Gedächtnisarten: Konzepte zur Forschung

Gedächtnis ist die kognitive Funktion, die es uns ermöglicht, Informationen zu kodieren, zu speichern und abzurufen. Es ist eine Funktion, die für unser Wissen über die Welt und unsere tägliche Funktionalität unerlässlich ist. In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Arten des Gedächtnisses durchgehen und Beispiele aus der Forschung und Aufgaben diskutieren, um ein praktisches Verständnis dafür zu erhalten, wie Experimente durchgeführt werden, um mehr über die verschiedenen Arten des Gedächtnisses zu entdecken.

Gedächtnis wird typischerweise in sensorisches Gedächtnis, Kurzzeitgedächtnis und Langzeitgedächtnis kategorisiert, wobei jede eigene, ausgeprägte Eigenschaften hat. Lassen Sie uns eintauchen!

Sensorisches Gedächtnis

Der gesamte Prozess des Erinnerns beginnt mit Informationen, die in das sensorische Gedächtnis eintreten, d.h. was in die fünf Sinne eingegeben wird. Wenn wir auf sensorische Informationen (wie Klang, Berührung, Geruch) stoßen, erfolgt eine kurze Speicherung dieser Informationen, und das nennt man das sensorische Gedächtnis. Diese sind typischerweise von kurzer Dauer. Wenn dieser sensorischen Information Aufmerksamkeit geschenkt wird, wird sie in das Kurzzeitgedächtnis kodiert (Ciolek & Lee, 2020).

Letztlich werden Aspekte des sensorischen Gedächtnisses in das Langzeitgedächtnis eingehen, wodurch Sie angenehme Erinnerungen an Dinge wie den Rhythmus Ihres Lieblingsblues-Songs bewahren können. Lassen Sie uns die verschiedenen Arten des sensorischen Gedächtnisses betrachten:

Ikonisches Gedächtnis

Ikonisches Gedächtnis ist eine Unterkategorie des sensorischen Gedächtnisses, die mit visuellen Daten verbunden ist und speziell die kurzfristige Beibehaltung und schnelle Zersetzung visueller Informationen beschreibt. Eine Person mit ikonischem Gedächtnis kann ein Bild einer Szene oder eines Objekts für eine sehr kurze Zeit festhalten, normalerweise etwa 250 ms (Kanwar et al., 2023). Das Wort "ikonisch" stammt vom griechischen Wort "eikōn" (εἰκών), was „Bild“ bedeutet und hebt die visuelle Komponente dieser Gedächtnisart hervor (Klyukanov & Sinekopova, 2016).

Das grundlegende Experiment von George Sperling aus den 1960er Jahren, das partielle Berichtparadigma, ist ein großartiges Beispiel für ikonisches Gedächtnis. In diesem Experiment wurde den Teilnehmern ein Gitter von Buchstaben für eine kurze Zeit gezeigt. Nachdem die Anzeige verschwunden war, wurden die Teilnehmer gebeten, entweder das gesamte Gitter oder eine bestimmte Reihe von Buchstaben zu erinnern. Sperling stellte fest, dass die Teilnehmer, wenn sie unmittelbar nach der Anzeige aufgefordert wurden, das gesamte Gitter genau wiedergeben konnten, was auf eine vorübergehende Speicherung der visuellen Informationen hinweist (Sperling, 1960).

In diesem Beispiel im Labvanced werden die Teilnehmer gebeten, die Zahlen einzugeben, die sie gerade auf dem Bildschirm gesehen haben, in einer Ziffern-Spanne-Aufgabe:

Importieren Sie die Ziffern-Spanne-Aufgabe in Ihr Konto oder probieren Sie sie einfach im Labvanced aus.

