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Identifikations- und Wiedererkennungsprozesse

Pandämonium-Modell

»Pandemonium architecture


PSYCHOLOGIE

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YouTube-Video: The Pandemonium Architecture Explained (6:38, engl.)

Eine der wichtigsten Fragen, mit denen sich die ▪ Wahrnehmungspsychologie beschäftigt, ist die Frage, wie wir Objekte aus unserer Umwelt erkennen (identifizieren) und wiedererkennen können. Was sagt uns, ist z. B. die Frage, dass das Objekt, vor dem wir stehen, ein Baum ist, und wo dieser und wir selbst eigentlich zu dem Zeitpunkt, an dem wir ihn sehen, uns eigentlich befinden. Festzustehen scheint jedenfalls, das zeigen z. B. die Wahrnehmungskonstanzen, dass die Interpretation bzw. die Zuordnung des Wahrgenommenen zu Kategorien keine rein Leistung höherer Verarbeitungsformen von Informationen in unserem kognitiven System darstellt, Objektidentifikation und Objektwiedererkennung keine rein postperzeptiven Leistungen sind. (vgl. Müsseler 2017, S.33)

Ein Ansatz, der erklären kann, "wie die Inhalte des Wahrnehmungsprozesses mit der Wissensrepräsentation überhaupt in Verbindung treten" (ebd.), ist die sogenannte  Merkmalsanalyse (feature analysis). Allerdings kann auch sie nicht alle Fragen, die sich in diesem Zusammenhang stellen, befriedigend beantworten.

Ihre Grundannahme besteht darin, "dass sich Objekte bzw. Figuren durch kritische Merkmale (bzw. deren Kombinationen) voneinander unterscheiden" (ebd.).

Dabei geht man im Anschluss an die Forschungsarbeiten von »David H. Hubel (1926-2013) und »Thorsten N. Wiesel (*1924) (z. B. 1959, 1968), die dafür 1981 den »Nobelpreis erhielten, davon aus, dass im »visuellen Cortex (primary visual cortex) (auch: Sehrinde im Hinterkopf, dem sog. »Occipitallapen) unseres ▪ Gehirns "Neuronenkreise" (Bourne/Ekstrand 2005, S.96) aktiv sind, "die wie Detektoren arbeiten". (ebd.)

Was es damit auf sich hat, lässt sich mit dem sogenannten "(etwas veralteten", Müsseler 2017, S.33)Pandämonium-Modell (»pandemonium architecture) zeigen, das »Oliver Selfridge (1926-2008) (1959) schon einige Zeit vor den Forschungen von Hubel und Wiesel entwickelt hat. Es stellt in metaphorischer Form für die Existenz und die Arbeit bestimmter kortikaler Zellen die als neuronale Merkmalsdetektoren fungieren, entwickelt hat. Diese Nervenzellen sind auf die Extrahierung bestimmter Merkmale bei der Wahrnehmung spezialisiert. So können sie auf einfache Reizmerkmale unabhängig voneinander reagieren, wie z. B. schräge, senkrechte oder waagerechte Linien, Spitz- und Rechtwinkligkeit, geschlossene oder offene Kreise). Die Nervenzellen arbeiten dabei auf unterschiedlichen Stufen in Gruppen parallel miteinander, um bestimmte Merkmale eines Objekts zu identifizieren und zu extrahieren.

Das sogenannte Pandämonium "bildet sich aus kleinen 'Dämonen', die die Aufgabe haben, Objekte zu erkennen. Wenn man sich diese Dämonen nicht als kleine Wichte, sondern als Neurone oder Neuronenkreise vorstellt, die darauf eingestellt sind, nur auf bestimmte Reize zu reagieren, dann versteht man, was Hubel und Wiesel meinen." (Bourne/Ekstrand 2005, S.96) Also: Die Dämonen im Pandämonium-Modell sind als keine Dämonen (Geister, Schicksalsmächte, Minimonster u. a.), die in unserem Gehirn herumgeistern, sondern der Begriff dient nur als Metapher zur Veranschaulichung dessen, was bei dem "Entdecken von Merkmalen oder Abstrahieren von Informationen durch Neuronenkreise" (ebd.) passiert. Die Dämonenmetapher hat dabei sehr zur Popularisierung der Merkmalsanalyse beigetragen, weil sie bei Visualisierungen der Pandämoniumsstruktur immer wieder zur Darstellung kleiner Wichte (Dämonen) im Kopf geführt hat.

