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Das sensorische Gedächtnis beim HörenDas sensorische Gedächtnis beim Hören
Lebensdauer des EchogedächtnissesLebensdauer des Echogedächtnisses
0
50
100
0 5 10 15 20Periodenlänge [s]
Ric
htig
e D
ete
ktio
nen
[%] periodisches Rauschen
KZG Peterson & Peterson
0
50
100
0 5 10 15 20Periodenlänge [s]
Ric
htig
e D
ete
ktio
nen
[%] periodisches Rauschen
KZG Peterson & Peterson
• Maximale Zyklen für periodisches Rauschen– 20 VPn, Perioden 0.5 - 20 Sekunden, 3 Durchgänge
• Brown (1958) / Peterson & Peterson (1959):– Konsonantentrigramme wiedergeben,
während Behaltensintervall rückwärts zählen
B F
NTZ24035161
Lebensdauer für kategoriale InformationLebensdauer für kategoriale Information
• Sind Brown/Peterson&Peterson-Daten kategorial?
*C
*G
*D
*H
???
7564
0
20
40
60
80
100
0 3 6 9 12 15 18
Retentionsintervall [Sekunden]
Pro
zen
t ko
rrek
t
3 Zeilen 3-stellig, 7 s
2 Zeilen 4-stellig, 4 s
periodisches Rauschen
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40
60
80
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0 3 6 9 12 15 18
Retentionsintervall [Sekunden]
Pro
zen
t ko
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3 Zeilen 3-stellig, 7 s
2 Zeilen 4-stellig, 4 s
periodisches Rauschen
zusammen mit Lutz Munka
KapazitätsbeschränkungKapazitätsbeschränkung
• Miller (1956): The magical number seven plus or minus two.• Cowan (2001): The magical number four in short-term memory.
– 10 VPn, Auswahl von ca. 10 optimalen 200-ms Segmenten pro VP– Präsentation als semiperiodisches Rauschen, Zyklen mit 3 - 5 Segmenten– Paarvergleich. Einzelversuch: 2 intakte Zyklen, 1. Test, intakter Zyklus, 2. Test– ohne (7783 EV) / mit (5454 EV) Randomisierung der Reihenfolge zwischen EV
A B C D E F A B C E A B C D E F A B C D E F
? 1 ? 2
A B C D E FDEF A BCDE F ACDE
50
100
0 1 2 3 4 5 6 7davon ausgetauscht
Pro
zen
t ko
rre
kt
3reg 3ran4reg 4ran5reg 5ran
Segmente im Zyklus:
-25
-20
-15
-10
-5
0
1 2 3 4 5 6Kapazität
log
(p(H
|R))
regulär zufälligModell mit 3 Parametern:– Kapazität, ganzzahlig– Zuverlässigkeit
des Einzelsegmentes– Zuverlässigkeit
der Gesamtantwortpost hoc Wahrscheinlichkeitfür Kapazität maximal bei 3
zusammen mit Lutz Munka
Daten post hoc Wahrscheinl.
InterferenzInterferenz• im klassischen „sensorischen Register“: hoch
– Averbach & Coriell (1961): Ikone überschreibbar
• im KZG (solange im Kapazitätslimit): niedrig
• im langen auditorischen Speicher: niedrig
0
50
100
keine visuelle auditive
Interferenz
Pro
zent
kor
rekt
Hauptaufgabe
Störaufgabe
Zufallsniveau
Hauptaufgabe (Ja/Nein)
Störaufgabe
Behaltensintervall: 8,25 s
Inhalte des EchogedächtnissesInhalte des Echogedächtnisses
• Was ist eigentlich der Erinnerungsgegenstand des Echogedächtnisses?
Gibt es Leben auf dem Mars?Gibt es Leben auf dem Mars?
