus vlakbij of vlak na de doelstimulus gepresenteerd, waardoor de prestatie sterk achteruit gaat.

Het haptische geheugen is nog niet voldoende onderzocht, maar er is enig bewijs dat er een sensorisch geheugen bestaat voor tastzin.

Kortetermijngeheugen

Het kortetermijngeheugen (KTG) houdt actieve informatie voor korte tijd in het bewustzijn. De informatie is erg kwetsbaar en raakt snel verloren. Volgens het model van Atkinson-Shiffrin wordt informatie eerst opgeslagen in de sensorische opslag, waarna opvallende informatie wordt overgedragen naar het KTG. Of de informatie uiteindelijk wordt opgeslagen in het langetermijngeheugen (LTG), hangt af van een aantal factoren. Herhaling en elaboratieve herhaling (de informatie echt gaan verwerken) zorgen er vaak voor dat de informatie naar het LTG wordt overgedragen. Verval (het verloren gaan van de informatie in het KTG over tijd) en vervanging (het verloren gaan van de informatie in het KTG omdat er andere informatie binnenkomt), belemmeren de overdracht naar het LTG.

Het model stelt dus dat het KTG een beperkte capaciteit heeft. De digit span is een methode om de capaciteit van het KTG te meten door deelnemers zoveel mogelijk getallen terug te halen bij free recall (terughalen van informatie zonder aanwijzingen). De meeste mensen hebben een capaciteit van rond de 7 (+ of -2). Chunking is een strategie om de capaciteit te verhogen door kleine eenheden informatie samen te groeperen; dus bijvoorbeeld door in plaats van 1, 4, en 7 apart te onthouden, 147 als getal te onthouden.

Bij de free recall experimenten blijkt dat mensen items aan het begin (primacy effect) en aan het eind (recency effect) beter kunnen onthouden dan items in het midden van de lijst. Dit komt waarschijnlijk doordat eerdere items vaker worden opgeslagen in het LTG, terwijl daar in het midden minder tijd voor is. Latere items worden in het KTG gehouden. Uit taken met meerdere itemlijsten blijkt bovendien het negative recency effect; waarbij items aan het einde van de lijst slechter onthouden worden, omdat deze dus niet opgeslagen worden in het LTG. Bovengenoemde experimenten leveren allemaal bewijs voor het bestaan van een apart korte- en langetermijngeheugen. Bovendien wordt dit idee ondersteund door gevallen van dubbele dissociatie van functie, waarbij patiënten met verschillende typen hersenschade gebreken hebben in ofwel het LTG, ofwel het KTG. Het lijkt er echter wel op dat het LTG afhankelijk is van processen in het KTG.

Werkgeheugen

Uit onderzoek blijkt dat er bij taken zoals digit span en het recency effect mogelijk andere subsystemen onderliggend zijn. Hier komt het werkgeheugen (WG) kijken; dit kan gezien worden als de ‘werkplaats’ van het menselijk brein. Precieze definities van het WG en de relatie ervan met het KTG en het LTG verschillen tussen onderzoekers.

In Cowan’s ingebedde procesmodel wordt het WG gezien als een aandachtfocus met beperkte capaciteit en een tijdelijk geactiveerde subset van het LTG. Deze benadering legt de nadruk op de interactie tussen aandacht en geheugen en beschouwt WG in het licht van de LTG. Meervoudige componentmodellen daarentegen stellen voor dat WG opgedeeld kan worden in componenten, waarbij de primaire functie van WG het coördineren van bronnen, en richten zich op het identificeren en onderzoeken van de structuren die deze functie hebben.

Baddeley’s werkgeheugenmodel

Volgens Baddeley’s werkgeheugenmodel is WG niet slechts een opslagplaats voor het behouden van informatie in het bewustzijn, maar speelt het een belangrijke rol bij verwerking. Het model stelt vier componenten van WG voor, die hieronder beschreven zullen worden.

Fonologische lus

De fonologische lus is het component van WG dat zorgt voor tijdelijke opslag en manipulatie van fonologische informatie. Deze heeft weer twee subcomponenten; de fonologische opslagplaats, waar spraakgebaseerde informatie voor 2-3 seconden opgeslagen wordt, en articulatorische controleprocessen die informatie herhalen op een sub-vocaal niveau. Het aantal woorden dat kan worden opgeslagen heeft te maken met de articulatietijd van het woord (en niet met het aantal lettergrepen), waardoor sprekers van sommige talen meer woorden kunnen opslaan dan andere. Als iemand wordt gevraagd om iets anders te herhalen dan de relevante informatie (articulatorische onderdrukking), wordt het vermogen om subvocaal te herhalen verstoord. Ook is het behouden van de relevantie informatie moeilijker als er irrelevante spraak aanwezig is tijdens het leren, of als de te onthouden woorden qua klank veel op elkaar lijken.

Visueel-ruimtelijke schetsblok

Het visueel-ruimtelijke schetsblok is binnen het model van Baddeley verantwoordelijk voor het behouden en manipuleren van visuele en ruimtelijke informatie. Ook dit onderdeel heeft twee componenten; de visuele cache (de opslagplek voor visuele informatie) en de innerlijke klerk (die ruimtelijke verwerking toestaat). Uit onderzoek blijkt inderdaad steun voor de bewering dat de componenten voor ruimtelijke en visuele informatie, hoewel sterk verbonden met elkaar, apart zijn.

Centrale uitvoerder

De centrale uitvoerder in Baddeley’s model is het belangrijkste onderdeel van WG; het is een coördinerend systeem dat de functies en hierboven beschreven componenten reguleert. Volgens het supervisory activating system (SAS) model bestaan er twee types van cognitieve controle; automatische processen (voor routinetaken en goed geoefende taken) en een proces dat automatische verwerking kan verstoren en een alternatief schema kan selecteren. Uit onderzoek blijkt inderdaad steun voor het bestaan van twee dergelijke aparte controlesystemen. Zo maken mensen vaak capture errors, waarbij er gefaald wordt in het afwijken van geroutineerde handelingen. Bovendien kunnen mensen met het disexecutieve syndroom prima geoefende routinetaken uitvoeren, maar geen nieuwe dingen aanleren of afwijken van de gevestigde orde. Gevallen van benuttingsgedrag laten patiënten zien die spontane en oncontroleerbare handelingen of een compulsieve interactie met objecten vertonen.

Episodische buffer

De episodische buffer is een latere toevoeging aan het model van Baddeley. Het eerdere model had, naast de interactie met het KTG geen eigen opslagplaats. Er was dus een uitleg nodig voor de klaarblijkelijke interactie van het WM met het LTG en de manier waarop het WM soms een veel grotere opslagcapaciteit ten toon spreidt. De episodische buffer is toegankelijk voor de centrale uitvoerder of de subsystemen en heeft een verbinding met LTM. Het is een tijdelijke opslagstructuur met een beperkte capaciteit en staat integratie van modaliteitsspecifieke informatie toe.

Wat zijn de functies en structuur van het langetermijngeheugen? - Chapter 5

Het lange termijngeheugen fungeert als een opslagplaats voor alle herinneringen die we bezitten. Het bestaat uit twee componenten, het niet-declaratieve en het declaratieve geheugen.

Geheugen en amnesie

Het amnestisch syndroom is een permanente en doordringende geheugenstoornis die veel geheugenfuncties beïnvloedt. Hierbij is zowel sprake van anterograde amnesie, oftewel beperking van geheugen voor herinneringen na het begin van de stoornis, als van retrograde amnesie, oftewel verlies van herinneringen voor het begin van de stoornis. Mogelijke oorzaken van het amnestisch syndroom zijn hersenoperaties, infecties, hoofdschade of stoornissen zoals het syndroom van Korsakoff. Bij veel patiënten met amnesie is het taalvermogen en besef van concepten intact. Omdat deze kennis kennelijk vaak wel behouden blijft, terwijl andersoortige herinneringen verloren gaan, zijn er een aantal modellen ontwikkeld om dit te verklaren.

De structuur van het langetermijngeheugen

Het langetermijngeheugen (LTG) is een opslagplaats voor alle herinneringen die we bezitten. Het meervoudige geheugensystemenmodel stelt dat het LTG uit verschillende componenten bestaat, die verantwoordelijk zijn voor verschillende soorten herinneringen. Het niet-declaratieve of impliciete geheugen verwijst naar herinneringen die we niet bewust ophalen, zoals hoe je moet autorijden. Het declaratieve of expliciete geheugen verwijst naar bewuste herinneringen van gebeurtenissen, feiten, mensen en plaatsen. Geheugentesten die gebruik maken van methoden als free recall (bijv. wat is de hoofdstad van Frankrijk?), cued recall (welk woord begint met een P en is de hoofdstad van Frankrijk?), en herkenning (is Parijs de hoofdstad van Frankrijk?) doen vooral een beroep op het declaratieve geheugen. Bij patiënten met amnesie speelt vaak een verstoring van het declaratieve geheugen.

Tulving (1972) stelde een driedelig model van het LTG voor. Hij maakte binnen het declaratieve geheugen een extra onderscheid tussen het episodisch geheugen, oftewel geheugen voor gebeurtenissen en ervaringen, en het semantisch geheugen, oftewel geheugen voor feiten en kennis over de wereld. Niet iedereen is het echter met dit onderscheid eens; het is namelijk niet altijd even duidelijk wanneer een herinnering onder het episodisch geheugen of onder het semantisch geheugen valt, bijvoorbeeld in het geval van autobiografische herinneringen.

Niet-declaratief geheugen

Leren van vaardigheden

Het niet-declaratieve geheugen speelt een rol bij veel verschillende taken, zoals klassieke conditioneren, motorvaardigheden en priming. Het procedurele geheugen is een voorbeeld van niet-declaratieve herinneringen, zoals autorijden, je schoenveters strikken of je handtekening zetten. Zulk soort kennis wordt vergaard door middel van oefening en wordt na een tijdje vaak automatisch en onbewust.

Leren van gewoontes

Het aanleren van gewoontes vindt plaats over tijd, door middel van herhaalde associaties tussen stimuli en reacties. Omdat het vaak moeilijk aangeleerde gewoontes te onderzoeken zonder de invloed van declaratieve herinneringen, wordt er bij dit soort onderzoek vaak gebruik gemaakt van leren door probabilistische classificatie. Hierbij leren deelnemers associaties aan die niet vanzelf spreken en niet ‘onthouden’ kunnen worden. Het leren berust hier dus op ervaring die men op doet over verschillende trials.

Repetitief primen

Priming verwijst naar een impliciet herinneringseffect waarbij blootstelling aan een stimulus invloed heeft op een latere reactie. Bij een experiment dat gebruik maakt van priming krijgen de deelnemers een woordenlijst te zien met niet vaak voorkomende woorden. Later krijgen ze woorden te zien met ontbrekende letters, die ze dan moeten aanvullen om tot bestaande woorden te komen. Uit dit soort onderzoek blijkt dat de deelnemers geprimed zijn door de eerder getoonde woordenlijst, waarbij ze die woorden makkelijker aanvullen dan woorden die niet op de woordenlijst voorkomen. Soortgelijke experimenten worden bijvoorbeeld gebruikt om te laten zien repetitief primen intact is bij amensiepatiënten in afwezigheid van declaratief geheugen. Deze bevindingen leveren steun voor de aanname dat er een onderscheid is tussen declaratief en niet-declaratief geheugen.

Declaratief geheugen

Episodisch geheugen

Het episodisch geheugen binnen het LTG is het systeem dat ons in staat stelt eerdere ervaringen te herinneren en deze bewust her te beleven. Drie belangrijke eigenschappen van het episodisch geheugen is dat het een vorm van mentaal tijdreizen is, dat het een connectie met het zelf heeft en dat het mentale tijdreizen geassocieerd is met autonoetisch bewustzijn. Dit type bewustzijn stelt ons in staat om onszelf in de toekomst voor te stellen, vooruit te plannen en doelen te stellen. Episodisch geheugen is ernstig beperkt bij mensen met amnesie.

Het is belangrijk te onthouden dat herinneringen in het episodisch geheugen geen exacte replica zijn van de daadwerkelijke gebeurtenis; de herinneringen zijn constructief en worden vaak door onszelf aangevuld met andere informatie. Bartlett (1932) benadrukte de rol van schema’s bij het herinneren van gebeurtenissen, oftewel georganiseerde herinneringsstructuren die ons in staat stellen ervaringen op nieuwe situaties toe te passen. De schema’s creëren verwachtingen en kunnen worden gebruikt om missende informatie bij herinneringen (onbewust) aan te vullen. Uit onderzoek blijkt bijvoorbeeld dat deelnemers verhalen die ze gehoord hebben en moeten navertellen aanvullen met hun eigen kennis over voor hun bekende gebeurtenissen en verhalen. Op deze manier kunnen herinneringen dus verstoord raken.

Prospectief geheugen

Een belangrijke functie van het episodisch geheugen is het vermogen om herinneringen te gebruiken om toekomstig gedrag te beïnvloeden. Geheugen dat ons in staat stelt om plannen bij te houden en bedoelde handelingen uit te voeren, oftewel het ‘herinneren om te herinneren’, wordt prospectief geheugen genoemd. Als dit faalt is er vaak sprake van het onderbreken van routines, zoals dat je gelijk naar huis gaat (zoals altijd), in plaats van een omweg te maken om een brief te posten (het doorbreken van de routine). Ellis (1988) maakte onderscheid tussen pulses, bedoelingen die aan tijd gebonden zijn, en steps, bedoelingen die binnen een ruimer tijdsframe kunnen worden uitgevoerd.

