Ballerina Wahrnehmung Gehirn

Der Konstruktivismus 1. Einordnung in den theoretischen Kontext

Der Konstruktivismus

2. Neurobiologische Grundlagen: Gehirn

… oder die Unmöglichkeit von Kommunikation

3. Praxisbezug

Ein Vortrag im Rahmen des BSc32 von Mia Feldmann, Sven Lükermann, Jennifer Schmidt, Miriam Stumpenhorst und Julian Witte

4. Kommunikation im Kontext des Konstruktivismus

Was ist das?

Informationsverarbeitung

Sinneseindrücke → Abbildung der objektiven Realität

Naiver Realismus • James J. GIBSON: ökologischer Ansatz • Direkte Verbindung von Erlebniswelt und Realität (direkte Erkenntnis) • Umwelt zu Organismus Variablen ermöglichen eine direkte Aufgabenlösen (hier also z.B. was mache ich mit dem Tisch?) Wie aber erklären wir jetzt, dass es sowohl Tisch, Schreibtisch, als auch Ablage ist?

Kritischer Realismus • Selfridges: Pandämonium als Metapher neuronaler Bildanalyse • Erkenntnisprozess: Informationsaufnahme + Verarbeitung Verarbeitung der einzelnen Elemente: Tischbeine, 4 Stück, Holz, Tischplatte + Kontext

• Auf Grund von Evolutionären Gewordenheiten und der individuellen Lerngeschichte des erkennenden Systems bildet sich ein Abbild der objektiven Realität • Hierarchie von neuronalen Filtermechanismen

Kritischer Realismus

Erkennen: Wechselspiel mit Kontextinformation und Gedächtnisinhalten

Das Gehirn versucht also aus den einzelnen Sinneseindrucken und Elementen eine Stabilität und Ordnung herzustellen

Sehen wir nur das „objektiv“ vorhandene?

Welche Schlüsse kann man aus dem Auftreten optischer Täuschungen in der Wahrnehmung ziehen?? Wird die „objektive Realität“ widergespiegelt?

• Kognitiven Leistungen müssen also irgendwie noch mehr vollbringen, als die reine Verarbeitung der objektiven Realität mit der Ziel ihrer Annäherung, trotz Verzerrungen ⇒ KONSTRUKTIVISMUS

Realismus

Trivialer Konstruktivismus

Grundannahme: Abbildung der objektiv realen Welt Wahrnehmung = direkte/verzerrte Abbildung der Realität Modellannahme: Informationsverarbeitungsmodell Theorien: (a) Kritischer Realismus (neuronale Filtermechanismen – Dämonenmodell) (b) Naiver Realismus (GIBSON) (Kein Erklärungsansatz für Erkenntnisprozesse)

Trivialer Konstruktivismus • Abbildung der Umwelt ist nicht nur durch die physiologischen Gegebenheiten des Sinnessystems gekennzeichnet, sondern auch durch:

Was wird durch so genannte unmögliche Figuren gezeigt?

• Hypothese? • Erwartung?

▫ Erwartung (Sinngebung) ▫ Vorstellung ▫ Bewertung des Wahrnehmenden ⇒ Konstruktivistisch – Hypothesentestung ⇒ bei unmöglichen Figuren – kognitive Konfusion

Radikaler Konstruktivismus

• Vorstellung?

Radikaler Konstruktivismus • Berliner Schule: Gestalttheorie (KÖHLER,KOFFKA, WERTHEIMER,METZGER,MATURANA)

• Wahrnehmung ≠ Abbildungsprozesses

• Selbstorganisierte Ordnungsbildung des kognitiven Systems ▫ Ordnung und Stabilität entstehen nicht durch die Umwelt, sondern im „Inneren“, dem kognitiven System

⇒Der Mensch hat keinen direkten Zugang zur Umwelt

Konstruktivismus Grundannahme: Konstruktion einer individuellen Wirklichkeit Wahrnehmung = Interpretation und Hypothesentestung Wahrnehmung ≠ Abbildung einer „objektiven“ Realität Modellannahme: Autonomie der kognitiven Ordnungsbildung Selbstorganisationstheorie Theorien: (a) Trivialer Konstruktivismus (Sinngebung) (b) Radikaler Konstruktivismus (Berliner Schule: KOFFER, KÖHLER, WERTHEIMER) (kein unmittelbarer Zugang zur physikalischen Umwelt) (Jüngere Theoretiker: MATURSNA, METZGERS, VARELA)