Echoisches Gedächtnis

Das kurzzeitige sensorische Gedächtnis, das als "echoisches Gedächtnis" bekannt ist, ermöglicht es dem auditiven System, Geräusche und andere Reize eine kurze Zeit nach dem Ende des ursprünglichen Reizes zu behalten. Echoisches Gedächtnis hält länger an als ikonisches Gedächtnis und dauert etwa 1 bis 2 Sekunden. Das echoische Gedächtnis spielt eine entscheidende Rolle bei der Verarbeitung und dem Verstehen gesprochener Sprache. Es erleichtert den ununterbrochenen Fluss von auditiven Informationen, wodurch Menschen in der Lage sind, Klang, Musik oder andere Arten von auditiven Reizen wahrzunehmen und zu verstehen (Kanwar et al., 2023; Cope et al., 2023).

Das Phänomen, das als "Rückwärtsmaskierungseffekt" bekannt ist, ist eine bekannte Veranschaulichung des echoischen Gedächtnisses in Aktion. Wenn jemand eine Reihe von Klängen hört und unmittelbar danach ein anderer Klang (eine Maske) präsentiert wird, kann dies die Wahrnehmung und das Gedächtnis des ersten Geräusches behindern. Obwohl echoisches Gedächtnis kurzlebig ist, ist es entscheidend für unser Verständnis und die Interpretation unserer auditiven Umgebung (Edelman & Moyal, 2017).

Haptisches Gedächtnis

Der Begriff "haptisches Gedächtnis" beschreibt in der Regel eine Art von sensorischem Gedächtnis, das mit der Haptik oder dem Tastsinn verbunden ist. Insbesondere ist haptisches Gedächtnis die Fähigkeit, touch-bezogene Erfahrungen zu erinnern. Haptisches Gedächtnis ist ein wichtiger Bestandteil unserer gesamten sensorischen Erfahrung, da es uns hilft, die physische Welt um uns herum wahrzunehmen und zu verstehen. Vom Erkennen von Texturen bis zum Handhaben von Objekten ist es an vielen alltäglichen Aufgaben beteiligt (Shihet al., 2009b).

📌 Veröffentlichungshighlight: Die Rolle des affektiven Berührens bei der Förderung der Aufmerksamkeit von Säuglingen gegenüber komplexen visuellen Szenen

Eine Studie von Carnevali, L., Della Longa, L., Dragovic, D., & Farroni, T. (2024) in Labvanced untersuchte die Rolle des affektiven Berührens bei der Verbesserung der Aufmerksamkeit von Säuglingen gegenüber komplexen visuellen Szenen und betont die Integration multisensorischer Informationen in der frühen Entwicklung. Die auf Labvanced basierende Studie verwendete:

• Aufgabendesign: Eine dreiphasige experimentelle Aufgabe zur Bewertung der Auswirkungen affektiven und nicht-affektiven Berührens auf die Aufmerksamkeit von Säuglingen gegenüber visuellen Stimuli.
• Materialien: Animierte Charaktere (Quadrat und Dreieck), die mit auditiven (Musiknoten) und taktilen (Handberührung) Stimuli kombiniert wurden, um ansprechende multisensorische Erlebnisse zu schaffen.
• Datensammlung: i) Die Blickzeiten der Säuglinge wurden während der Phasen der Vertrautmachen und visuellen Präsentation aufgezeichnet, um Aufmerksamkeit und Engagement zu messen; ii) Videoaufzeichnungen der Sitzungen ermöglichten die Offline-Codierung der Reaktionen der Säuglinge.

Ergebnisse: Die Forscher fanden heraus, dass affektive Berührung (in Phase 1 des Experiments) zu längeren Blickzeiten während der Szenenpräsentation (Phase 2) führte. Dies zeigt, wie haptische Erfahrung oder Gedächtnis eine wichtige Rolle dabei spielen kann, die visuelle Aufmerksamkeit von Säuglingen gegenüber komplexen visuellen Szenen zu modulieren, indem sie sie dazu prädisponiert, ihre Umgebung zu erkunden und eine nachhaltige Aufmerksamkeit zu fördern.