Autobiografisch geheugen

Autobiografische herinneringen zijn episodische herinneringen voor gebeurtenissen die een persoon persoonlijk tijdens zijn leven heeft meegemaakt. Deze zijn sterk geassocieerd met het zelf, en kunnen gezien worden als onze bewuste levensgeschiedenis. Dit soort herinneringen zijn vatbaar voor vervorming door latere gebeurtenissen en het zelfbeeld dat iemand heeft. Naar dergelijke valse herinneringen, oftewel inaccurate herinneringen van gebeurtenissen die wel of niet gebeurd zijn is veel onderzoek gedaan. Zo blijkt dat valse herinneringen blijven bestaan, soms zelfs nadat iemand er aan is herinnerd dat de herinnering niet klopt. Dit kan komen door verbeeldingsinflatie, het versterken van een valse herinnering door herhaalde terughaling.

Een déjà vu is een illusie van het autobiografisch geheugen, en kan worden beschreven als ‘kennis dat een situatie niet ervaren is, gecombineerd met het gevoel dat dat wel zo is’. Dit is een veelvoorkomende ervaring, en de verklaring hiervoor staat nog niet vast.

Semantisch geheugen

Het semantisch geheugen is de opslagplek van algemene kennis over de wereld, de mensen erin en feiten over onszelf. Mensen die in dezelfde cultuur leven delen vaak een groot deel van hun semantisch geheugen. Metageheugen verwijst naar het vermogen om de inhoud van ons geheugen te inspecteren en te controleren, oftewel te ‘weten of we iets weten’. Bij amnesie wordt veel van het semantisch geheugen, zoals taal en concepten, behouden. Of andere kennis, zoals dingen die je op school leert, ook verloren gaat bij amnesie, staat ter discussie. Uit onderzoek blijkt enig bewijs voor het bestaan van een permastore, oftewel het langetermijnbehoud van inhoud die verworven is en keer op keer opnieuw geleerd, zelfs als het daarna zelden gebruikt wordt. Mogelijk is dit ook het geval voor persoonlijk semantisch geheugen.

Het is duidelijk dat er een algemeen onderscheid gemaakt kan worden tussen declaratief en niet-declaratief geheugen, en binnen het declaratieve geheugen tussen semantisch en episodisch geheugen. De categorieën vertonen in bepaalde gevallen echter veel overlap, en de mate van scheiding of overlap is onderwerp van verder onderzoek.

Hoe leert en vergeet men? - Chapter 6

Er zijn verschillende manieren en methoden om te leren, en oorzaken voor vergeten.

Leren

De eerste stap bij het leren van nieuwe informatie is het encoderen van die informatie tot een interne representatie in het werkgeheugen. Die representatie moet dan ontwikkelen tot een geheugenrestant: een mentale representatie van opgeslagen informatie. Dit gebeurt door middel van verwerking.

Theorie van verwerkingsniveaus

Volgens de theorie van verwerkingsniveaus leidt oppervlakkige encodering tot zwak behoud, en diepe encodering tot verbeterd behoud en herinnering. Leren hoeft niet met opzet te gebeuren; incidenteel leren (zonder bedoeling om te leren) kan ook goed werken. De moeilijkheid van deze theorie is echter dat er geen objectieve maat is voor de diepte van de verwerking.

Geheugenstrategieën

Er zijn verschillende geheugenstrategieën die geheugenprestatie verbeteren. Categorisatie is een geheugenstrategie waarbij items in bekende categorieën worden ingedeeld, wat tot betere herinnering leidt. De methode van loci is een strategie waarbij er een bekende route wordt voorgesteld, en beelden van de te herinneren items worden gekoppeld aan bekende plekken op de route. Interacterende beelden is een strategie waarbij levendige en bizarre beelden worden gevormd van de te herinneren items, die op een bepaalde manier met elkaar interacteren.

De effectiviteit van dit soort methoden kan worden uitgelegd aan de hand van de duale-coderingshypothese. Deze theorie stelt dat de betekenis van concrete woorden zowel verbaal als beeldend kunnen worden voorgesteld. Omdat abstracte woorden alleen verbaal kunnen worden voorgesteld, zijn deze moeilijker te onthouden.

Encoderingsspecificiteit

Het principe van encoderingsspecificiteit stelt dat als de context bij het terughalen lijkt op de context bij het encoderen, dat het geheugen dan beter werkt. Als woorden bij het leren bijvoorbeeld in hoofdletters worden gepresenteerd, worden deze bij het terughalen beter herkend als ze dan ook in hoofdletters worden gepresenteerd dan in kleine letters.

Contextafhankelijke terughaling

Onderzoek naar contexteffecten wijst uit dat het geheugen beter werkt als de externe omgeving bij het testen gelijk is aan de omgeving bij het leren. Woorden worden bijvoorbeeld beter onthouden als mensen woorden onder water leren en ook onder water getest worden, dan als de woorden op het land getest worden. Soortgelijke resultaten zijn ook gevonden voor gelijke interne fysiologische staten of gemoedstoestanden bij zowel het leren als het terughalen.

Het spacing-effect

Het spacing effect verwijst naar het verschijnsel dat materiaal dat op verspreide momenten geleerd wordt beter onthouden wordt dan materiaal dat in één aansluitende sessie wordt geleerd. ‘Blokken’ de nacht voor een tentamen is dan ook minder effectief dan het materiaal over een langere periode in kleinere stukken te leren. Er zijn verschillende verklaringen mogelijk voor dit effect. Mogelijk is er bij verspreide sessies bijvoorbeeld meer variabiliteit in de presentatie van het materiaal, waardoor er meer aanwijzingen gekoppeld zijn aan het geleerde materiaal.

Vergeten

We spreken van vergeten als iemand informatie niet kan terughalen die eerder wel beschikbaar was voor het geheugen. Veel onderzoekers hebben zich door de jaren heen beziggehouden met onderzoek naar vergeten, waaronder Ebbinghaus. Hij bedacht een methode met onzinlettergrepen (bijv. FEC, DUV, etc.). De resultaten werden gepresenteerd in termen van savings, oftewel lettergrepen die niet opnieuw hoefden te worden geleerd bij herhaalde trials.

Interferentie

Interferentie is een belangrijke oorzaak van vergeten. We spreken van proactieve interferentie als eerder geleerd materiaal later leren verstoort, en van retroactieve interferentie als later leren het geheugen voor eerder geleerd materiaal verstoort. Uit onderzoek blijkt dat hoe meer het interfererende leren lijkt op het origineel geleerde materiaal, hoe groter de mate van vergeten. Een veelgebruikte methode bij onderzoek naar vergeten is het gepaarde associaties paradigma. Dit is een geheugentaak waarbij deelnemers woordparen te zien krijgen bij het leren, en bij de test een van de twee woorden te zien krijgen. Ze moeten dan het tweede woord van het woordpaar noemen.

Verval en consolidering

Als interferentie geen rol speelt, zou vergeten dan nog steeds voorkomen? Het is helaas onmogelijk om de effecten van verval over tijd te onderzoeken terwijl alle mogelijke interferentie uitgesloten wordt.

Een mogelijke benadering stelt dat herinneringen vervallen tenzij ze geconsolideerd (versterkt) worden. Uit onderzoek blijkt bijvoorbeeld dat het geheugen beter is als leren gevolgd wordt door een periode van slapen dan door een periode van normale dagelijkse activiteit. Dit positieve effect van slaap/inactiviteit wordt ook wel retrograde facilitatie genoemd.

In neurowetenschappelijk onderzoek naar slaap ligt de nadruk op lange-termijnpotentiatie (LTP), oftewel de langdurige verbetering in signaaltransmissie tussen twee neuronen die resulteert uit het gelijktijdig stimuleren van deze neuronen. LTP wordt beschouwd als een belangrijk mechanisme bij leren en herinneren. LTP kan niet worden opgewekt in niet-REM slaap; mogelijk worden dus gedurende niet-REM slaap recente herinneringen die beginnen te consolideren beschermd tegen interferentie van nieuwe herinneringen.

Ook uit onderzoek naar retrograde amnesie en effecten van alcohol en benzodiazepines blijkt sterk bewijs voor het idee dat herinneringen over tijd consolideren. De hippocampus speelt een belangrijke rol in dit proces. Alcohol en benzodiazepines werken voor het geheugen ongeveer hetzelfde als slaap; als mentale activiteit en dus het vormen van nieuwe herinneringen verminderd wordt, worden eerder gevormde herinneringen beschermd tegen de effecten van retroactieve interferentie. Dit is consistent met het idee dat vergeten een retroactief effect is van de herinneringsformatie die gepaard gaat met normale mentale activiteit.

Functionele benaderingen van vergeten

Hoewel vergeten vaak als iets negatiefs wordt gezien, zou het ook niet praktisch zijn om alles te onthouden wat je ooit geleerd hebt. In dramatische gevallen kunnen mensen last hebben van intrusieve herinneringen van traumatische gebeurtenissen die ze liever niet willen onthouden.

Retrieval-induced forgetting en direct vergeten

Het RIF-paradigma verwijst naar het verstoorde vermogen om items terug te halen door eerdere terughaling van gerelateerde items. Als je bijvoorbeeld probeert leuke herinneringen van een vakantie terug te halen, worden de minder leuke herinneringen moeilijker om terug te halen. In het direct vergeten-paradigma wordt geheugenbeperking teweeggebracht door de instructie om bepaalde items te vergeten. Als mensen deze items dan later wel moeten terughalen, is dit veel moeilijker.

Het denken/niet denken paradigma

Dit paradigma is een geheugenmanipulatie waarbij deelnemers geïnstrueerd worden een herinnering niet terug te halen, ook al is er een sterke aanwijzing aanwezig. Hieruit blijkt dat mensen bewust activatie van de hippocampus, die gerelateerd is aan terughalen van herinneringen, kunnen reguleren.

Alledaags geheugen

Een belangrijk probleem met de hierboven besproken onderzoeken naar geheugen is de ecologische validiteit, oftewel de mate waarin de resultaten van experimenten in het laboratorium toegepast kunnen worden in alledaagse situaties. Onderzoek naar geheugen is niet altijd even representatief of generaliseerbaar naar de ‘echte’ wereld. Hieronder worden een aantal bevindingen gepresenteerd die wat dichter bij ons alledaagse leven staan.

Flashbulb memories

Flashbulb memories zijn levendige herinneringen aan een dramatische gebeurtenis en de omstandigheden waarin die gebeurtenis werd beleefd of gehoord. Hoewel men eerst dacht dat dit soort herinneringen buitengewoon levendig en accuraat waren, blijkt uit onderzoek dat grote onnauwkeurigheden in flashbulb memories veel voorkomen. Opvallend is dat mensen juist bij deze herinneringen veel vertrouwen hebben in hun geheugen, terwijl dat vaak niet terecht blijkt te zijn.

Ooggetuigenissen

Ook bij verhalen van ooggetuigen blijkt grote voorzichtigheid in acht genomen te moeten worden. De stress en angst die bij de gebeurtenissen gepaard gaat blijkt vaak te zorgen voor verminderde geheugenprestatie. Ook formulering van de vragen en de gebaren en lichaamstaal van de ondervrager aan de getuigen heeft grote invloed op de getuigenis die vervolgens gegeven wordt. Dit zijn allemaal voorbeelden van retroactieve interferentie.

Effectief studeren

Uit onderzoek onder studenten blijkt dat er drie leerstijlen onderscheiden kunnen worden. Bij oppervlakkig leren proberen studenten teksten uit het hoofd te leren zonder deze te begrijpen. Bij diep leren doen studenten moeite om het materiaal te begrijpen en het betekenis te geven. Bij strategisch leren doen studenten moeite om te bedenken welke vragen op het tentamen voor zullen komen en bedenken strategieën om het minimum vereiste te leren. Diep leren blijkt de effectiefste methode te zijn, vooral als dit gecombineerd wordt met strategisch leren. Jezelf testen op wat je geleerd hebt werkt ook goed.

Welke representaties van kennis zijn er? - Chapter 7

We gebruiken concepten, mentale representaties van klassen van items, om alle objecten die in die categorie horen te representeren. Onze langetermijn kennis van de wereld is dan ook gebaseerd op concepten en relaties tussen concepten.

Theorieën van conceptuele representatie

Er zijn verschillende benaderingen van de term ‘concepten, die hieronder zullen worden besproken.

Definitiebenadering

Sommige concepten, zoals ‘vrijgezel’, kunnen makkelijk worden gedefinieerd (ongetrouwde man). Andere concepten, vooral tegenwoordig, zijn moeilijker vast te leggen in een definitie. Er wordt dan ook veel onderzoek gedaan naar alternatieve manieren om slecht gedefinieerde concepten te representeren en gebruiken.

Prototypebenadering

Hoewel mensen vaak in categorieën denken, zijn niet alle concepten even makkelijk in een bepaalde categorie te plaatsen. Typicaliteit is de mate waarin een object representatief is voor de categorie. Mensen blijken heel goed te zijn in het maken van oordelen aan de hand van typicaliteit. Rosch en Mervis suggereerden dat leden van een categorie een familiegelijkenis delen en dat leden scores kunnen krijgen voor de mate waarin ze op elkaar lijken. Oordelen over typicaliteit worden dan gemaakt op basis van hoeveel een item lijkt op andere categorieleden. Het item dat de meeste familiegelijkenis heeft en dus het beste de categorie representeert, wordt het prototype genoemd.