…ein erster Denkansatz

Ambiguitäten, Ordnungsbildung und Bedeutungszuweisungen – oder: die Anwendung der Theorie • • • • •

Der Konstruktivismus in der Biologie Wahrnehmung Kommunikation Emotion Gedächtnis

Neurbiologische Grundlagen: Gehirn

• Ein die Umwelt abbildendes Gehirn ist nicht in der Lage, komplexe kognitive Prozesse hinreichend zu beschreiben • Für das Gehirn sind interne und externe Ereignisse im Prinzip ununterscheidbar • „Blinder Fleck“
Die Geschlossenheit entsteht im Gehirn

Wie kommt die Welt in den Kopf?

Wir hören… Wir riechen… Wir schmecken… Wir berühren… …irgendwie erleben wir unsere Welt.

Das menschliche Gehirn …und irgendwie ist stets das Gehirn mit im Spiel

• Volumen ▫ Mann: ca. 1375g ▫ Frau: ca. 1245g • Neuronen: ca. 100 Milliarden (1011) • Synapsen (Verbindungen zwischen • den Neuronen): ca. 100 Billionen (1014) • verbraucht ca. 20% der Energie • beansprucht 15% des Blutverbrauchs

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Kleine Anatomie des Gehirns

1. Großhirn (Cortex) 2. Balken 3. Zwischenhirn 4. Limbisches System 5. Mittelhirn 6. Kleinhirn 7. Nachhirn

Das Gehirn hat nur einen indirekten Umweltkontakt

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Das Gehirn – Der feine Unterschied oder das Limbische System Der Unterschied zwischen Mensch und Tier: • emotionales/rationales Handeln z.B. Angst • einsichtiges Verhalten • abstraktes Denken • Lernfähigkeit • Entsteht durch die vernetzte Arbeit von Groß-Mittel- und Kleinhirn

Ein komplexes Nervensystem Es hat die Aufgabe… • Informationen über die Umwelt und den Organismus aufzunehmen, zu verarbeiten

• Reaktionen des Organismus zu veranlassen Das Nervensystem realisiert eine der Grundeigenschaften des Lebens, die Reizbarkeit (Irritabilität).

Neuronenkommunikation

Nervenzelle

• Übertragung von Erregungen in Form von elektrischen Impulsen • Neurone sind durch Synapsen, die an den Dendriten anderer Neurone angeschlossen sind, miteinander verbunden

Elektronenmikroskopisc he Aufnahme (verfärbt) einer isolierten Nervenzelle

Nach heutigen Schätzungen besteht das menschliche Gehirn aus 100 Milliarden oder mehr Nervenzellen, wobei einige neuere Schätzungen sogar von 1 Billion (1.000.000.000.000) Nervenzellen ausgehen

Der Synaptische Spalt

• Zwischen Synapse und Dendrit befindet sich ein Spalt, der eine elektrische Verbindung verhindert

Informationsverarbeitung Konvergenz

• Diffusion

• Ähnliches Arbeitsprinzip auch beim Hormonsystem und Immunsystem

Gehirnaktivität messen

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Karten im Gehirn

Reiz X1

• Neurotransmitter (chemische Boten)

• Schlüssel-Schloss-Prinzip

Divergenz

Reiz X1

• Nervenzellen sind durch einen kleinen "synaptischen Spalt" von einander getrennt, den Signale bei der Weiterleitung überwinden müssen

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X1

Messung von Gehirnarbeit

Messung von Gehirnarbeit • Elektroenzephalogramm (EEG)

Nicht invasive Methoden der Messung der Gehirnaktivität (über Sauerstoffzufuhr): PET (Positronen Emissions Tomographie) und funktionelle Kernspintomographie

▫ Summenableitung der elektrischen Oberflächenaktivität

• Computertomographie (CT) ▫ Schichtweise Abtastung durch dünnes, flaches Röntgenstrahlbündel

• Magneto-Enzephalographie (MEG) ▫ Messung der megnetischen Felder elektrisch aktiver Neurone mit einem superconducting quantuminterference device (SQUIDBiomagnetometer).