Gustatorisches Gedächtnis

Gustatorisches Gedächtnis bezieht sich auf das Gedächtnis für Geschmack. Die Fähigkeit, einen bestimmten Lebensmittelgeschmack zu erinnern, ist sowohl für die Nahrungsaufnahme als auch für assoziatives Lernen relevant. In der psychologischen Forschung wird gustatorisches Gedächtnis typischerweise im Kontext von Nahrungsmitteln oder Geschmacksaversion und wie der Geschmack oder zuvor konsumierte Lebensmittel zukünftiges verhaltensrelevantes Verhalten beeinflussen, untersucht (Lim et al., 2022).

Olfaktorisches Gedächtnis

Olfaktorisches Gedächtnis bezieht sich auf das Gedächtnis für Gerüche oder Düfte. In der natürlichen Welt und im Tierreich spielt Geruch eine wichtige Rolle bei der Verhaltenssteuerung, hilft beim Überleben und unterstützt sogar die räumliche Navigation (Yang et al., 2021). Ein aktueller Trend in der psychologischen Forschung ist es, olfaktorisches Training zu untersuchen, d.h. Training mit wiederholter Exposition gegenüber Duftstoffen mit dem Ziel der Neuroplastizität. Dies ebnet den Weg für das Verständnis, wie olfaktorisches Gedächtnis mit anderen kognitiven Prozessen, aber auch mit pathologischen Zuständen verwoben ist (Vance et al., 2024).

📌 Veröffentlichungshighlight: Verständnis des Geruch-bezogenen Sprachgebrauchs bei erworbener Anosmie

In dieser Studie, die in Labvanced durchgeführt wurde, wollten die Forscher beurteilen, ob erworbene Anosmie (der Verlust des Geruchssinns, der später im Leben auftritt) das Verständnis von geruchbezogenem Sprachgebrauch beeinträchtigt. Die Forscher führten eine Reihe von Aufgaben durch, um ein vollständiges Bild des geruchbezogenen Gedächtnisses bei Anosmikern und Kontrollen zu erhalten. Interessanterweise kam die Studie zu dem Schluss, dass es keine Hinweise gibt, dass erworbene Anosmie das Verständnis von Geruchs- oder Geschmackswörtern beeinträchtigt, jedoch wurden emotionale Assoziationen mit Geruchs- und Geschmackswörtern bei Anosmikern verändert, mit positivere Bewertungen. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Sprachverarbeitung in einigen Fällen unabhängig von der Fähigkeit sein könnte, eine olfaktorische sensorische Erfahrung zu haben (Speed, L. J., Iravani, B., Lundström, J. N., & Majid, A., 2022).

Beispiel für das Verfahren der Lexical Decision-Aufgabe, die in Labvanced durchgeführt wurde; Speed, L. J., Iravani, B., Lundström, J. N., & Majid, A., (2022).

Kurzzeitgedächtnis

Kurzzeitgedächtnis (KZG) bezieht sich auf die Verarbeitung kleiner Informationsmengen über einen kurzen Zeitraum. Wenn wir uns ein Stück Information unmittelbar nach ihrer Präsentation ins Gedächtnis rufen, dann geschieht dies im Kurzzeitgedächtnis! In Abwesenheit von Wiederholungen unterliegt die Information einem schnellen Verfall und würde somit weniger als ~30 Sekunden dauern. KZG umfasst das Arbeitsgedächtnis, das bei der Durchführung des Prozesses der kurzfristigen Gedächtnis-speicherung hilft (Camina & Güell, 2017; Kramer & Stephens, 2014).

Arbeitsgedächtnis

Das Arbeitsgedächtnis ist dafür verantwortlich, Informationen zu manipulieren und vorübergehend zu speichern. Es ist die Fähigkeit, Informationen für einen kurzen Zeitraum im Gedächtnis zu behalten, damit sie für zusätzliche Verarbeitungen verwendet werden können. Für kognitive Aufgaben, die die gleichzeitige Verarbeitung von Informationen erfordern, wie das Befolgen von Anweisungen, das Lösen schwieriger Probleme und das Verständnis gesprochener oder geschriebener Sprache, ist das Arbeitsgedächtnis entscheidend (Maricle & Bauman Johnson, 2016).

