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Lernen
- Lernen findet statt, wenn Erfahrung zu einer anhaltenden Änderung in der potentiellen Reaktion auf eine Situation führt.
- Lernen und Gedächtnis sind nicht direkt messbar, sondern müssen über Verhaltensänderungen erschlossen werden.
- - Habituation
- - Klassische Konditionierung
- - Operante Konditionierung
- - Latentes Lernen
- - Soziales Lernen
- - Prägung
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Habituation
- Vorübergehende Auslöschung oder Verminderung einer Reaktion, wenn auf wiederholte Reizpräsentation keine (positive oder negative) Folge wahrgenommen wird.
- - Benötigt nur ganz wenige Neuronen, kann es aber auch bei komplexeren Verhalten geben
- Nationalpark Effekt: Durch Habituation geht die Vermeidungs-und Fluchtreaktion gegenüber Menschen teilweise verloren (je häufiger der Reiz, desto mehr gewöhnt man sich daran)
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Dishabituation und Sensitivierung
- Dishabituation: Umkehrung der Habituation, Reiz wird wieder mit etwas positives oder negatives verbunden-> Reaktion ist wieder da z.B. durch zusätzliche Reize
- Sensitivierung: Gegenteil von Habituation: durch wiederholte Reize werden Reaktionen stärker
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Klassische Konditionierung
- - unbedingter Reiz (unconditional stimulus, UCS); Futter
- - unbedingte Verhaltensantwort (unconditional response, UR); Speichel
- - bedingter Reiz (conditional stimulus, CS); Glocke
- - bedingte Verhaltensantwort (conditional response, CR); Speichel
- - assoziatives Lernen: mentale Assoziation zweier Ereignisse
- - Reiz-Reaktions Lernen
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Zeitliche Beziehung zwischen CS und UCS
Kann zu Assoziation kommen, wenn CS vor dem Ende des UCS aufhört (UCS muss länger anhalten als CS)
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Operante Konditionierung (instrumentelle Konditionierung)
- Gesetz der Wirkung (law of effect):
- Verhaltensantworten, die in einer bestimmten Situation zu einem befriedigenden Ergebnis führen, werden bei Wiederholung der Situation mit grösserer Wahrscheinlichkeit wieder auftreten, während Verhalten, welches zu einem negativen Effekt führt, in der gleichen Situation seltener auftreten wird.
- - Selbst ausgeführtes Verhalten bestimmt die Folgen
- - assoziatives Lernen: mentale Assoziation eines Verhaltens mit einem Ereignis
- - Lernen am Erfolg (Misserfolg)
- - Lernen durch Belohnung/Bestrafung
- - Positive Verstärkung (positive reinforcement, R+)
- o Eine Belohnung anbieten: Verhalten nimmt zu
- - Negative Bestrafung (negative punishment, P-)
- o Eine Belohnung vorenthalten: Verhalten nimmt ab (Extinktion)
- - Positive Bestrafung (positive punishment, P+)
- o Eine Bestrafung geben: Verhalten nimmt ab
- - Negative Verstärkung (negative reinforcement, R-)
- o Ein negativer Reiz fällt weg oder bleibt aus: Verhalten nimmt zu (indirekte Belohnung)
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Assoziatives Lernen (klassische und operante Konditionierung)
- - Kontiguität: zeitliche Nähe zwischen den zwei Ereignissen (CS und US)
- o Lidschlagreaktion (Kaninchen): 100-800 ms
- o Taste pecken (Huhn): 3-30 s
- o Schlecken (Ratte): 2-8 s
- o Geschmacksaversion (Ratte): 0-6 h
- - Informationsgehalt:
- o Die Wahrscheinlichkeit, mit der zwei Reize gepaart auftreten, oder, mit der auf ein Verhalten ein bestimmter Reiz erfolgt, beeinflusst, wie gut die Assoziation gelernt werden kann. (→ man muss sehr konsequent sein)
- - Spezifität:
- o Tere können nicht alle Effekte mit allen Ursachen verbinden (Ratten: Übelkeit mit Futter aber nicht mit audio-visuellem Reiz; Elektroschock mit audio-visuellem Reiz aber nicht mit Futter)
- - Ähnlichkeitsprinzip
- o Je ähnlicher ein Reiz dem bedingten Reiz ist, desto wahrscheinlicher wird er gelernt.
- - Generalisierung
- o Bei grosser Variabilität des bedingten Reizes, erfolgt die bedingte Verhaltensantwort auch auf unähnliche Reize.
- - Diskriminierung
- o Wird von mehreren ähnlichen Reizen nur ein Reiz mit dem unbedingten Reiz gepaart, erfolgt die bedingte Verhaltensantwort nur auf diesen.
- - Erwerb: das Entwickeln einer Verhaltesantwort
- - Lernkurve: Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Lernerfolgs
- - partielles Belohnungsschema (partial or intermittent reinforcement): 100% Belohnung funktioniert manchmal nicht so gut wie nur 80-90%
- - Auslöschung: Abnahme und Verschwinden einer erlernten Verhaltensantwort bei ausbleibender Belohnung.
- - spontanes Wiederauftreten (spontaneous recovery): Nach längerer Unterbrechung der Reizsituation, kommt es trotz vorheriger Auslöschung wieder zu einer Verhaltensantwort.