• Positronen-Emissionstomographie (PET) ▫ Isotopen (C11, N13, F18, O15) senden Positronen aus, die bei Verschmelzung mit Elektronen Gammastrahlung erzeugen, die gemessen wird. Die Menge des Blutflusses wird gemessen, und damit die aktiven Gehirnbereiche.

• Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) ▫ Homogenes sehr starkes Magnetfeld richtet Spin von Protonen aus, Radiowellen stören („wobbling“) – Signal funktionelle MRT (fMRT = fMRI) Unterschiedliche magnetische Eigenschaften von Desoxihämoglobin und Oxihämoglobin stellen die „aktiven“ Bereiche im Gehirn dar

Funktion des PET Injektion eines radioaktiven Kontrastmittels in die Blutbahn Kontrastmittel erreicht das Hirn Messung lokalen Blutflusses oder regionaler Metabolismus

Bildgebendes Verfahren

Die neue Hirnforschung • Zusammenhänge von Hirn und psychischen Prozessen • Entscheidungen und Verhalten sind durch individuell variierende Hirnstruktur und – funktion determiniert.

Komplexe Verschaltungen . . . „Das Gehirn kann zwar über seine Sinnesorgane durch die Umwelt erregt werden, diese Erregungen enthalten jedoch keine

bedeutungshaften und verlässlichen Informationen über die Umwelt. Vielmehr muss das Gehirn über den Vergleich und die Kombination von sensorischen Elementar-ereignissen Bedeutungen erzeugen und diese Bedeutungen anhand interner

Veranstaltungstipp: Gerhard Roth in der Uni Bielefeld Vortrag: 12.01.2009 (Montag), 14.00-16.00 Uhr, im AUDIMAX Prof. Dr. Gerhard Roth (Universität Bremen) Thema: Motivation und Emotion

Kriterien überprüfen. Gerhard Roth (1996)

…schon im Auge. Schon im Auge…

komplexe Verschaltungen: Etwa 1 Million Retinaganglienzellen projizieren auf einige Milliarden Zellen in der primären Sehrinde. Geschätzte 200 Milliarden Zellen (von 1 Bio.) sind mit dem Sehen beschäftigt!! Atomisierung von Bildern . . .

Keine einfache 1-1-Verbindung Netzhaut

Hirnhöcker

• Keine einfache Telefondrahtverbindung (Umschaltstation)

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Primärer Visueller Cortex

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• Verschiedene Neuronenaggregate im Gehirn sind am Sehprozess beteiligt
Ganzheitlicher Prozess • Dies ist beispielhaft für alle anderen Bereiche des zentralen Nervensystems • Neuronenkommunikatio n ist multilateral

Was ist das?

Sprache: Sprachverarbeitung

Aufmerksamkeit: Das vernetzte Gehirn

…Gefahr Das Gehirn konstruiert . . .

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M

en t u in

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….von innen heraus.

Wahrnehmung

Die Realität wird immer von innen heraus konstruiert! Es gibt keinen direkten Einfluss von „außerhalb“!

Wahrnehmung • Realität gibt keine stabile (eindeutige) Ordnung vor • Wahrnehmung = Verworrenheit • Lösung: Konstruktion

Individuum

Wahrnehmung

Wahrnehmung

Wir leben in einer Welt voller Ambiguitäten … …doch wir merken es nur selten!

Wahrnehmung

Wahrnehmung Was tun wir, wenn wir die eben gezeigten Bilder sehen?


Sehen ist ein hocheffizienter Vorgang der Ambiguitätsbewältigung, der Auflösung von Mehrdeutigkeiten durch aktive Ordnungsbildung (…wir Menschen haben es gerne einfach!)

Wahrnehmung • Multistabilen Reizmustern können im Wahrnehmungsprozess keine eindeutigen Ordnungen zugewiesen werden • Ständiger spontaner Wechsel zwischen den möglichen alternativen Sehweisen • Stärkere Wirkung auf besonders empfindsame Menschen • Kommen in der Natur „zum Glück“ nur selten vor • Ist jede Reizgegebenheit multistabil?

Visuelle Wahrnehmung – ein Versuch

In welche Richtung dreht sich die Ballerina?

Objektwahrnehmung, oder wie der Realismus grandios scheitert! Wer ist besser: Mensch oder Computer?