Categorieën en concepten vormen meestal hiërarchieën, zoals dier, hond, pekinese hond, etc. Het middelste niveau van de hiërarchie is de meest fundamentele en wordt het basisniveau van categorisatie genoemd. Op dit niveau zijn leden van de categorie zeer gelijk aan elkaar maar zijn de categorieconcepten duidelijk onderscheiden. Hamers en zagen zijn bijvoorbeeld erg onderscheiden van elkaar, terwijl typen zagen zeer gelijk aan elkaar zijn. De categorie gereedschap is dan het basisniveau.

Hoewel de protoypebenadering veel voordelen heeft, zijn er ook een aantal beperkingen. Abstracte en ad hoc concepten passen namelijk moeilijk in de benadering. Ook is het moeilijk om kennis over variabiliteit in kenmerken van leden en de bruikbaarheid daarvan als aanwijzingen in te passen in het idee van prototypen.

Modelgebaseerde benaderingen

Een populair alternatief voor de prototypebenadering is de modeltheorie (exemplar theory). Deze stelt dat categorieën worden gerepresenteerd door bewaarde voorbeelden, waarvan elk is verbonden aan de naam van de categorie. Hierbij is dus geen sprake van een protoype. Een voordeel van deze theorie is dat het variabiliteit representeert binnen een categorie. Als mensen bijvoorbeeld moeten zeggen of een voorwerp een pizza of liniaal is terwijl ze alleen weten dat het voorwerp 30 cm lang is, kiezen veel mensen voor de optie ‘pizza’. Dat komt doordat ze meer soorten pizza kunnen bedenken die 30 cm lang zijn, terwijl van linialen minder variabele voorbeelden zijn te bedenken.

Theorie-/kennisgebaseerde benaderingen

Niet alle categorieën zijn gebaseerd op oppervlakkige overeenkomsten of gedeelde kenmerken; sommige zijn bijvoorbeeld gebaseerd op doelen (dingen die je zou redden uit een brandend huis). Andere zijn heel divers, zoals ‘dronken acties’. Zulke categorisaties worden eerder gedreven door kennis in plaats van gelijkenis. De theoriegebaseerde benadering gaat er dan ook van uit dat concepten informatie bevatten over de relaties met andere concepten en de relaties tussen de kenmerken onderling.

Essentialisme

Essentialistische benaderingen gaan er vanuit dat alle leden van een bepaalde categorie een essentiële eigenschap met elkaar delen. Barton en Komatsu (1989) stellen dat er drie verschillende typen concepten zijn. Nominale concepten hebben duidelijke definities, zoals een driehoek. Natuurlijke concepten worden gezien als natuurlijk voorkomend, zoals katten, honden, regenbuien, etc. De essentiële eigenschap van dit type is gebaseerd op uiterlijk. Artefactconcepten zijn gerelateerd aan door mensen ontworpen objecten die gedefinieerd worden in termen van hun functie, zoals televisies, auto’s, etc. De essentiële eigenschap van dit type is dan ook hun functie.

Gegronde representaties versus amodale representaties

In veel informatieverwerkingsbenaderingen wordt conceptuele kennis, zoals motorische kenmerken (aanraakbaar, ruw, etc.), gerepresenteerd door amodale, oftewel abstracte representaties. Barsalou stelt echter dat de representatie meer gegrond is, waarbij het brein een object (bijvoorbeeld een stoel) representeert in termen van hoe het eruit ziet, hoe het voelt om erop te zitten, etc. Hierbij speelt simulatie, de uitgebreide herbeleving van een eerdere ervaring, een belangrijke rol. Uit onderzoek blijkt veel steun voor het idee van deze gegronde modaliteitsspecifieke aspecten van conceptuele representatie. Of abstracte concepten echter door middel van herbeleving kunnen worden uitgelegd blijft controversieel.

Verbeelding en concepten

Verbeelding en visueel-ruimtelijke verwerking: overlap?

Visuele verbeelding wordt in de literatuur vaak bestudeerd in termen van overlap met visueel-ruimtelijke verwerking: de mentale manipulatie van visuele of ruimtelijke informatie. Omdat visueel-ruimtelijke en verbeeldingstaken vaak voor interferentie zorgen onderling, is er reden om aan te nemen dat beide processen van dezelfde mentale en neurale bronnen gebruik maken.

Scannen en vergelijken van beeld

Het scannen en vergelijken van mentale beelden doen we vaak voor praktische doeleinden: zou die kast door de deur passen, is deze kast groter dan die in de winkel stond, etc. Uit onderzoek blijkt steun voor het idee dat het scannen, vergelijken en roteren van mentale beelden, gelijk is aan het opereren van ‘plaatjes’ in het hoofd. Pylyshyn is echter van mening dat verbeelding slechts een bijproduct is van onderliggende cognitieve processen, maar geen functionele rol op zichzelf heeft. Hij is dan ook overtuigd van amodale representaties als onderliggend aan de ervaring van verbeelding.

Ambiguïteit van beelden

De bekende Duck-Rabbit figure en de Necker Cube zijn goede voorbeelden van ambigue figuren die alternatieve en elkaar afwisselende structuren genereren. Uit onderzoek naar dit soort figuren blijkt dat mensen wel degelijk een vaste interpretatie hebben van mentale beelden, terwijl dit bij echte plaatjes niet het geval hoeft te zijn. Het is dus aannemelijk dat mentale beelden niet geheel hetzelfde werken als echte plaatjes.

Neuropsychologie/neurowetenschap van verbeelding

Als verbeelding een herbelevenis van perceptie zou zijn, is het te verwachten dat dezelfde hersengebieden betrokken zijn bij beide processen. Uit onderzoek blijkt inderdaad dat activatie van de occipitale kwab en de vroege visuele cortex bij beide processen een rol speelt. Echter, sommige mensen met hersenschade hebben intacte visuele perceptie maar verstoorde verbeeldingskracht, en andersom. Het lijkt er dus op dat hoewel hersengebieden voor perceptie en verbeelding overlap vertonen, ze niet identiek zijn.

Wat is het motorisch systeem? - Chapter 8

Het motorsysteem omvat de onderdelen van de centrale en perifere zenuwstelsels, samen met de spieren, gewrichten en botten die beweging mogelijk maken.

Motorische controle

Woodworth (1899) was de eerste die verschillende fases voorstelde voor het plannen en controleren van beweging. In de twintigste eeuw werd motorische controle vooral vanuit een fysiologisch perspectief benaderd. Bernstein (1967) kwam als eerste met het degrees of freedom probleem: omdat de spieren en gewrichten op ontelbaar veel verschillende mogelijke manieren kunnen bewegen, is het de vraag hoe we een bepaalde beweging selecteren om een bepaald doel te bereiken. Dit is een beetje te vergelijken met het inversieprobleem binnen de studie naar zicht; er zijn ook hier namelijk ontelbaar veel verschillende manieren om een 2-D beeld dat op de retina valt te interpreteren als een 3-D beeld. Er zijn verschillende benaderingen die een verklaring bieden voor hoe bewegingen worden gepland en uitgevoerd.

Equilibriumhypothese

Deze theorie benadrukt de speciale relatie tussen het brein en de spieren. De spieren worden hierbij voorgesteld als springveren, waar afhankelijk van de houding meer of minder druk op wordt uitgeoefend omdat ze worden uitgerekt. Elke beweging naar een andere houding is dus een beweging van de ene stabiele houding naar de andere. Deze theorie is echter niet zo goed toepasbaar op ingewikkeldere bewegingen.

Dynamische systeemtheorie

Deze theorie beschrijft motorische controle als een proces van zelforganisatie tussen een dier en zijn omgeving. Er worden vervolgens speciale wiskundige technieken gebruikt om te beschrijven hoe het gedrag van een systeem (in dit geval, het menselijk lichaam), verandert over de tijd.

Optimale controletheorie

Deze theorie ziet motorische controle als het evolutionaire of ontwikkelingsmatige resultaat van het zenuwstelsel, dat probeert organisatorische principes te optimaliseren. Het is in feite een geavanceerde vorm van simpele feedback mechanismen: bewegingen worden geoptimaliseerd aan de hand van feedback over de mate waarin een bepaald doel wordt bereikt. Om vertraging in de feedback te voorkomen wordt het voorwaartse model gebruikt; waarbij er voorspellingen worden gemaakt over de relaties tussen acties en de consequenties daarvan.

Bovenstaande drie theorieën leveren allemaal een belangrijke bijdrage aan het uitleggen van hoe motorische controle werkt. De equilibriumhypothese laat zien dat de complexiteit van een motorisch plan gesimplificeerd kan worden aan de hand van eigenschappen van spieren. De dynamische systeemtheorie laat zien dat overgangen tussen verschillende actiestaten kunnen worden uitgelegd aan de hand van de ontwikkeling van een systeem over tijd. De optimale controletheorie zorgt ervoor dat optimale organisatorische principes kunnen worden geïntegreerd in het systeem van het plannen, produceren en waarnemen van onze acties. Elke theorie legt echter maar een deel uit van gedrag en theorie.

Productie van complexe acties

Het verklaren van hoe we doelen bereiken door een sequentie van bewegingen vereist meer interactie met ander cognitieve processen. Onderstaande theorieën richten zich op het verklaren van complexere acties.

Actiesequenties

De associatieve kettingtheorie stelt dat het eind van een bepaalde actie geassociëerd is met het stimuleren van het begin van een volgende actie in de sequentie. Lashley legde dit uit aan de hand van taalproductie; woorden in een zin zouden bijvoorbeeld aan elkaar verbonden zijn door geassocieerde links. Bewijs hiervoor komt bijvoorbeeld van het ‘slip-of-the-tongue’ fenomeen, waarbij je per ongeluk een ander woord zegt dat geassocieerd is met het woord dat je eigenlijk wilde zeggen. Deze theorie legt echter niet uit welke mechanismen en overkoepelende beperkingen het associatieve proces sturen.

Hiërarchische modellen van actieproductie

Aangezien de verschillende mechanismen in Lashley’s model tegelijkertijd in parallel werkten om sequenties te creëren, was het belangrijk om te bekijken hoe die mechanismen georganiseerd waren. Onder andere Miller en Estes stelden een hiërarchische indeling van schema’s voor. Het temporale aspect van een actiesequentie (bijvoorbeeld koffie zetten), oftewel de volgorde en hoe losse stappen getriggerd worden, kan worden uitgelegd aan de hand van terugkerende netwerken. Dit zijn kunstmatige neurale netwerken met connecties tussen de eenheden, waardoor een cirkel van activatie ontstaat. Patronen van activatie en inhibitie binnen de hiërarchie werken middels interactieve interactie, waarbij de activatie van een bepaalde eenheid zorgt voor inhibitie van de andere eenheden.

Hersenschade en actieproductie

Schade aan de frontale cortex is vaak verspreid over verschillende gebieden, en kan leiden tot verschillende syndromen waarbij de patiënt fouten maakt in het produceren van actiesequenties, zoals actiedisorganisatie-syndroom. Dit syndroom valt onder een bredere familie van bewegingsstoornissen genaamd apraxia, waarbij de patiënt het vermogen verliest bepaalde motorische handelingen uit te voeren terwijl de sensorische en motorische systemen nog intact zijn.

Actierepresentatie en perceptie

Theorieën van actierepresentatie

Het idee van de cognitieve sandwich is dat cognitie aan de ene kant omgeven wordt door perceptie, en aan de andere kant door actie. Bovenstaande theorieën passen binnen dit idee. Hieronder worden echter theorieën besproken waarbij cognitieve representaties van actie zich mengen met representaties van zowel perceptie als actie.

Ideomotortheorie

De ideomotortheorie is een sinds lange tijd bestaande theorie die actie en perceptie ziet als nauw verbonden met elkaar. Zo is een bepaalde actie geassocieerd met de sensorische uitkomsten van die actie. In de jaren negentig werd dit idee uitgewerkt binnen het framework van common coding; een theorie die stelt dat zowel productie als perceptie bepaalde representaties van acties delen. In plaats van een vertaling van sensorische codes naar motorische codes en andersom, zoals bij de cognitieve sandwich, bestaat er volgens deze theorie een laag van presentatie waar event codes en action codes overlappen. Steun voor deze benadering komt onder andere van onderzoek waaruit blijkt dat er interferentie optreedt als er tegelijkertijd beroep wordt gedaan op het waarnemen en produceren van een actie.

Spiegelmechanismen en actie-observatie

Spiegelneuronen representeren zowel de sensorische aspecten van het waarnemen van een actie als de motoraspecten van het produceren van die actie. Neuronen die normaal gesproken betrokken zijn bij het uitvoeren van een actie zijn dus gevoelig voor het waarnemen van die actie. Uit onderzoek blijkt dat dit een algemene informatieverwerkingsstrategie is, en niet slechts een beperkt mechanisme. Over de rol van spiegelneuronen is veel controversie. Mogelijk is het een manier om het doel van de actie van degene die we waarnemen te achterhalen, of is het een manier om te leren door middel van imitatie.