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Latentes Lernen
- - Assoziationen ohne direkte Belohnung oder ohne offensichtliche Verhaltensantwort zur Zeit des Lernens.
- - z.B. Erwerb kognitiver Landkarten (cognitive maps)
- -z.B. Maus memorisiert das Labyrinth ohne Belohnung/ Bestrafung zu bekommen
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Soziales Lernen
- Soziales Lernen ist Lernen über die Umwelt durch Beobachtung des Verhaltens von Artgenossen, oder den Produkten deren Verhaltes.
- - Ortsverstärkung (local enhancement)
- o Lernen durch Aufsuchen eines Ortes, nachdem ein Artgenosse dort beobachtet wurde
- - Objektverstärkung (stimulus enhancement)
- o Lernen durch Beschäftigung mit einem Objekt, nachdem ein Artgenosse bei der Manipulation dieses Objekts beobachtet wurde.
- - Imitation (nicht sehr häufig, komplex)
- o Nachahmung von Bewegungsabläufen
- - Emulation (Bewegung selber wird nicht imitiert, nur Endergebnis)
- o Nachahmung des Endergebnisses
- - Tradiertes Verhalten: Verhalten, das durch soziales Lernen von einer Generation zur nächsten weitergegeben wird.
- o Zugrouten bei Tierwanderungen
- o Nahrungspräferenzen
- o Objektgebrauch bei Schimpansen
- o Lokalspezifische Gesänge
- o Gruppensignaturen bei Walen
- o etc…
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Prägung
- Prägung läuft in relativ eng vorgegebene Bahnen ab.
- Der Prägungsvorgang wird oft durch spezifische Auslösemechanismen in Gang gesetzt, ist auf eine spezifische zeitliche Periode begrenzt und meist schwer reversibel.
- - sensitive Periode: Jenes Zeitfenster, in dem die Prägung stattfinden kann.
- - kritische Periode: Jene Zeitperiode, in der die Prägung tatsächlich stattfindet.
- - visuelle, akustische, olfaktorische Merkmale
- - Elternprägung
- - sexuelle Prägung
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Exploration und Lerndisposition
- - Tiere sind intrinsisch explorativ
- - Exploration ist die Suche nach Reizen, die wichtige Ereignisse voraussagen.
- - Tiere haben arttypische Prädispositionen, auf bestimmte Reize mit bestimmten Verhaltensweisen zu reagieren.
- o Grenzen des Lernbaren
- o unvereinbare Reiz-Reaktionsverbindungen
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Tiertraining
- - Abgewöhnen unerwünschten Verhaltens: je kürzer das Zeitfenster, desto besser; Konsequenz!
- o positive Bestrafung
- o negative Bestrafung
- - Antrainieren erwünschten Verhaltens
- o positive Verstärkung
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Anwendungsbereiche
- - Haustiere: Erziehen -> erwünschtes Verhalten fördern und anderes auslöschen
- - Arbeitstiere: Lawinenschutzhunde, Polizeihunde, …
- - Nutztiere: zB. Stromschlag beim Weidezaun
- - Wildtiere: Elefanten usw. plündern Felder von Bauern in Südafrika -> Bienen ansiedeln -> Elefanten lassen Bienen
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Kognition
- Was denken sich Tiere so?
- Schwierig zu sagen
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Symbolische Sprachfähigkeit von Menschenaffen und Papageien
- - Washoe (Schimpanse) -> 350ASLZeichen
- - Kokko (Gorilla) -> 1000ASLZeichen
- - Kanzi(Bonobo) -> Lexigramme
- - Graupapagei Alex -> Wortschatz: 200Wörter
- - Wortverständnis: 500Wörter
- - zählen, Objekteigenschaften benennen, Wünsche äussern, ...
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Kategorisierung: Einteilung von Objekten aufgrund von Eigenschaften
- - Das Konzept wird anhand von einer Menge von Trainingsobjekten gelernt. Der Test erfolgt mit einem neuen Set von Testobjekten.
- - Generalisierung: Verallgemeinerung von Prinzipien auf eine grössere Klasse von Objekten.
- - zB. Unterscheidung von Bildern von Monet und Picasso
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Kategorisierung: Zahlen als Abstraktes Objekt
- - Anzahl
- - Ordnungszahlen
- - Müssen nicht zählen können -> es reicht zu sehen wie viel Blau auf dem Bild ist (wenn sie blaue Punkte zählen müssten -> wenn kleinere und grössere Kreise immer noch nicht klar ob sie zählen können, da sie auch den Umfang erkennen könnten
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Kategorisierung: Perspektivenwechsel
- - Können sich Tiere in andere hineinversetzen?
- - Junger Pavian wurde von Männchen verfolgt – Junges steht auf und tut so als würde es einen Raubfeind sehen – denkt, dass der Verfolger dann das auch denkt- setzt wissen voraus das der andere Gedanken hat ->versucht den anderen zu täuschen
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Kategorisierung: Benutzung von Werkzeugen
- - Werkzeuggebrauch (Kapuzineraffen, Seeotter, Ameisenlöwe, …)
- - Werkzeugherstellung (Schimpansen, Neukaledonische Krähen, …)
- Werkzeugherstellung: beinhaltet Modifikation von
- Objekten, um mit dem Gebrauch dieser modifizierten
- Objekte eine Wirkung zu erzielen.
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