Objektwahrnehmung

Objektwahrnehmung

Objektwahrnehmung

Objektwahrnehmung • Warum ist unser Gehirn in der Lage, Muster zu erkennen, wo eigentlich keine sind? • Prinzip der Prägnanz (Einfachheit/guten Gestalt) • Wir konstruieren einfache Objekte • „das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“

Kommunikation

Kommunikation

• „The verbal transformation effect“ • Endlosschleife vom Wort „to tress“ • Wortwahrnehmung
Verstehen
keine Informationsaufnahme, sondern ein Vorgang der Ambiguitätsauflösung, bzw. aktiven Ordnungsbildung

Schlussfolgerung für die Kommunikation

Emotionen – der Placebo-Effekt


Wir Menschen müssen unsere eigene Welt konstruieren um zu überleben!

Gedächtnis • Erneuter Ausgansgpunkt: Realismus • Erinnerung ist nicht getreue Reproduktion, sondern unterliegt starken Veränderungen • Bsp. Zeugenaussagen • Unstrukturiertes Gedächtnismaterial wird immer strukturiert wiedergegeben (zwei Geschichten in einem Buch/Film) [„Bereichsbildung im Spurenfeld“] • Computeranalogie passt nicht auf unser Gedächtnis

Menschliche Erlebniswirklichkeit = Produkt eines kognitiven Konstruktionsprozesses

Problem I Wie ist Kommunikation zwischen den verschiedenen kognitiven Systemen möglich?

Empirisches Arbeiten • Reality testing (Wirklichkeitsüberprüfung) • Reality decision (Wirklichkeitsentscheidung) Oswald Külpe Wolfgang Metzger
unter welchen Kriterien wird ein Ereignis als wirklich bzw. unwirklich eingestuft?

Wolfgang Metzger • Wirklichkeitseindruck eines Gegenstandes kann unter bestimmten Bedingungen auf seinen Schatten übergehen • Beispiel: „weißer Drahtwürfel“
Der Schatten wird zum Objekt und das Objekt zum Schatten

Problem II

Unter welchen Bedingungen halten wir etwas für real?

Oswald Külpe • 1902 • Unterscheidbarkeit „objektiver“ und „subjektiver“ phänomenaler Gegebenheiten beruht auf der Anwendung innerkognitiver Kriterien • Beispiel „Banane“
Grenze zwischen Wahrnehmung und Vorstellung ist nicht eindeutig gezogen

Wirklichkeitskriterien • Wahrnehmungsebene: strukturiert, konturiert, über mehrere Sinnesmodalitäten gleichzeitig erlebbar • Bedeutungsebene: bedeutungs- und ausdruckshaltig, attraktiv, passt widerspruchsfrei in den Wahrnehmungskontext • Handlungsebene: Ereignisse werden in Ursache- Wirkungszusammenhänge eingebettet, Eigenschaften oder Verhaltensweisen sind vorhersagbar

Radikaler Konstruktivismus – Vorwurf I Menschliche Erlebniswelt wird von jedem beliebig konstruiert

Radikaler Konstruktivismus – Vorwurf II Kein Zusammenhang zwischen gesellschaftlichen und persönlichen Werten, da Beliebigkeit vorgeworfen wird


Wie würden die Konstruktivisten die Möglichkeit der Kommunikation zwischen mehreren kognitiven Systemen erklären?

Kommunikation ist möglich, da… • …gesellschaftliche Maßstäbe gesetzt werden • Die Maßstäbe haben sich evolutionär entwickelt • Der Mensch wird also in einen Diskurs hineingeboren • Es erfolgt die völlige Übernahme dieser Maßstäbe

Radikaler Konstruktivismus – Vorwurf III • Neurophysiologische Vorgänge werden als Beweis benutzt
Man benutzt ein Konstrukt als Beweis, dass die Welt ein Konstrukt ist

Pro-Argumente • Psychologische und physiologische Erkenntnisse werden in eine widerspruchsfreie Ordnung zueinander gebracht • Theoretische Selbstbezüglichkeit des radikalen Konstruktivismus • Das Menschenbild des Konstruktivismus: Der Mensch ist autonom, zwischenmenschliche Kommunikation verlangt gegenseitige Akzeptanz

„Dass die Welt eine Erfindung ist, ist eine Erfindung!“