Einer der häufigsten Tests zur Messung des visuospatialen Kurzzeit- und Arbeitsgedächtnisses ist der Corsi-Block-Tapping-Test (CBT) (Schaefer et al., 2022).

Das Beispiel unten zeigt den Corsi-Block-Tapping-Test, der in Labvanced durchgeführt wurde:

Importieren Sie die Corsi Block-Tapping-Aufgabe in Ihr Konto für Ihr nächstes Experiment oder probieren Sie sie einfach im Labvanced aus.

Langzeitgedächtnis

Wenn Informationen, die im Kurzzeitgedächtnis gespeichert sind, in die Langzeitspeicherung übertragen werden, spricht man vom Langzeitgedächtnis (LZG), das Tage und sogar Jahre andauern kann. LZG umfasst die Prozesse der Kodierung, Speicherung und des Abrufs von Informationen (Johnson, R. (2014). Es wird in zwei breite Kategorien unterteilt – explizites und implizites Gedächtnis.

Deklaratives / Explizites Gedächtnis:

Explizites Gedächtnis oder deklaratives Gedächtnis ist die Kategorie des Gedächtnisses, die das absichtliche Abrufen von Ereignissen und Fakten umfasst. Es gibt zwei Arten:

Episodisches Gedächtnis

Eine Unterkategorie des deklarativen Gedächtnisses, die sich mit persönlichen Erfahrungen befasst und die Fähigkeit hat, bestimmte Erfahrungen oder Ereignisse aus der Vergangenheit einer Person zu erinnern. Es ist das Erinnern an individuelle Erlebnisse, die mit einem bestimmten Ort und Zeitraum verbunden sind.

Episodisches Gedächtnis wird oft als ‘autobiographisches Gedächtnis’ bezeichnet. Zum Beispiel, sich Einzelheiten über Ereignisse zu erinnern, einschließlich dessen, was passiert ist, wo es passiert ist, wann es passiert ist und welche Gefühle oder Emotionen damit verbunden waren. Episodisches Gedächtnis enthält sensorische Details (Details oder Informationen, die durch die fünf Sinne wahrgenommen werden), die es uns ermöglichen, eine Erfahrung nachzuleben (Morè et al., 2020).

Semantisches Gedächtnis / Autobiographisches Gedächtnis

Dies ist eine weitere Unterkategorie des deklarativen Langzeitgedächtnisses, die Fakten und allgemeines Wissen umfasst. Es deckt ein breites Spektrum an Ideen ab, wie Sprache, Realität und Wortbedeutungen. Semantisches Gedächtnis ist im Wesentlichen das gesamte erworbene Wissen, das man über die Welt gesammelt hat (Binder, J. R., & Desai, R. H., 2011). Dazu gehören Dinge wie die Namen von Farben, das Sprachverständnis oder die Hauptstädte großer Städte.

Semantisches Gedächtnis ist abstrakter und allgemeiner als episodisches Gedächtnis und ist nicht mit bestimmten persönlichen Ereignissen verbunden. Im Vergleich zum episodischen Gedächtnis, das das Gedächtnis für spezifische Erfahrungen ist, scheint die Fähigkeit für semantisches Gedächtnis in der Kindheit früher zu entwickeln. Studien zeigen, dass semantisches Gedächtnis dazu neigt, sich über die Zeit zu stabilisieren und sogar mit zunehmendem Alter zu wachsen (Martin & Simmons, 2008; Richmond & Burnett, 2022).

Nicht-deklaratives / Implizites Gedächtnis

Implizites Gedächtnis, ein anderer Begriff für nicht-deklaratives Gedächtnis, ist eine Kategorie des Langzeitgedächtnisses, die nicht bewusst abgerufen wird. Diese Art von Gedächtnis umfasst konditionierte Reaktionen, Fähigkeiten, Gewohnheiten und Verhaltensweisen. Oft wird nicht-deklaratives Gedächtnis unbewusst ausgedrückt und erworben. Es umfasst außerdem Folgendes:

Prozedurales Gedächtnis

Prozedurales Gedächtnis ist eine Unterkategorie des nicht-deklarativen oder impliziten Gedächtnisses, die die Bildung und Erhaltung von perceptual-motorischen Fähigkeiten und Gewohnheiten umfasst, wie Fahrradfahren oder Sportspielen! Es ist verantwortlich dafür, dass Menschen handeln und Entscheidungen treffen können, ohne sich dessen bewusst zu sein oder spezifische Details aus dem Gedächtnis abrufen zu müssen. Das prozedurale Gedächtnis spielt eine entscheidende Rolle bei unserer Fähigkeit, motorische Fähigkeiten durch Übung und Wiederholung zu erlernen und zu entwickeln. In Bezug auf Neurobiologie umfasst prozedurales Gedächtnis stärkere Verbindungen zwischen den synaptischen Wegen, die mit dem Verhalten verbunden sind, was zu reflexiven und unbewussten Reaktionen führt (Fogel & Smith, 2011; Mayford et al., 2012).

In einer Studie, die in Labvanced von Gavard, E. & Ziegler, J.C. (2024) durchgeführt wurde, wurde eine Reihe von Aufgaben implementiert, um zu bestimmen, ob statistisches Lernen (ein kognitiver Mechanismus, der es erlaubt, Muster implizit zu erlernen) während des Lesens linguistische Vorhersagen anzeigen könnte. Eine relevante Aufgabe hier war die serielle Reaktionszeit-Aufgabe (SRT), die eine klassische sequenzielle motorische Lernaufgabe ist. Die Forscher führten dies durch, um ein Gefühl für das implizite (statistische) Lernen der Teilnehmer zu bekommen, das mit dem prozeduralen Gedächtnissystem verbunden ist.

Experimentelles Design und Timing der SRT-Aufgabe (angepasst von Schendan et al., 2003) Gavard, E. & Ziegler, J.C. (2024) in Labvanced.

Assoziatives Gedächtnis oder Klassische Konditionierung

Assoziatives Gedächtnis ist die Fähigkeit, die Beziehungen zwischen scheinbar unzusammenhängenden Objekten zu erkennen und sich daran zu erinnern. Zum Beispiel, eine Angst vor Hunden zu entwickeln, nachdem man gebissen wurde. Personen, die über diese Art von Gedächtnis verfügen, können Wissen eher durch Verbindungen als durch spezifische Hinweise oder Details abrufen. Zum Beispiel könnten Sie jemanden erkennen, den Sie auf der Straße gesehen haben, allein durch den Duft des Parfums im nahegelegenen Einkaufszentrum (Suzuki, 2008).

📌 Veröffentlichungshighlight: Assoziatives Lernen und Gedächtnis und analoge PTSD-Symptome

Friesen, E., et al (2022) setzten sich zum Ziel herauszufinden, ob Stress und Grübelneigung im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie die Entwicklung von analogen PTSD-Symptomen beeinflussen könnten, wenn die Teilnehmer einem aversiven Filmclip begegneten, der nicht mit COVID-19 in Verbindung stand. Die Forscher wollten auch feststellen, ob diese Beziehung durch die Stärke des assoziativen Lernens (d.h. Furchtkonditionierung) vermittelt wurde. Die Forscher führten ihr Experiment und die Aufgabe des assoziativen Lernens unter Verwendung von Labvanced durch. Das Bild unten zeigt das experimentelle Setup und den Studienverlauf. Die Ergebnisse legen nahe, dass erhöhter Stress während der COVID-19-Pandemie das assoziative Lernen verstärkt haben könnte, was zu vermehrten intrusiven Erinnerungen und Grübelneigung als Reaktion auf ein analoges traumatisches Ereignis führte.

Illustration des Studienverlaufs, der in Labvanced durchgeführt wurde.
Hinweis: (A) Allgemeiner Studienablauf. (B) Ablauf der differenziellen assoziativen Lernaufgabe. (C) Stimuluspräsentation in einem verstärkten CS+-Versuch während der differenziellen assoziativen Lernaufgabe. CS+ = konditionierter Reiz; US = unkonditionierter Reiz; Friesen, E., et al (2022).