Inhalte des EchogedächtnissesInhalte des Echogedächtnisses
• Verhalten: Spektrotemporale Optimalstimuli fürBasisperzepte in weißem Rauschen
• Neurophysiologie: Spektrotemporale rezeptive Felder in A1
a-b) de Charms, unpublished data, c-e) de Charms et al., 1998
0
1
2
3
4
5
6
7
-150 -50 50
oct
ave
s a
bo
ve 1
10
Hz
ms
0
1
2
3
4
5
6
7
0 100 200
oct
ave
s a
bo
ve 7
5 H
z
ms
• EEG: Frühe temporaleAktivierung
Mechanismen des EchogedächtnissesMechanismen des Echogedächtnisses
• Versuch, Perioden mit hochsignifikanten Segmenten zu füllen, scheitert.Kapazität: 3 Segmente
Gegenseitige Hemmung
• kurzer sensorischer Speicher = Anfangsphase?“four winners take all”
kurze sensorische Speicher
sensorische
Areale
...
...
semantische
Areale
...
...
Echogedächtnis bei TierenEchogedächtnis bei Tieren
• Wüstenrennmäuse (Kooperation mit Holger Schulze, Magdeburg)
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20
Trainingsdauer [Tage]
Tra
inin
gsle
istu
ng 20 ms
40 ms 60 ms
100 ms80 ms
• Naive Tiere (N=21, 4 pro Gruppe):– shuttle box, go/no-go task– Periodenlänge 20...100 ms– 60 EV pro Tag
• Hochtrainierte Tiere (N=2),Periode wird bei guter Leistung verlängert:
– 160 Tage Training (9600 EV!)– maximal 400 ms
Echogedächtnis bei TierenEchogedächtnis bei Tieren
• Katzen (Kooperation mit Peter König, Zürich)
– Stimulus: fortlaufendes weißes Rauschen, darin eingebettet 1.8-s (...) PR „patches“– go/no-go task: Tastendruck. – Feedback bei Treffern (Futterpumpe, Licht) und falschen Alarmen (verbal “Nein”)– Periodenlänge 20... ms, ca. 50 EV pro Sitzung (9-118 )
Echogedächtnis bei TierenEchogedächtnis bei Tieren
• Leistung im allometrisch gewichteten Vergleich
-1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 01.5
2
2.5
3
3.5
4
gerbilcat
man
log10
(brain weight [g] / body weight [g] 0.667)
log 1
0(m
axim
um R
N p
erio
d [m
s])
extended training
brief training
1394 ms
RehearsalRehearsal
• Demany, L., Clément, S., & Semal, C. (2001). Does auditory memory depend on attention? In D. J. Breebaart, A. J. M. Houtsma, A. Kohlrausch, V. F. Prijs, & R. Schoonhoven (Eds.), Physiological and Psychophysical Bases of Auditory Function. Maastricht: Shaker Publishing BV.
Sensorisches Rehearsal Kategoriales Rehearsal
zusammen mit Kathrin Hahn
Rehearsal von TonhöheShepard-Töne (Tonklasse gut definiert, Oktave mehrdeutig)• S1-S2 Paradigma, 6 s (0.5 s) Retentionsintervall, • 3 Instruktionen: kein / stilles / offenes Rehearsal• Tonaufnahme während offenem Rehearsal.
RehearsalRehearsalzusammen mit Kathrin Hahn
-30
-20
-10
0
10
20
30
0 1 2 3 4 5 6Zeit [s]
Sing
fehl
er F
0/F(
S1)
[cen
t]
richtigfalschS1-S2
0
1
2
0 1 2 3 4 5 6Zeit [s]
vorh
ersa
gend
er F
ehle
r [e
mU
]
9/3 emU
3/3 emU
0
0.5
1
-15 -10 -5 0 5 10 15Frequenzunterschied [cent]
Ant
wor
t "S2
war
höh
er"
0.5 s6 s kein Reh.6 s stilles Reh.6 s offenes Reh.
Durchschnittswerte 3 VPn0.5 s 4.9 0.5 cent6.0 s kein Reh.: 10.3 1.7 cent6.0 s stilles Reh.: 9.0 1.5 cent6.0 s offenes Reh.: 11.8 0.4 cent
• Gegenstand und Mechanismus des auditiven GedächtnissesGegenstand: Frequenzkanten, Transientendetektoren, Doppelkanten...Mechanismus: “four winners take all”
• Auditives Gedächtnis bei Wüstenrennmäusen und Katzen bis 400 ms
• Unterschiede auditives Gedächtnis / kategoriales KZG– rehearsal funktioniert nicht für Tonhöhen