Belichaamde cognitie

De belichaamde benadering van cognitie stelt dat perceptie en actie zeer nauw met elkaar verbonden zijn. Dit idee dat perceptuele representaties van de wereld verbonden zijn met representaties van acties wordt geïllustreerd door common coding en spiegelneuronen. Het idee van belichaamde cognitie benadrukt het belang van ons lichaam bij cognitie, alswel het belang van de omgeving bij cognitie. Metaforische gebaren zijn hier een voorbeeld van; we gebruiken vaak gebaren om abstracte of concrete concepten uit te drukken of te verduidelijken. Mogelijk levert dit bewijs voor de benadering dat onze ideeën belichaamd zijn in fysieke acties.

Op welke manieren zijn problemen op te lossen? - Chapter 9

Problemen zijn op te lossen door herstructurering, door andere representatie of inzicht, of door creatieve oplossingen.

Problemen en probleemtypes

Een probleem kan worden gedefinieerd als een situatie waarin je een doel hebt, maar niet weet hoe je die moet bereiken. Een probleem kan beschreven worden als slecht gedefinieerd of goed gedefinieerd, afhankelijk van de hoeveelheid informatie die je aan het begin hebt wat betreft de beginsituatie, mogelijke acties of doelen. Kennisrijke problemen vereisen specialistische kennis, terwijl dit bij kennisarme problemen niet of minder het geval is. Tegenstander-problemen zijn die waarbij er een denkende tegenstander is die probeert jouw doelen te verslaan (bijvoorbeeld schaken), terwijl dit bij niet-tegenstander-problemen niet het geval is (bijvoorbeeld een puzzel).

Geschiedenis en achtergrond

De Gestalt-benadering

De Gestalt-benadering ziet probleem oplossen als het zien van nieuwe patronen, oftewel herstructurering, waarbij inzicht en begrip een grote rol spelen. Een herstructurering die leidt tot een snelle oplossing wordt een inzicht genoemd. Er zijn twee belangrijke barrières voor inzicht: set, de tendens om te blijven hangen in een bepaalde benadering van een probleem, en functionele fixatie, de moeilijkheid om een nieuwe functie te bedenken voor een bekend object. Een set kan veroorzaakt worden door intensieve ervaring of training in bepaalde problemen, terwijl functionele fixatie vaker optreedt bij volwassenen of als het object zodanig gepresenteerd wordt dat de gebruikelijke functie er makkelijk mee geassocieerd wordt.

De informatieverwerkingsbenadering

Binnen de informatieverwerkingsbenadering wordt problemen oplossen bij mensen vergeleken met de strategieën die computerprogramma’s gebruiken. Hieruit zijn een aantal concepten voortgekomen. De probleemruimte is een abstracte representatie van de mogelijke toestanden die het probleem kan aannemen. Hieronder vallen de subtypes toestand-actie-ruimte, oftewel een representatie van hoe een probleem getransformeerd kan worden van de starttoestand door tussenliggende toestanden naar het doel, en de doel-subdoel-ruimte, oftewel een representatie van hoe een probleem opgebroken kan worden subdoelen en sub-subdoelen.

Toestand-actie-ruimtes

Bij een grotere probleemruimte is het moeilijker om de doeltoestand te vinden. Hiervoor zijn drie mogelijke hoofdstrategieën. Bij depth first search wordt steeds maar één toestand gegenereerd uit elke tussentoestand (bijvoorbeeld steeds de rechtertak kiezen in een beslisboom). Deze strategie garandeert echter niet dat het doel gevonden wordt of dat men de beste oplossing bereikt. Bij de breadth first search wordt elke mogelijke zet overwogen op elk niveau. Dit is een zeer intensieve strategie, maar verzekerd wel dat het doel bereikt wordt. Bij progressive deepening waarbij de depth first strategie tot een beperkte diepte wordt gebruikt, waarna er teruggegaan wordt naar het begin en weer tot een beperkte diepte wordt gezocht. Hierbij wordt het doel gegarandeerd bereikt, en is mogelijk sneller dan een complete depth first als de oplossing toevalligerwijs snel gevonden wordt.

Doel-subdoel-ruimtes

Bij dit soort probleemruimtes wordt het probleem onderverdeeld in subdoelen en sub-subdoelen. Het is handig dit te gebruiken in het geval van een groot aantal mogelijke alternatieve acties, omdat het voor probleemreductie zorgt.

Inzicht

Bovenstaande strategieën zijn toepasbaar bij problemen die opgelost kunnen worden door in een bepaalde representatie te zoeken. Bij problemen die een verandering in representatie vereisen zijn deze benaderingen echter minder goed toepasbaar. Hoewel de Gestalt-benadering stelt dat het oplossen van inzichtproblemen het speciale proces herstructurering vereist, zijn sommige wetenschappers van mening dat het slechts normale zoek- en probleemanalyseprocessen vereist. Uit neurologisch onderzoek blijkt dat verschillende neurale processen actief zijn bij het oplossen van inzicht en niet-inzicht problemen. Het lijkt er dus op dat er wel degelijk een fundamenteel onderscheid is tussen deze twee soorten problemen.

Recente theorieën van inzicht

Er zijn twee hoofdbenaderingen voor het uitleggen van problemen oplossen door middel van inzicht.

1. De representationele veranderingstheorie legt inzicht uit aan de hand van verschillende fases: probleemperceptie, probleemoplossen (heuristieke zoekprocessen), impasse (de initiële representatie zorgt voor vastlopen), herstructurering (nieuwe encodering van de representatie), deels inzicht en vol inzicht. Bij herstructurering is constraint relaxation benodigd; oftewel het losser maken van de beperkingen omtrent wat er gedaan moet of mag worden om het doel te bereiken. Deze theorie lijkt te kloppen bij bepaalde algebraproblemen, maar of deze ook van toepassing is bij andere probleemgebieden is de vraag.
2. De voortgangsbewakingstheorie stelt dat de belangrijkste bron van moeilijkheid bij inzichttaken het gebruik van ontoepasselijke heuristieken is. Hierbij wordt er vanuit gegaan dat mensen zowel een maximalisatieheuristiek gebruiken, waarbij zo snel mogelijk geprobeerd wordt het doel te bereiken, als voortgangsbewaking, waarbij in de gaten gehouden wordt of de voortgang snel en efficiënt genoeg is. Indien dat niet het geval is, treedt criteriumfalen op. Volgens deze theorie wordt inzicht het vaakst bereikt als criteriumfalen gevolgd wordt door constraint relaxation. Voor de theorie is veel bewijs; het legt echter niet duidelijk uit hoe nieuwe strategieën nu precies bereikt worden.

Kennisrijk (expert) probleemoplossen

Voor het bereiken van expertise is 10 jaar intensieve training nodig, bewuste oefening, gerichte training en coaching.

Uit onderzoek blijkt dat experts vaak een uitgebreide herinnering hebben voor bekende patronen, die de juiste acties triggeren. Dit voordeel is echter wel specifiek voor het expertisedomein; schaakexperts hebben bijvoorbeeld geen voordeel boven leken in niet-schaak-gerelateerde geheugentaken. Ook blijkt dat experts problemen anders representeren of ‘zien’ dan leken, omdat ze uit een uitgebreidere set van schema’s kunnen putten.

Creatief probleemoplossen

Een creatieve oplossing is er een die nieuw is en waardevol of nuttig op een bepaalde manier. Benaderingen binnen het onderzoek naar creatief denken en probleemoplossen vallen uiteen in persoonlijke verklaringen en theorieën of laboratoriumonderzoeken. Persoonlijke verklaringen werden vooral gebruikt als basis voor modellen van creatief probleemoplossen.

Wallas’s vier-fasen-analyse

Deze analyse bestaat uit vier fases: voorbereiding (het bekend raken met het probleem, leidt nog niet tot een oplossing), incubatie (probleem wordt even opzij gezet), illuminatie (inspiratie/inzicht, leidt niet gelijk tot een oplossing) en verificatie (oplossing wordt bereikt door bewust testen van ideeën uit de illuminatie). Volgens Wallas is de incubatiefase cruciaal voor het oplossen van het probleem, wat ondersteund wordt door onderzoek. Er zijn verschillende verklaringen mogelijk voor dit effect. Je zou kunnen denken dat er toch bewust werk wordt verricht tijdens de incubatie, maar uit onderzoek blijkt dat dit niet het geval is. Onderzoeksresultaten wijzen er juist op dat onbewust werk een belangrijke rol speelt tijdens incubatie. Een andere verklaring is dat de pauze slechts een mogelijkheid is om uit te rusten en je met meer energie op het probleem te richten. Een laatste mogelijkheid is dat misleidende strategieën, verkeerde assumpties en gerelateerde mind sets vergeten worden tijdens de incubatiefase.

Informatieverwerkingstheorie van creatieve processen

Volgens het geneplore model zijn er twee belangrijke fases gedurende creatief werk; in de eerste fase worden pre-inventieve structuren gegenereerd, en in de ontdekkende fase worden deze structuren geïnterpreteerd.

Het vermeerderen van ideeproductie

Is het mogelijk om bewuste stappen te ondernemen om de stroom van creatieve ideeën te vermeerderen? Uit onderzoek blijkt dat kleine aanwijzingen grote onbewuste effecten kunnen hebben op ons denkgedrag. Zo blijken mensen creatiever te worden als ze eerst een paar minuten aan creatieve onderwerpen moeten denken dan als ze aan niet-creatieve onderwerpen moeten denken. Ook een creatieve omgeving kan onbewust meer creativiteit opwekken. Ook de brainstormmethode, waarbij het produceren van zoveel mogelijk ongebruikelijke ideeën wordt gestimuleerd, blijkt creatief denken positief te beïnvloeden.

Hoe maakt men beslissingen? - Chapter 10

Het maken van een beslissing is een cognitief proces waarbij gekozen wordt tussen alternatieve mogelijke handelingen. Beslissingen kunnen risicovol zijn, waarbij er een kans is dat een van de opties tot negatieve gevolgen zou kunnen leiden, of risicoloos, waarbij de uitkomsten van de opties zeker zijn. Beslisproblemen met één attribuut hebben alternatieven die op een enkele dimensie verschillen. Vaker gaat het echter om beslisproblemen met meervoudige attributen, met alternatieven die op meerdere dimensies verschillen.

Theorie van de verwachte waarde

Een aantal wiskundigen in de 17^e eeuw stelden dat bij het maken van keuzes de verwachte waarde moest worden gemaximaliseerd. De verwachte waarde is de gemiddelde waarde op de lange termijn, die bepaald wordt door de kans en grootte van een uitkomst. In de realiteit blijken mensen echter meestal niet geleid te worden door het maximaliseren van de verwachte waarde. Mensen houden zich bijvoorbeeld bezig met gokken, kopen loterijtickets, nemen een verzekering en maken andere niet-winstgevende keuzes. Een mogelijke verklaring voor deze observatie is risico-aversie; de neiging van mensen om risicovolle keuzes te vermijden, ook al bieden die een hogere verwachte waarde. Een andere uitleg is risico-zoeken: de neiging om risicovolle keuzes te nemen, ook al bieden de risicoloze alternatieven een hogere verwachte waarde. Het is aannemelijk dat mensen hun keuzes niet baseren op objectieve geldwaarden of kansen, maar eerder op subjectieve kansen; hoe waarschijnlijk iemand denkt dat een bepaalde uitkomst is (onafhankelijk van de objectieve kans).

Utiliteit en de verwachtingstheorie

Het idee van utiliteit, oftewel de subjectieve waarde van een keuze, wordt benadrukt in de utiliteitstheorie. In het geval van geld stelt deze theorie bijvoorbeeld dat de utiliteit van een geldbedrag vermindert naarmate je meer geld bezit. De verwachtingstheorie (prospect theory) legt beslissingen uit aan de hand van relatieve winst en verlies. Verliesaversie speelt hierbij een belangrijke rol; het verlies van 10 euro heeft bijvoorbeeld een negatievere utiliteit dan dat de winst van 10 euro een positieve utiliteit heeft. Hieraan gerelateerd is het endowment effect; de neiging om een object dat je bezit te overwaarderen, en meer geld te vereisen voor het verkopen ervan dan om het in eerste plaats te kopen. De status quo bias is de sterke voorkeur voor het behouden van de huidige stand van zaken en het vermijden van verandering.

Subjectieve kansen en de verwachtingstheorie

De verwachtingstheorie stelt dus dat waargenomen kansen systematisch verschillen van objectieve kansen of waarden. Omdat verliesaversie een grote rol speelt, heeft de manier waarop alternatieven worden gepresenteerd in een keuzeprobleem een grote invloed (framing). Als mensen niet beïnvloed worden door framing, laten ze invariantie zien.

Het maken van kansbeoordelingen

Tversky en Kahneman stellen dat het gebruik van heuristieken, zoals de beschikbaarheidsheuristiek en de representativiteitsheuristiek, een grote rol speelt in het maken van kansbeoordelingen.

Beschikbaarheid

Bij de beschikbaarheidsheuristiek wordt kans of de frequentie van een gebeurtenis geschat aan de hand van hoe makkelijk het is om voorbeelden van die gebeurtenis te bedenken. Omdat beschikbaarheid niet alleen gebaseerd is op frequentie, maar ook door hoe recent die gebeurtenis is voor gekomen of de emotionele impact ervan, kan deze heuristiek tot foutieve kansbeoordelingen leiden.