Nicht-assoziatives Gedächtnis

Nicht-assoziatives Gedächtnis, auch bekannt als nicht-assoziatives Lernen, ist Lernen, das keine Stimulusassoziation oder -paarung benötigt. Diese Form des Lernens wird als der grundlegendste und einfachste Ansatz betrachtet, da sie sich auf Verhaltensveränderungen als Reaktion auf einen einzelnen Stimulus konzentriert. Sie legt mehr Wert auf das Erwerben und Behalten von einzelnen Komponenten, ohne dabei Verbindungen oder Verknüpfungen zwischen ihnen zu benötigen (Ioannou & Anastassiou-Hadjicharalambous, 2018). Wichtige Themen in diesem Bereich sind Habituation und Sensibilisierung. Ein Beispiel für nicht-assoziatives Lernen der Habituation ist, dass man nach einer Weile, in einer belebten Straße zu leben, schließlich „darauf vorbereitet wird“.

Priming-Gedächtnis

Dies ist ein impliziter Gedächtniseffekt, bei dem die Exposition gegenüber einem Stimulus die Reaktionen auf einen anderen beeinflusst, der in der Psychologie als "Priming" bezeichnet wird. Es umfasst die Aktivierung bestimmter Schemata im Langzeitgedächtnis, um die Abrufung relevanter Informationen zu erleichtern. Zum Beispiel, wenn eine Person der Farbe Gelb ausgesetzt ist und später schnell nach einer Frucht gefragt wird, ist es wahrscheinlicher, dass sie das Wort "Banane" anstelle von "Apfel" oder "Traube" sagt. Diese Technik des Primings wird in der Psychologie angewendet, um Menschen zu lehren, wie sie auf bestimmte Reize reagieren oder ihr Verhalten ändern. Ohne dass die Person es versteht, beeinflusst Priming die kognitive Funktion entweder bewusst oder unbewusst. Das Verständnis dafür, wie frühere Exposition gegenüber Reizen das Verhalten und die kognitiven Prozesse in der Gegenwart beeinflussen könnte, wird durch Priming erleichtert (Bermeitinger, 2015).

Im Bild unten zeigt ein Beispiel-Set von Stimuli aus einer Studie von Baumann, L., & Valuch, C. (2022), die in Labvanced durchgeführt wurde, die zahlreichen Stimuli, die verwendet wurden, um den Effekt der semantischen Verarbeitung und des Primings in einer Kategorisierungsaufgabe zu untersuchen. Die Teilnehmer wurden gebeten, das Priming-Bild (unter Ignorierung des Ziels) als entweder einen Innen- oder Außenbereich zu kategorisieren. Das Priming wurde sehr kurz (50 ms) präsentiert, gefolgt vom Ziel (maximal 400 ms). Die Forscher fanden heraus, dass die Reaktionszeit signifikant schneller war, wenn das Priming und das Ziel zur selben kongruenten Kategorie gehörten (d.h., beide waren Außenbereiche).

Beispielset von Stimuli, die in Labvanced verwendet wurden, um das Priming der Szenenkategorisierung zu untersuchen.
(A-links) Beispielzielstimuli jeder Kontextkategorie im Außenbereich (A-rechts) Innenbereich (B) Oben Bild -links: Beispielprimingstimuli für die Außenkategorie; untere Bilder -links: Zielstimuli für die Außenkategorie für Spielplatz; Oben Bild -rechts: Beispielprimingstimuli für die Innenkategorie; untere Bilder -rechts: Zielstimuli für die Außenkategorie für Küche;
Baumann, L., & Valuch, C. (2022).

Fazit

Gedächtnis ist ein komplexes und facettenreiches System. Das Verständnis seiner Formen und verschiedenen Arten hilft uns zu lernen, wie wir Informationen retainieren, verarbeiten und abrufen, was letztendlich unser Lernen, unsere Wahrnehmung, unser Handeln und unsere Navigation in unserem täglichen Leben in der Welt prägt!

Referenzen

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