Ein Beispiel, das dabei auf allzu comic-hafte Gestaltung verzichtet, stammt aus (Bourne/Ekstrand 2005, S.97), das die Metapher ohne sie ikonisch zu sehr in den Vordergrund zu rücken, in die insgesamt sehr gut veranschaulichende Darstellung der Prozesse bei der Merkmalsanalyse integriert.


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Die Dämonen bilden bei der Verarbeitung (visueller) Informationen einer bestimmten Stufenarchitektur zusammen, weshalb man auch von der Pandämoniums-Architektur (pandemonium architecture) spricht. Dabei stellt dasdas Pandämonium einfach das kumulative "Schreien" (yelling) dar, das von diesem System erzeugt wird.

Die Pandämoniumsarchitektur

Die vier wichtigsten Verarbeitungsstufen dieser Pandämoniumsstruktur sind (vgl. Lindsay, Peter H. and Norman, Donald A. (1977), zit. n.: »Wikipedia.en, vgl. Bourne/Ekstrand 2005, S.96f.; vgl. Müsseler 2017, S.33)

Stufe

Name des Dämons

Funktion

Beispie(le)

1

Bilddämonen
(image demons)

  • zeichnen das Bild auf, das in der Netzhaut empfangen wird

  • geben den visuellen Reiz in die hierarchische Verarbeitungsarchitektur ein

2

Merkmalsdämonen
(feature demons)

  • können jeweils ein bestimmtes (Reiz-)Merkmal (feature) darstellen (kurze gerade Linien, einen anderen für gekrümmte Linien, einen für offene Kreise etc.)

  • Aufgabe jedes Merkmaldämons ist es, zu "schreien" (to yell), wenn er ein Merkmal erkennt, dem er entspricht.

 

Hat der Bilddämon dieses Bild des Buchstabens A eingeben, werden bestimmte Merkmalsdämonen angesprochen und damit aktiviert (z. B. diejenigen, die nach geraden und waagrechten Linien und spitzen Winkeln suchen. Diejenigen, die auf gebogene Linien, rechte Winkeln etc. reagieren, bleiben indessen "ruhig.

Anders sieht dies allerdings bei diesem in der Schriftart Ravie geschriebenen und aufgezeichneten A aus. Hier müssen andere Merkmalsdämonen ran, um Merkmalswerte zu extrahieren, mit denen die kognitiven Dämonen der nächsthöheren Stufe weiterarbeiten können.

3

Kognitive Dämonen
(cognitive demons)

  • sehen Sie sich das "Schreien" der Merkmalsdämonen an.

  • Jeder kognitive Dämon ist für ein bestimmtes Muster verantwortlich (z.B. einen Buchstaben im Alphabet).

  • Das "Schreien" der kognitiven Dämonen basiert darauf, wie viel von ihrem Muster von den Merkmalsdämonen erkannt wurde.

  • Je mehr Merkmale die kognitiven Dämonen finden, die ihrem Muster entsprechen, desto lauter "schreien" sie.

Wenn zum Beispiel die für gekrümmte, lange gerade und kurze abgewinkelte Linien zuständigen Merkmalsdämonen wirklich laut schreien, könnte der kognitive Dämon des R-Buchstabens wirklich aufgeregt werden, aber auch der kognitive Dämon für den P-Buchstaben könnte etwas aufgeregt sein, allerdings etwas weniger; der kognitive Dämon für den Z-Buchstaben bleibt aber wahrscheinlich ruhig.

4

Entscheidungsdämonen
(decision demons)

  • letzte Stufe der Verarbeitung

  • hört auf das "Schreien", das von den kognitiven Dämonen produziert wird.

  • wählt den lautesten kognitiven Dämon aus.

  • Der Dämon, der ausgewählt wird, wird zu unserer bewussten Wahrnehmung.

 

Im Fall des R, bei dem der entsprechende kognitive Dämon R sich am stärksten Gehör verschafft, entscheidet sich der Entscheidungsdämon für ihn und damit für die endgültige Wahrnehmung als den Buchstaben R; allerdings kann es auch vorkommen, dass wir aufgrund schlechter Anzeigebedingungen einen Fehler machen: wenn Buchstaben z. B. schnell blinken oder Teile von ihnen verdeckt sind, kann es auch zur Wahrnehmung eines P kommen. ist es wahrscheinlich P.
Beachten Sie, dass das "Pandemonium" einfach das kumulative "Schrei" darstellt, das vom System erzeugt wird.

YouTube-Video: The Pandemonium Architecture Explained (6:38, engl.)

 Gert Egle, zuletzt bearbeitet am: 15.02.2021

 
 

 
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