Representativiteit

Bij de representativiteitsheuristiek wordt frequentie of kans van een gebeurtenis of object geschat aan de hand van hoe representatief of typisch deze is voor zijn categorie. Hierbij speelt de conjunctievalkuil een rol; de foutieve aanname dat de conjunctie van twee gebeurtenissen (A en B), waarschijnlijker is dan ofwel A ofwel B.

De base rate van een gebeurtenis is de algehele kans van de gebeurtenis in een populatie. Bijvoorbeeld: de base rate van ingenieurs in Nederland is de kans dat een random geselecteerd persoon in Nederland ingenieur is. Uit onderzoek blijkt dat mensen de base rate vaak negeren. Dit is vooral het geval als informatie in termen van percentages wordt gepresenteerd; bij het formuleren van de informatie in termen van frequenties wordt de base rate valkuil vaak verminderd of zelfs verwijderd.

De affectheuristiek

Bij de affectheuristiek worden doelattributen vervangen door makkelijk beschikbare gevoelens of affectieve beoordelingen. Als mensen bijvoorbeeld horen over de risico’s van kernenergie, gaat de beoordeling van de mogelijke voordelen ervan sterk omlaag. De risico’s en voordelen worden hierbij dus niet onafhankelijk van elkaar beoordeeld, maar beïnvloeden elkaar sterk.

Beslisprocessen voor alternatieven met meervoudige attributen

Theorie van meervoudige-attributen-utiliteit

Zelfs wanneer er geen risico’s zijn, is het veeleisend om een beslissing te maken tussen opties die op veel attributen van elkaar verschillen. De theorie van meervoudige-attributen-utiliteit stelt dat de maker van een beslissing 1) de relevante dimensies moet identificeren, 2) de relatieve waarde aan de attributen moet toekennen, 3) een totale utiliteit voor elk object moet uitrekenen door de gewogen attribuutwaarden op te tellen en 4) het object moet kiezen met het hoogste gewogen totaal. Moeilijkheden met deze benadering zijn onder andere dat de relevante dimensies niet altijd bekend zijn, en dat er meestal niet een objectieve waarde aan de attribuut kan worden toegekend.

Eliminatie door aspecten

Een iets minder veeleisende strategie is eliminatie door aspecten. Hierbij selecteer je een attribuut, en elimineer je alle opties die niet voldoen aan het criteriumniveau voor dat attribuut. Dat doe je vervolgens bij alle attributen tot er één optie overblijft. Mogelijk beïnvloedt de waarde van de attributen echter de volgorde van eliminatie bij deze strategie.

Satisficing

Het fundamentele idee van satisficing is dat mensen er vaak niet voor kiezen om tijd en moeite te steken in maximalisatie van utiliteit, maar tevreden zijn met een keuze die aan een minimaal acceptabel niveau voldoet.

Het testen van meervoudige-attributen keuzemodellen

Uit onderzoek blijkt dat mensen bij het kiezen tussen alternatieven met meervoudige attributen vaak niet slechts één beslissingsstrategie hanteren. In plaats daarvan worden strategieën gehanteerd die een compromis vormen tussen het minimaliseren van de cognitieve werklast en het maximaliseren van de utiliteit van de uitkomst.

Twee-systemen-benadering van beslissingen maken

De twee-systemen-benadering van beslissingen maken stelt dat er twee afzonderlijke cognitieve systemen bestaan. Systeem 1 zorgt voor snel intuïtief denken en Systeem 2 zorgt voor langzaam, bewust denken. Bij het maken van beslissingen wordt een van de twee systemen gebruikt, afhankelijk van het belang van de beslissing.

Snelle en spaarzame heuristieken: de adaptieve gereedschapskist

Volgens Gigerenzer et al hebben veel simpele heuristieken een aanzienlijke validiteit in het dagelijks leven en zijn soms effectiever of even effectief als complexe methodes. Samen vormen deze heuristieken een ‘adaptieve gereedschapskist’, aangezien de heuristieken vaak valide zijn voor de real-life situaties waarin ze zijn ontwikkeld. Zelfs in belangrijke situaties, zoals wanneer een dokter een diagnose moet stellen, blijkt gebruik te worden gemaakt van heuristieken zoals een snelle beslisboom.

Heuristieken en consequentialisme

Bovenstaande benaderingen zijn gebaseerd op het consequentialisme: de visie dat beslissingen gemaakt worden op basis van de consequenties die verwacht worden te volgen uit de verschillende keuzes. Vaak blijken mensen echter ook niet-consequentialistische beslissingen te maken. Dit is vaak het gevolg van simpele heuristieken die vaak goed werken, maar soms falen.

De omission bias duidt op de neiging om negatieve consequenties als gevolg van het nalaten iets te doen (bijvoorbeeld niet vaccineren van je kind) vaak als minder negatief te zien dan dezelfde consequenties van wel iets doen (wel vaccineren van je kind).

Hoewel vanuit de consequentialistische benadering straffen alleen waardevol is als het een afschrikwekkend effect heeft en het gedrag veranderd, blijken mensen in de praktijk retributie als hoofdfunctie van straffen te zien. Ze geven dus weinig om de consequenties van straf.

Ten slotte blijkt dat mensen bij nieuwe wetten (bijvoorbeeld hogere belasting voor CO2 uitstoot) vaak wel aangeven het met de consequenties van de wet eens te zijn (beter voor het milieu), maar alsnog niet voor de wet zouden stemmen.

Naturalistische beslissingen maken

Naturalistische beslissingen maken duidt op het maken van real life beslissingen in het veld. Bij de methode kritische incidentanalyse wordt mensen gevraagd om een recente situatie te beschrijven waarin ze een belangrijke beslissing moesten maken. Een veelgebruikte strategie bij professionals bleek recognition primed beslissingen maken te zijn; waarbij de beslissingen gebaseerd zijn op expertise en het herkennen van aanwijzingen in de omgeving.

Het is de vraag of theorieën zoals de theorie van meervoudige-attributen-utiliteit toepasbaar zijn op naturalistische beslissingen. Uit onderzoek blijkt dat onder tijdsdruk, mensen geen beslissing maken door bewust alle keuzes af te wegen, maar vaak de eerste optie kiezen die ze te binnen schiet. Als het om belangrijke beslissingen gaat zonder tijdsdruk, komt het beslisproces meer in de buurt van de theorie.

Neuro-economie: neurowetenschappelijke benaderingen van beslissingen maken

Neuro-economie is de studie naar neurale processen die onderliggend zijn aan economische beslissingen. Uit dit soort onderzoek blijkt dat utiliteit of plezier van een bereik aan opties gepresenteerd kan worden door beloningssystemen in de hersenen. Een optie met hogere utiliteit stimuleert de beloningssystemen meer dan een optie met lagere utiliteit. Ook blijkt uit onderzoek dat Systeem 1 activiteit, zoals eerder besproken, gedreven wordt door het limbische systeem. Activiteit van Systeem 2 wordt gereflecteerd in de laterale prefrontale cortex.

Het verouderende brein en financiële beslissingen

Uit onderzoek blijkt dat oudere mensen vaker fouten maken in financiële beslissingen, omdat ze potentiële voordelen te veel benadrukken en nadelen minder zwaar laten wegen.

De psychologie van financiële beslissingen maken en economische crises

Het nemen van risico’s is een belangrijk onderdeel van financiële beslissingen maken. Uit onderzoek blijkt dat mensen in onzekere situaties (zoals in een financiële crisis) beslissingen eerder baseren op waargenomen risico dan op objectief risico. Ook blijkt dat mensen bij andere financiële beslissingen, zoals het kopen of verkopen van aandelen en kopen op krediet, vaak geneigd zijn tot cognitieve biases zoals overmatig vertrouwen.

Wat is inductief en deductief redeneren? - Chapter 11

Redeneren verwijst naar het cognitieve proces van het afleiden van nieuwe informatie uit oude informatie. Inductief en deductief redeneren doen dit op verschillende manieren.

Deductief redeneren

Deductief redeneren is het trekken van logisch noodzakelijke conclusies uit gegeven informatie. De premissen zijn de statements die voor waar worden aangenomen en waaruit de conclusie getrokken wordt. Valide argumenten zijn argumenten waarbij de conclusie noodzakelijkerwijs waar moet zijn als de premissen waar zijn. Er bestaan twee verschillende soorten deductief redeneren. Bij propositioneel redeneren worden de statements verbonden door logische relaties zoals ‘en’, ‘of’, ‘niet’ en ‘als’ (bijvoorbeeld: als het dinsdag is, hebben we een statistiektentamen. We hebben geen statistiektentamen, dus het is geen dinsdag). Bij syllogistisch redeneren worden de statements verbonden door logische relaties zoals ‘sommige’, ‘geen’ en ‘alle’ (bijvoorbeeld: Alle appels zijn rood. Sommige appels zijn zoet. Sommige rode dingen zijn zoet.).

Propositioneel redeneren

Logici hebben een aantal inferentieregels ontwikkeld, die gebruikt kunnen worden om correcte conclusies uit patronen van proposities te trekken. Een aantal voorbeelden hiervan zijn:

1. Modus ponens: Als P, dan Q, en als P waar is, dan is Q waar. Bijvoorbeeld: Als het zaterdag is ga ik naar de bioscoop. Het is zaterdag, dus ik ga naar de bioscoop.

2. Modus tollens: Als P dan Q, en als niet-Q, dan niet-P. Bijvoorbeeld: Als het zaterdag is ga ik niet naar de bioscoop. Ik ga niet naar de bioscoop, dus het is geen zaterdag.

3. Dubbele negatie: Niet niet-P, daarom P. Bijvoorbeeld: Het is niet niet zaterdag, dus het is zaterdag.

Twee voorbeelden van veelvoorkomende foutieve redeneringen zijn de volgende:

1. Bevestigen van de consequent: Van als P dan Q afleiden dat als Q waar is, P ook waar is. Bijvoorbeeld: Als het zaterdag is gaat Tom naar de bioscoop. Tom gaat naar de bioscoop, dus is het zaterdag.

2. Ontkennen van de antecedent: Van als P dan Q afleiden dat als niet-P, dan niet-Q. Bijvoorbeeld: als het zaterdag is gaat Tom naar de bioscoop. Het is geen zaterdag, dus gaat Tom vandaag niet naar de bioscoop.

Uit onderzoek blijkt dat mensen beter zijn in het herkennen als correct van statements in de modus ponens dan statements in de modus tollens. Ook blijkt dat foutieve redeneringen mogelijk resulteren uit verkeerde interpretatie van de premissen. Bijvoorbeeld: als je de premisse ‘Als er een hond in de doos zit, dan zit er een sinaasappel in de doos’ neemt, kan je denken dat dat betekent ‘ Als er geen hond in de doos zit, dan zit er geen sinaasappel in de doos’. Of dit waar is of niet, hangt af van of de ‘als…dan’ relatie als equivalentie wordt gezien: hierbij betekent de relatie ‘als, en alleen als’ en klopt bovenstaande aanname dus. Als de relatie echter als materiele implicatie wordt gezien (‘als…dan’ is slechts ‘als…dan’), klopt de aanname niet.

De mentale logische benadering stelt dat mensen een beperkt aantal mentale inferentieregels hebben (schema’s) die directe inferenties toestaan als aan de voorwaarden van het schema wordt voldaan. Volgens dit model zijn er 16 basisschema’s waarbij mensen weinig fouten maken. Een ander benadering is de mentale modellenbenadering; deze gaat er vanuit dat mensen logische redeneerproblemen oplossen door mentale representaties te vormen van mogelijke toestanden van de wereld, en van die representaties inferenties maken. Door in deze modellen expliciet alleen datgene te representeren wat waar is, wordt de last op het werkgeheugen geminimaliseerd. Deze laatste benadering is ook van toepassing op syllogistisch redeneren.

Syllogistisch redeneren

Zoals eerder uitgelegd is de taak bij een syllogisme om te kijken welke conclusie volgt uit een aantal aannames over categorieën van dingen. Als de conclusie niet volgt uit premissen die waar zijn, is het argument invalide.

Uit onderzoek blijkt dat mensen veel meer moeilijkheden hebben met syllogismen als de termen die erin gebruikt worden abstract zijn dan als deze concreet zijn. Een ander effect dat voor moeilijkheden zorgt is het atmosfeer effect, de neiging om conclusies te trekken in syllogismen die meer beïnvloed worden door de vorm van de premissen dan door de logica van het argument. Als bijvoorbeeld beide premissen ‘alle’ bezitten, zijn mensen geneigd om een conclusie met ‘alle’ te accepteren. Een andere verklaring voor foutieve conclusies bij syllogismen zijn conversie-effecten, als mensen bijvoorbeeld aannemen dat als ‘Alle X zijn Y’, dat ‘Alle Y zijn X’ en probabilistische inferentie, als mensen bijvoorbeeld redeneren dat ‘Sommige bewolkte dagen zijn nat’, ‘sommige natte dagen zijn onprettig’ en dus ‘sommige dagen zijn onprettig’.

Henle (1962) beargumenteerde, in tegenstelling tot redeneringen zoals die achter de atmosfeerhypothese en conversie-effecten, dat mensen wel degelijk rationeel rederen. Zij stelde dat als mensen op invalide conclusies uitkomen, dit vaak komt doordat ze het materiaal anders interpreteerden dan de bedoeling was of een andere taak ondernamen dan die gevraagd werd.

Uit onderzoek blijkt dat mensen uit collectivistische culturen, waar praktische en in context geplaatste kennis belangrijker is dan formele, abstracte kennis (zoals in individualistische culturen), logische vragen vaak eerder interpreteren als een echte vraag naar informatie uit de echte wereld. Mensen uit individualistische culturen zien dit soort vragen daarentegen vaak wel als gedecontextualiseerde logische vraagstukken.

De figurele bias verwijst naar het effect van de lay-out van een syllogistisch figuur (bijvoorbeeld A-B, B-A of B-C, A-B) op de conclusie waar de voorkeur aan gegeven wordt. Als men bijvoorbeeld de vraag krijgt: ‘Sommige ouders zijn wetenschappers. Sommige wetenschappers zijn chauffeurs. Dus..?’, geven veel mensen als conclusie ‘Sommige ouders zijn chauffeurs’, in plaats van de even valide conclusie ‘Sommige chauffeurs zijn ouders’. Hoewel dit effect niet voorspeld wordt door de atmosfeerhypothese, conversie-effecten of probabilistische inferentie, wordt het wel verklaard door de eerder besproken mentale-modellentheorie.

De overtuigingsbias is de neiging om invalide maar makkelijk te geloven conclusies te accepteren en valide maar niet makkelijk te geloven conclusies te verwerpen.

Inductief redeneren: Het testen en genereren van hypothesen

Inductief redeneren is het proces van het afleiden van waarschijnlijke conclusies uit gegeven informatie. Er zijn twee typen inductieve taken. Bij hypothese testen worden hypothesen beoordeeld worden op waarheid in het licht van bepaalde data. Bij hypothese genereren, worden mogelijke hypothesen afgeleid uit data om later te testen. Bij beide processen geldt dat de hypothese niet definitief kan worden bewezen, maar wel kan worden weerlegd.

Bij de hypothetico-deductief redeneren wordt een hypothese getest door het afleiden van noodzakelijke consequenties van de hypothese, en wordt vastgesteld of die consequenties waar of onwaar zijn.

Hypothese testen

Een bekende taak om hypothetico-deductief testen te onderzoeken is de vier-kaarten-selectietaak. Hierbij worden mensen gevraagd om een regel te testen (bijvoorbeeld als P dan Q), door ze vier kaarten met P, Q, niet-P en niet Q voor te leggen. Op de andere kant staat dan ook weer P, Q, niet-P of niet-Q. Mensen moeten de hypothese testen aan de hand van het omdraaien van een van de kaarten.

Als een regel in de vorm als P dan Q wordt getest, zijn er vier mogelijke scenario’s die we kunnen aantreffen: P en Q, P en niet Q, niet P en Q en niet P en niet Q. Alleen het tweede scenario is dan consistent met de regel. Uit onderzoek blijkt dat mensen bij het testen van zo’n hypothese een neiging hebben naar verificatie en confirmatie: ze draaien dus de kaart om met P of Q, en niet de kaart die de hypothese mogelijk valsificeert (niet Q). Als de informatie op de kaarten echter concreet is in plaats van abstract, blijken mensen beter te presteren.

Een mogelijke verklaring voor het slecht presteren op de vier-kaarten-selectietaak is dat mensen de taak verkeerd interpreteren, maar vervolgens wel correct redeneren met hun foute interpretatie. Zo kan er bijvoorbeeld onduidelijkheid zijn over of als P, dan Q ook betekent als Q, dan P. Een andere verklaring is de matching bias; de neiging om simpelweg de kaarten te selecteren die de symbolen laten zien die in de regel genoemd worden. Ook is het mogelijk dat mensen beter zijn in de taak als de situaties echte regels reflecteren die ze kennen en waarvoor ze makkelijk tegenvoorbeelden voor kunnen bedenken.

De sociale contracttheorie suggereert dat regels die betaling uitdrukken van kosten voor privileges makkelijker opgelost worden door mensen, omdat de correcte kaartkeuzes valsspelen zouden onthullen. Dit zou voortkomen uit het evolutionaire mechanisme dat mensen hebben ontwikkeld om valsspelen (bijvoorbeeld als vroeger bij de jacht iemand wel van de buit at, maar niet meegejaagd had) te detecteren. Onderzoek naar deze theorie laat zien dat deontische regels, oftewel regels die te maken hebben met plichten en termen bevatten zoals ‘moet’, ‘zou moeten’, etc., faciliterend zijn voor prestatie in de vier-kaarten-selectietaak.

Genereren en testen van hypotheses

Anders dan in de vier-kaarten-selectietaak, moet je in het dagelijks leven vaker zelf een hypothese genereren en testen in plaats van een gegeven regel. Dit wordt bijvoorbeeld onderzocht in Wason’s reversed 20 questions task; waarbij mensen drie cijfers krijgen en de regel waaraan de cijfers zich houden moeten ontdekken. Daarna moeten ze andere cijfer series produceren, waarvan de testleider aangeeft of ze bij de regel passen of niet. Uit de resultaten blijkt dat mensen vaak veel te restrictieve hypothesen genereren in plaats van de simpele regel waarvan eigenlijk sprake is. Ook wordt er zeer weinig gebruik gemaakt van een falsificatiestrategie; deelnemers zijn vooral bezig cijferseries te genereren die voldoen aan de door hen bedachte hypothese. Ook uit andere soorten taken blijkt bewijs voor de confirmatiebias;

Wat is taalproductie? - Chapter 12

Taalproductie refereert naar een aantal processen waarbij we gedachten omzetten in taaloutput in de vorm van spraak, gebaren of schrift. Taalproductie is belangrijk voor veel vaardigheden, zoals sociale cognitie, de manieren waarop mensen wijs worden uit zichzelf en anderen om effectief te functioneren in een sociale wereld, mentale representatie en denken. Spraakproductie is conceptueel gedreven; het is een top-down proces dat beïnvloed wordt door cognitieve processen als gedachten, overtuigingen en verwachtingen.

Taal en communicatie

Taal is ons voornaamste doel van communicatie en vormt de basis van de meerderheid van sociale interacties.

Taaluniversalia

Er zijn ongeveer 6000 gesproken talen op de wereld, die variëren op een aantal aspecten zoals het aantal en type klanken, woordvolgorde en vocabulaire-omvang. Volgens Aitchison zijn er een aantal absolute universalia die voor alle talen gelden, zoals dat ze klinkers en medeklinkers hebben, zelfstandig naamwoorden, werkwoorden, negaties en vragen kunnen uitdrukken en structuurafhankelijk zijn. De universalia worden echter al snel problematisch; gebarentaal maakt bijvoorbeeld geen gebruik van klinkers en medeklinkers en in toontalen wordt ook gebruik gemaakt van toonhoogte om de betekenis van een woord te veranderen.

Hockett stelde 16 kenmerken van menselijke taal voor die het onderscheiden van dierlijke communicatiesystemen:

1. Vocaal-auditief communicatiekanaal; er is een spreker en een luisteraar.

2. Broadcast uitzending en directionele receptie: spraak wordt uitgezonden van de bron (mond van de spreker) en gelokaliseerd door de luisteraar.

3. Snel verval: de gesproken boodschap vervalt na productie

4. Onderlinge uitwisselbaarheid: de spreker kan ook luisteraar zijn en vice versa.

5. Feedback: de spreker heeft toegang tot de boodschap en kan de inhoud ervan controleren.

6. Specialisatie: of we nou fluisteren of schreeuwen, de boodschap blijft hetzelfde.

7. Semanticiteit: Klanken binnen spraak verwijzen naar objecten en entiteiten in de wereld: ze hebben betekenis.

8. Arbitrairheid: de relatie tussen het gesproken woord en waar het naar verwijst is arbitrair.

9. Discreet: Het spraaksignaal is opgebouwd uit discrete eenheden.

10. Verplaatsing: We kunnen taal gebruiken om te refereren aan dingen die niet in de huidige tijd of locatie zijn.

11. Productiviteit: Taal stelt ons in staat nieuwe uitingen te creëren.

12. Culturele transmissie: taal wordt geleerd door interactie met meer ervaren taalgebruikers binnen een gemeenschap.

13. Dualiteit: Betekenisvolle elementen worden gecreëerd door een kleine set betekenisloze eenheden te combineren.

14. Prevaricatie: Taal kan gebruikt worden om te liegen of te misleiden.

15. Reflexiviteit: We kunnen taal gebruiken om te communiceren over taal.

16. Leerbaarheid: een taal kan geleerd worden door een spreker van een andere taal.

Componenten van taal

Een foneem is de kleinste betekenisvolle klankeenheid binnen een taal. Fonetiek is de studie van ruwe klanken die gebruikt kunnen worden om woorden te maken (fonen). Hiervan zijn er ongeveer 100, maar geen enkele taal gebruikt al deze eenheden. Allofonen zijn verschillende fonen (zoals de ‘t’ in trompet of teder) die gezien worden als dezelfde foneem. Een foneem is dus een relatief subjectieve categorie. De neiging om verschillen waar te nemen tussen allofonen neemt af met de leeftijd. Fonotactische regels omschrijven welke combinaties van geluiden toegestaan zijn in een taal.

Morfemen zijn de betekeniseenheden van een taal. Het zijn de bouwstenen van woorden, en een enkel woord kan verschillende morfemen bevatten. Het woord ‘vaders’ heeft bijvoorbeeld twee morfemen: het vrije morfeem (kan zelfstandig voorkomen) vader en het gebonden morfeem (heeft geen betekenis tenzij het aan een vrij morfeem vastzit) ‘s’. Functiewoorden, zoals voorzetsels, leveren grammaticale structuur die laat zijn hoe inhoudswoorden tot elkaar relateren binnen een zin.

Een woord is het kleinste eenheid van grammatica dat betekenisvol en zelfstandig kan worden geproduceerd; het bestaat uit een of meer morfemen. Semantiek is de studie van betekenis.

De productiviteit van taal verwijst naar de mogelijkheid om nieuwe uitingen te genereren. Twee aspecten van het taalsysteem stellen ons in staat om taal productief te gebruiken: syntax en morfologie. De syntax beschrijft de regels die de constructie van frases en zinnen bepalen. Hieronder valt bijvoorbeeld de woordvolgorde en de manier van het inbedden van frases in zinnen. Recursie verwijst naar de mogelijkheid om zinnen oneindig te verlengen door frases in te bedden in zinnen.

Discourse verwijst naar spraak met meervoudige zinnen, dialoog, conversatie en narratief. Pragmatiek verwijst naar het begrijpen van communicatieve functies van taal en conventies die taalgebruik overzien. Effectief discours is gebaseerd op een gedeeld begrip tussen de gesprekspartners, zoals het kennen van de regels van ‘de beurt nemen’ en samenwerking. Grice identificeerde vier conversatieregels of maximes van effectieve conversaties: de maxim van kwantiteit (de spreker moet genoeg informatie verschaffen om begrepen te worden, maar niet te veel), de maxim van kwaliteit (de spreker moet accurate informatie verschaffen), de maxim van relevantie (de spreker moet relevante informatie verschaffen) en de maxim van manieren (ambiguïteit en vaagheid moeten worden vermeden). Als een van deze regels verbroken wordt, vergt het meer cognitieve verwerking om het gesprek te begrijpen of te reageren op de ander.

Spraakfouten

Veel theorieën over spraakproductie komen voort uit analyse van spraakfouten, bijvoorbeeld in normaal dagelijks taalgebruik, spraakfouten die worden opgewekt in het laboratorium of voortkomend uit hersenschade.

Aarzelingen en pauzes

Onvloeiendheden zijn aarzelingen of onderbrekingen van de normale vloeiende spraak, zoals stiltes of ‘uhm’ zeggen. Soms faciliteren onvloeiendheden begrip; ‘uhm’ zeggen blijkt de aandacht van de luisteraars voor de daaropvolgende woorden te verhogen.

Versprekingen

Fromkin was de eerste die een systematische beschrijving van fouttypen maakte. Hij ontdekte dat fouten niet willekeurig zijn, maar juist systematisch en dus informatief zijn over de aard van de onderliggende verwerking. De meerderheid van spraakfouten zijn klankgebaseerde fouten, en fouten komen vaak voor op één linguïstisch niveau (bijvoorbeeld fonemen of morfemen).

De lexicale bias verwijst naar de neiging van fonologische spraakfouten om te resulteren in echte woorden. Mogelijk komt dit omdat niet-woorden eerder gedetecteerd worden en hersteld, terwijl fouten met echte woorden makkelijker langs de ‘controle’ glippen. Inhoudswoorden blijken bovendien verwisseld te worden met andere inhoudswoorden, terwijl functie woorden verwisseld worden met andere functiewoorden. Daarnaast zijn fouten consistent met het klemtoonpatroon in de uiting.

Puntje-van-de tong fenomeen

Als iets op het puntje van je tong ligt, wordt daarmee een tijdelijk onvermogen bedoeld om toegang te krijgen tot een bepaald woord dat je wel kent. Uit onderzoek blijkt dat deze toestand universeel is, ongeveer eens per week voorkomt, vaker voorkomt op oudere leeftijd, vaak gaat om eigennamen, en vaak gepaard gaat met het wel beschikbaar zijn van een eerste letter.

Theorieën van spraakproductie

Er is algemene overeenstemming dat er een aantal fases zijn van spraakproductie; conceptualisatie (de gedachte vormt en wordt voorbereid om door taal overgebracht te worden), het formuleren van een linguïstisch plan en articulatie van het plan, en het monitoren van de output.

Modulaire theorieën van spraakproductie

1. Het model van Garrett

Modulaire theorieën stellen dat spraakproductie door een series van fases of niveaus gaat, met elk een verschillend type verwerking. Volgens het model van Garett wordt spraak geproduceerd aan de hand van een aantal fases op een top-down manier. De fases zijn het conceptuele niveau (betekenis wordt geselecteerd), het functionele niveau (inhoudsworden worden geselecteerd), het positionele niveau (inhoudswoorden worden op volgorde geplaatst en functiewoorden worden geselecteerd), het fonologische niveau (spraakklanken worden geselecteerd) en het articulatieniveau (klanken worden voorbereid voor spraak). Het idee dat inhouds- en functiewoorden verschillend behandeld worden wordt ondersteund door onderzoek. Aan de andere kant legt dit model niet het voorkomen van non-plan interne fouten uit; deze komen voor als intrusie extern is aan de geplande inhoud van een uiting. Bijvoorbeeld: je staat voor de bibliotheek en wil zeggen: laten we koffie halen, maar in plaats daarvan zeg je: laten we een boek halen.

2. Het model van Levelt

Levelt et al ontwikkelden een opvolgend model genaamd Weaver ++, dat zich richt op het produceren van enkele woorden. De eerste twee fases in het model hebben betrekking op lexicale selectie, gevolgd door drie fases van vorm encodering, eindigend in de articulatie. Het model schrijft een belangrijke rol toe aan zelf-monitoring op verschillende niveaus door de verwerkingsfases heen. Hierdoor kunnen fouten gedetecteerd en hersteld worden; dit proces wordt mede gestuurd door spraakbegrip. Dit model verklaart echter niet het bestaan van fouten die het gevolg zijn van interferentie vanuit lagere naar hogere niveaus.

Interactieve theorieën van spraakproductie

1. Het model van Dell

De verspreidende activatiebenadering van Dell is gebaseerd op connectionistische principes (zie hfst. 1) en maakt gebruik van het concept van verspreidende activatie in een lexicaal netwerk. Verwerking is hierbij interactief; activatie van één niveau kan verwerking op andere niveaus beïnvloeden. Het model kent vier niveaus: het semantische niveau, het syntactische niveau, het morfologische niveau en het fonologische niveau. Een woordeenheid kan hierbinnen fonologische eenheden beïnvloeden (top-down verspreiding), maar ook semantische eenheden (bottom-up verspreiding). Dit model verklaart veel patronen in spraakfouten en sommige fouten die worden gemaakt door bijvoorbeeld mensen met afasie. Er wordt echter weinig aandacht besteed aan het semantische niveau. Mogelijk bestaat een optimaal model van spraakproductie aan een combinatie van modulaire en interactieve benaderingen.

Neurowetenschappelijke benadering van spraakproductie

Neurolinguïstiek is de studie van de relatie tussen hersengebieden en taalverwerking.

Lateralisatie van functie

Sensorische informatie die aan één kant van het lichaam aankomt wordt verwerkt door de contralaterale (tegenovergestelde) kant van het brein. Ook zijn er verschillende functies geassocieerd met de linker en rechter corticale hemisferen. Als een cognitieve functie gelateraliseerd is wil dat zeggen dat één corticale hemisfeer dominant is voor die functie.

De linkerhemisfeer

Bij de meeste mensen is spraak gelateraliseerd in de linker hemisfeer van het brein, en de linker hemisfeer is dominant voor de meeste taalfuncties. De mate van lateralisatie verschilt echter wel binnen de populatie.

Bewijs uit de typische populatie

Bij de dichotische luistertaak krijgt de deelnemer verschillende stimuli tegelijkertijd aan elk oor gepresenteerd. Uit de resultaten van deze taak blijkt dat er een voordeel optreedt bij verbale stimuli die aan het rechteroor gepresenteerd worden. Uit onderzoek met event related potentials blijkt dat verschillende gebieden binnen de linker hemisfeer informatie met betrekking tot betekenis en syntax verwerken. Uit onderzoek met transcraniale stimulatie, een niet-invasie methode waarbij corticale gebieden tijdelijk geactiveerd of geïnhibeerd worden, blijkt dat Broca’s gebied een cruciale rol speelt in het verwerken van grammatica. De rechter hemisfeer speelt een rol in emotionele aspecten van spraak en aspecten van niet-letterlijke spraak.

Bewijs van afasiepatiënten

Het Wernicke-Geschwind model is een gesimplificeerd model van taalfunctie dat gebruikt wordt als basis voor het classificeren van afasiestoornissen. Zie voor een schematisch overzicht p. 390 van het boek. Bij afasie is er sprake van een taalgebrek als gevolg van hersenschade. Bij gekruiste afasie is er sprake van een taaldisfunctie gevolg door schade aan de rechter hemisfeer bij een rechtshandig individu. Bij Broca’s afasie is er sprake van niet-vloeiende spraak, verminderde spraakoutput en problemen met grammaticaverwerking. Bij globale afasie is er sprake van extreme beperking van taalfunctie. Wernicke’s afasie is een vloeiende afasie, gekarakteriseerd door vloeiende maar betekenisloze output en herhalingsfouten.

Schrift

Het Hayes en Flower model van schrijven stelt een cognitieve benadering van schrijven voor die zich richt op drie domeinen: de taakomgeving (onderwerp van het schrijven, bedoelde publiek, etc.), het langetermijngeheugen (de beschikbaarheid en toegankelijkheid) en de onmiddellijke cognitieve aspecten van het schrijfproces. Ook stelt het model drie fases van schrijven voor, plannen, vertalen en herzien.

Welke processen van taalbegrip zijn er? - Chapter 13

Spraakperceptie verwijst naar het proces waarbij we een stroom van spraak omzetten in individuele woorden en zinnen.

Het begrijpen van spraak

Prosodie verwijst naar alle aspecten van een uiting die niet specifiek zijn aan de woorden zelf, zoals ritme, intonatie en klemtoonpatronen. Het spraaksignaal wordt niet geproduceerd als discrete eenheden; er zijn weinig duidelijke grenzen tussen woorden en opeenvolgende klanken vermengen zich met elkaar. Daarnaast beïnvloeden factoren als leeftijd, geslacht en spraaksnelheid de klanken die geproduceerd worden door de spreker. De continue, vloeiende aard van het spraaksignaal maakt spraakperceptie bovendien tot een complex proces.

Het invariantieprobleem

Het invariantieprobleem verwijst naar de variatie in de productie van spraakklanken over spraakcontexten heen. Fonemen worden in verschillende situaties anders uitgesproken. Co-articulatie, het feit dat een spraakklank beïnvloed wordt door de klanken ervoor of erna, draagt nog bij aan dit probleem.

Het segmentatieprobleem

Het segmentatieprobleem verwijst naar de detectie van onderscheiden woorden in een continue reeks van spraakklanken. Een belangrijke bron van informatie voor het segmenteren van een spraaksignaal wordt gevormd door de klankpatronen in een taal, zoals klemtoon en prosodie. In het Engels blijken mensen bijvoorbeeld een klemtoongebaseerde strategie te hanteren voor het onderscheiden van woorden.

Aanwijzingen voor woordgrenzen

De klemtoongebaseerde strategie is al op zeer jonge leeftijd (7,5 maand) aanwezig; kinderen van deze leeftijd kunnen al woorden onderscheiden die voldoen aan de voornaamste klemtoonpatronen van Engelse woorden. Fonotactische beperkingen beschrijven de taalspecifieke klankgroeperingen die in een taal voorkomen; deze geven aanwijzingen voor woordgrenzen.

Fouten van het oor

Een slip of the ear komt voor als we een woord of frase verkeerd waarnemen. Zulke fouten komen bijna altijd door fouten in het herkennen van de woordgrenzen. Dit komt bijvoorbeeld vaker voor bij het horen van songteksten, omdat hierbij de prosodische informatie die segmentatie leidt verminderd wordt en de context soms minder aanwijzingen geeft voor woordselectie. Mensen hebben bovendien een neiging tot segmentatie gebaseerd op aanwijzingen uit hun moedertaal; fouten in het herkennen van woordgrenzen komen dus meer voor bij het luisteren naar spraak in een andere taal.

Categorische perceptie

Categorische perceptie verwijst naar de perceptie van stimuli op een sensorisch continuüm als vallend binnen onderscheiden categorieën. Hierdoor zijn we ons vaak niet bewust van variatie in de manier waarop klanken uitgesproken worden en kunnen we een bepaalde klank in verschillende situaties toch als dezelfde klank waarnemen. Categorische perceptie wordt waargenomen bij zuigelingen vanaf vier maanden oud.

Het voordeel van het rechteroor voor spraakklanken

Het rechteroor-voordeel verwijst naar de bevinding dat taalklanken efficiënter verwerkt worden als ze aan het rechteroor gepresenteerd worden dan aan het linkeroor. Hoogstwaarschijnlijk is dit het gevolg van superieure verwerking van taalstimuli door de linker hemisfeer.

Top-down invloeden: meer over context

Het foneem-restoratie-effect verwijst naar de neiging om een compleet woord te horen, ook al is er een foneem verwijderd uit de input. Aan de hand van de context nemen mensen toch een heel woord waar; bijvoorbeeld in de zin: De *iel (hiel) van mijn schoen is kapot. Of dit te wijten is aan top-down effecten op perceptie of dat de restoratie na perceptie plaatsvindt, is de vraag.

Visuele aanwijzingen

Zicht speelt ook een belangrijke rol in accuraat spraakbegrip. Dit wordt bijvoorbeeld gedemonstreerd door het McGurk effect; een perceptuele illusie waarbij deelnemers conflicterende auditieve en visuele aanwijzingen krijgen. Zo horen ze bijvoorbeeld de klank ‘ba’, maar zien ze iemand die de klank ‘ga’ uitspreekt. Veel mensen nemen een mix tussen de twee klanken waar, in dit geval ‘da’.

Modellen van spraakperceptie

Modellen van spraakperceptie proberen uit te leggen hoe informatie van de continue spraakstroom die we horen contact maakt met onze opgeslagen kennis over woorden. De modellen vallen in twee categorieën: de eerste gaat er vanuit dat processen van spraakperceptie modulair zijn (oftewel dat kennis van woorden geen invloed heeft op de verwerking van spraak op lage niveaus), de tweede dat ze interactief zijn.

Het cohortmodel

Dit model gaat uit van een sequentiële aard van spraakperceptie en neemt aan dat binnenkomende spraakklanken een directe en parallelle toegang hebben tot de opslag van woorden in het mentale lexicon. Als we de eerste foneem van een woord horen, is het dus al mogelijk om verwachtingen te hebben over het waarschijnlijk bedoelde woord. De set van woorden die consistent zijn met de initiële klanken wordt de initiële cohort van het woord genoemd. Op het unieke punt zijn er genoeg fonemen gehoord om alleen het bedoelde woord te herkennen. Dit model legt echter niet uit hoe het begin van een woord geïdentificeerd wordt. Ook zegt het niks over de rol van de grootte van het cohort.

TRACE

Het TRACE-model van spraakperceptie presenteert een alternatief op de modulaire benadering dat fonemische processen op lagere niveaus niet beïnvloed worden door hogere processen. Top-down effecten spelen volgens dit model een belangrijke rol in spraakperceptie. Het is een connectionistisch model; waarbij activatie door gesproken input zich verspreid over verschillende verwerkingsniveaus. Meerdere bronnen van informatie, zoals akoestische informatie, aanwijzingen van andere fonemen en de semantische context hebben invloed op spraakperceptie. Er zijn drie niveaus van verwerkingseenheden, die respectievelijk omgaan met kenmerken, fonemen en woorden. Dit model overschat echter de rol van top-down effecten.

Het begrijpen van woorden en zinnen

Lexicale toegang

Lexicale toegang is het proces waardoor we toegang krijgen tot opgeslagen kennis over woorden. Naar dit proces is veel onderzoek gedaan. Woordbenoemingstaken vragen de deelnemer een woord te noemen; de reactietijd wordt hierbij gezien als de snelheid van toegang. Zinverificatietaken presenteren een zinsframe met een doelwoord, waarbij de deelnemer moet beslissen of het woord in het frame past.

Er zijn een aantal factoren die invloed hebben op lexicale toegang. Het frequentie-effect verwijst naar de bevinding dat hoe frequenter een woord voorkomt, hoe makkelijker het is om het te verwerken. Dit geldt echter alleen voor open-klasse woorden, zoals zelfstandig naamwoorden, werkwoorden en adjectieven, en niet voor dichte-klasse woorden zoals lidwoorden en voorzetsels. Priming effecten wijzen uit dat de lexicale toegang bij woorden die van tevoren geprimed zijn, sneller en makkelijker is. Ook de syntactische context heeft invloed op lexicale beslistijd; mensen herkennen woorden sneller als een woord in de gepaste grammaticale context van een zin staat dan als dit niet het geval is. Ten slotte heeft wordt lexicale toegang beïnvloed door lexicale ambiguïteit: omdat bij ambigue woorden meerdere betekenissen worden geactiveerd, is de beslistijd voor het daaropvolgende foneem langer dan bij niet ambigue woorden.

Syntax en semantiek

Parsing is het proces waardoor we mentaal de syntactische structuur van een zin representeren. Dit wordt bijvoorbeeld onderzocht in het veld van psycholinguïstiek: de studie die zich bezighoudt met de mentale processen onderliggend aan taalbegrip en –productie. De cognitieve psychologie is sterk beïnvloed door het werk van Noam Chomsky. Uit zijn onderzoek bleek dat de grammaticale structuur van een zin invloed heeft op de verwerkingstijd van die zin. Frazier beschreef twee hoofdstrategieën voor parsing, oftewel het toewijzen van de juiste rol van woorden binnen een zin. Minimale hechting stelt ons in staat om de simpelste structuur te creëren die consistent is met de grammatica van een taal. Late sluiting hecht inkomend materiaal aan de frase die op dat moment wordt verwerkt, zolang dat grammaticaal toegestaan is. Dit soort modellen gaan ervanuit dat parsing incrementeel is, oftewel dat we een syntactische rol toewijzen aan een woord zodra dat woord is waargenomen.

Lezen

Schrijfsystemen

Verschillende talen hebben verschillende schriften, die verschillen in de mate en manier van representatie van gesproken woorden. Logografische schriften representeren morfemen of de eenheden van woordbetekenissen, zoals het Chinees. Syllabische schriften gebruiken een symbool om elke lettergreep te representeren. Consonantale schriften representeren de consonanten van de taal. Alfabetische schriften gebruiken letters om fonemen of klanken te representeren. Dit laatste type komt het vaakst voor onder de wereldtalen. Een grafeem is de geschreven representatie van een foneem. Bij transparante talen is er een één-op-één overeenstemming tussen letters en klanken. Bij opaque talen is er geen één-op-één overeenstemming; dezelfde klank kan op verschillende manieren geschreven worden en een letter kan op verschillende manieren worden uitgesproken (bijvoorbeeld bij homofonen zoals het Engelse ‘reign’ en ‘rain’).

Contexteffecten op visuele woordherkenning

Het woordsuperieuriteiteffect duidt op de bevinding dat een doelletter binnen een letterreeks makkelijker herkend wordt als de reeks een woord vormt. Dit laat zien dat context een grote invloed heeft op visuele woordherkenning. Bovendien worden woorden die volgen op een gerelateerd wordt sneller herkend.

Oogbewegingen

Saccades zijn snelle bewegingen van het oog die gemaakt worden als je een beeld scant of leest. Tussen saccades zitten fixaties, die voorkomen als het oog kort blijft hangen op een interessegebied in een visuele scène. Uit onderzoek blijkt dat fixatietijd op een woord verminderd wordt als het eerder gezien is, en als de woorden makkelijk herkend kunnen worden. Op bepaalde woorden wordt langer gefixeerd dan andere woorden.

Duale route-model van lezen

Dit model stelt drie routes voor lezen voor. Route 1, de grafeem-naar-foneem conversieroute staat de omzetting van schrift naar klanken toe. Route 2, de lexicale route, staat lezen door middel van woordherkenning toe. Route 3 gaat buiten het semantische systeem om en is verantwoordelijk voor gevallen waarbij een afwijkend woord correct gelezen wordt ook al wordt de betekenis niet herkend.

Het brein en taalbegrip

Neuropsychologie van spraakbegrip

Het hersengebied dat het meest geassocieerd lijkt te zijn met taalbegrip is het gebied van Wernicke. Ook het gebied van Broca speelt een belangrijke rol, vooral voor zinnen met een complexere structuur. Pure woorddoofheid verwijst naar een stoornis waarbij er een beperking is voor het herkennen van spraakklanken, maar niet voor niet-spraakklanken. Bij pure woordbetekenisdoofheid kan de patiënt het woord herhalen, maar niet begrijpen. Het bestaan van dit soort stoornissen suggereert dat er drie routes zijn voor het verwerken van gesproken woorden: een voor directe toegang tot het foneemniveau, en twee voor bekende woorden en auditieve analyse, die toegang geeft tot lexicale informatie.

Neuropsychologie van lezen

Bewijs voor het duale route model komt van onderzoek naar verworven dyslexie. Er is namelijk een verschil tussen oppervlaktedyslexie, waarbij er sprake is van een beperking in het lezen van afwijkende woorden, maar niet bij normale woorden, en fonologische dyslexie, waarbij er alleen een afwijking is bij het lezen van non-woorden.

Electrofysiologische data

Electrofysiologisch onderzoek met event related potentials laten het belang van verschillende breingebieden voor lezen zien, zoals de inferieure frontale en premotor cortex. Activatie van hersengebieden verschilt tussen diepe en transparante schriften.

Wat is de connectie tussen emotie en cognitie? - Chapter 14

Emotie speelt een belangrijke rol bij cognitie; gezichtsherkenning wordt bijvoorbeeld ernstig beperkt als de emotionele verbinding wegvalt.

Wat is emotie?

Emotie refereert aan een aantal mentale staten, waaronder boosheid, vreugde en afkeer. Het zijn korte staten die gerelateerd zijn aan een bepaalde mentale of echte gebeurtenis. Emoties verschaffen ons belangrijke informatie; bijvoorbeeld over de uitvoering van onze plannen relatief aan onze doelen (of ze bereikt zijn bijvoorbeeld) en helpen discrepanties tussen werkelijke en verwachte uitkomsten te verminderen. Omdat emotie lange tijd als irrationeel werd gezien en moeilijk te onderzoeken is, is er lange tijd weinig onderzoek geweest naar emotie binnen de cognitieve psychologie. Breingebieden die een belangrijke rol spelen bij emotie zijn de amygdala (angst, boosheid, afkeer, vreugde en verdriet) en de insula (onder andere afkeer).

Kernemoties

Emoties zijn geassocieerd met onderscheiden gezichtsuitdrukkingen en gebaren. Hoewel er in elke cultuur vertoningsregels zijn, oftewel sociale conventies die bepalen hoe, wanneer en met wie emoties mogen worden uitgedrukt, is er bewijs voor een basisset van emotionele uitdrukkingen over verschillende culturen. De mate van universaliteit van gezichtsuitdrukkingen staat echter nog steeds onder debat. Gezichtsuitdrukkingen bij baby’s en blinde mensen laten zien dat emoties voor een deel aangeboren zijn.

Ekman identificeerde zes basisemoties: boosheid, afkeer, angst, vreugde en verrassing. Later kwamen daar een aantal emoties bij, zoals trots, tevredenheid en haat. Talen verschillen in de manier waarop ze emoties benoemen; in het Engels is er bijvoorbeeld geen woord voor ‘leedvermaak’. Mogelijk zouden de geïdentificeerde basisemoties anders zijn geweest als het onderzoek op dit gebied door een andere taal dan Engels werd gedomineerd.

De kern van emoties

Bij een emotie komt meer kijken dan alleen gezichtsuitdrukking. Fysiologische verschijnselen, gedragingen, overtuigingen en gedachten zijn allemaal voorbeelden van verschijnselen die gepaard gaan met emoties. Volgens Clore en Ortony worden emoties gekarakteriseerd door een cognitief component (de waardering van de emotie), een motivationeel-gedragsmatig component (onze acties in reactie op een emotie), een somatisch component (lichamelijke reactie) en een subjectieve-ervaringscomponent.

Theorieën van emotie en cognitie

Een belangrijk vraagstuk bij theorieën omtrent de relatie tussen cognitie en emotie draait om de vraag wat er eerst komt: cognitie of emotie.

Vroege theorieën en hun invloed

De James-Lange theorie van emotie

Deze theorie stelt dat de ervaring van een emotie volgt op de fysiologische veranderingen die geassocieerd zijn met die toestand. Hoewel dit intuïtief niet lijkt te kloppen, is er bewijs voor de gezichtsfeedback-hypothese; de aanname dat feedback van de gezichtsspieren invloed heeft op de emotionele toestand. Als mensen bijvoorbeeld gevraagd wordt een glimlachende gezichtsuitdrukking aan te nemen, blijken ze zich naderhand blijer te voelen. Echter, mensen die bijvoorbeeld schade hebben aan de ruggenmerg rapporteren nauwelijks minder emotie. Bovendien gaat de bewuste ervaring van een emotie soms vooraf aan de lichamelijke verandering; als je je beseft dat je iets beschamends hebt gezegd, ga je daarna pas blozen.

De Cannon-Bard theorie

De kritiek van Cannon op bovenstaande theorie was dat dezelfde fysiologische toestand geassocieerd kan zijn met verschillende emoties; versnelde harstslag kan bijvoorbeeld geassocieerd zijn met zowel boosheid of angst. Ook kan dezelfde fysiologische toestand optreden zonder emotie (bijvoorbeeld bij fysieke inspanning).

Ten slotte gebeurt de bewuste ervaring van een emotie snel, terwijl bijvoorbeeld viscerale veranderingen langzamer gaan. Cannon stelde daarom voor dat de ervaring van emotie en de lichamelijke reactie op een gebeurtenis onafhankelijk van elkaar ontstaan. Deze theorie laat de rol van cognitie echter weg.

De twee-factorentheorie

Deze theorie stelt dat twee factoren emotie creëren: fysiologische opwinding en onze interpretatie daarvan. Als je merkt dat je hart sneller klopt en je moet bijna een tentamen maken, interpreteer je dit als angst. Als je echter ruzie hebt, interpreteer je de hartkloppingen als boosheid. Deze theorie heeft een blijvende invloed gehad op latere waarderingstheorieën van emotie.

Affective-primacy: de theorie van Zajonc

Deze theorie stelt dat cognitie niet noodzakelijk is voor emotie, en dat de twee systemen onafhankelijk kunnen functioneren. Hoewel cognitie in een latere verwerkingsfase emotie kan beïnvloeden, wordt de initiële emotionele reactie niet beïnvloed. Bewijs voor deze benadering komt van onderzoek naar het mere exposure effect: de neiging van mensen om een voorkeur te ontwikkelen voor een stimulus waaraan ze herhaaldelijk zijn blootgesteld. Mogelijk kan emotie dus voorkomen zonder cognitie. Het debat over of cognitie of emotie eerst komt is echter nog lang niet voorbij.

Cognitieve primacy: de theorie van Lazarus

Dit was de eerste waarderingstheorie, wat wil zeggen dat de theorie ervan uit gaat dat emoties resulteren uit onze interpretatie van gebeurtenissen. Cognitieve waardering is hierbij dus fundamenteel voor emotionele ervaring en kan er niet van gescheiden worden. Waardering hangt af van of de gebeurtenis als positief of negatief wordt gezien, welke bronnen we tot onze beschikking hebben om met de gebeurtenis om te gaan en het monitoren van de situatie. Uit onderzoek blijkt inderdaad dat hoe we over een stimulus denken invloed heeft op de emotionele ervaring. Meervoudige-niveautheorieën stellen echter dat zowel pre-aandachts- en bewuste processen betrokken zijn bij emotie, en niet slechts één van de twee zoals bij de twee bovenstaande theorieën het geval is.

Effecten van emotie op cognitie

Emotie en aandacht

De aandachtsbias verwijst naar de neiging van emotionele stimuli om onze aandacht te trekken of vast te houden. Bij de emotionele Stroop-taak moeten deelnemers de kleur benoemen waarin een woord geschreven is. Als een woord emotionele waarde heeft, houdt dit de aandacht langer vast en wordt prestatie op de taak verminderd. Ook de visuele zoektaak wordt gebruikt om effecten van emotie op aandacht te onderzoeken.

Emotie en perceptie

Emotie blijkt ook een effect te kunnen hebben op vroege fases van zicht. Aanwezigheid van een emotionele stimulus verhoogt bijvoorbeeld de gevoeligheid voor contrast. Ook bij andere zintuigen speelt emotie een rol; de waarneming van luidheid van een geluid wordt bijvoorbeeld beïnvloed door de emotionele waarde van het geluid.

Emotie en geheugen

Extreme emotie kan een negatief effect hebben op geheugen, zoals we eerder al zagen bij de flashbulb herinneringen. Herinneringen aan emotionele gebeurtenissen zijn minder gedetailleerd, vaker incorrect en gevoelig voor bias. Ook kunnen valse herinneringen makkelijker worden opgeroepen voor emotioneel geladen gebeurtenissen. Uit onderzoek blijkt dat de timing van het terughalen cruciaal is; hoe langer er tussen de gebeurtenis en het herinneren daarvan zit, hoe groter de kans op fouten is. Herinnering voor feiten lijkt echter beter te zijn als het leren geassocieerd is met emotie. Het tunnelgeheugen verwijst naar de positieve werking van negatieve emoties op geheugen voor centrale details van een gebeurtenis en de negatieve werking op het geheugen voor randdetails.

Er is veel bewijs voor het gemoedstoestand-congruentie-effect: de neiging om gebeurtenissen te herinneren die consistent zijn met de huidige gemoedstoestand. Dit effect wordt vaak uitgelegd aan de hand van netwerkmodellen; waarbij herinneren behandeld worden als items in een netwerk die elkaar beïnvloeden door activatie. Toestandsafhankelijk geheugen verwijst naar de facilitatie van geheugen als de mentale of fysiologische toestand bij het encoderen en terughalen overeenkomt. Sommige bevindingen stroken echter niet met een associatief netwerkmodel; mensen blijken bijvoorbeeld meer positieve herinneringen op te halen als ze in een negatieve bui zijn.