Biologie

Auf dieser Seite sammle ich wissenschaftliche Erkenntnisse und Grundlagen für meine philosophischen und bildungswissenschaftlichen Untersuchungen.

Wahrnehmung und Lerntheorien

• Ebbinghaus 1885: Ebbinghaus führt die Idee einer Vergessenskurve ein, nach der Inhalte nur im Gedächtnis bleiben, wenn sie regelmäßig wiederholt werden. Eine strikte Vergessenskurve gibt es nicht, da die Forschung anhand von inhaltsleeren Silben durchgeführt wurde und für sinnvolle Inhalte andere Kontexte gelten. Dennoch wurden die Ergebnisse (Müller/Schumann 1893) reproduziert und können zumindest grundsätzlich als abgesichert gelten.
  • Ebbinghaus' Forschung stellt die Grundlage für die Gedächtnisforschung dar und ist damit ebenfalls auch ein guter Anfangspunkt für die Erforschung der Wahrnehmung.
• Müller/Pilzecker 1900: Müller hat ebenfalls zur Interferenztheorie beigetragen, nach der je nach Menge neu gelernter Informationen sich neuere und ältere Erinnerungen blockieren, was dazu führt, dass nur eine begrenzte Menge an ähnlichen Informationen aufgenommen werden kann.
  • Nach einigen Einschätzungen führt Interferenz unter anderem dazu, dass ein grundlegendes Verständnis von vielen Bereichen relativ einfach behalten, aber ein tiefgehendes Verständnis häufig durch Vermischung der Informationen nicht aufrechterhalten werden kann.
• Mace 1932, Leitner 1973, Wozniak 1992: Auf Basis der Forschung von Ebbinghaus wurden Versuche unternommen, das Lernen effizienter zu gestalten. Dahingehend wurde mit Intervallen für die Wiederholungen (verteiltes Lernen, spaced repetition) experimentiert, die dann zum Lernkarteisystem von Sebastian Leitner und anschließend zu digitalen Anwendungen wie SuperMemo oder Anki geführt haben.
• Fristen 2009: Freie Energie beschreibt ein System, das Wahrnehmung als Annäherungsprozess von Vorhersage und Wirklichkeit auf Basis von Energieerhaltungssätzen beschreibt.
  • Scott Alexander versucht, die verbundenen Konzepte auseinanderzuhalten.
  • "Why I’m not into the Free Energy Principle" beschreibt Ansatzpunkte für eine umfangreiche Kritik von freier Energie als allgemeines Prinzip der Beschreibung neurologischer Prozesse.
• Maturana/Varela 2015: Informationsaufnahme als biologischer Prozess entsteht durch Strukturveränderungen im Nervensystem, die von Einwirkungen (Pertubationen) im Organismus ausgelöst werden. Hier entsteht eine Strukturkopplung zwischen einem entfernten Raum (Milieu) und dem neuronalen System. Eine Erkenntnis des Individuums liegt in diesem Fall vor, wenn ein Individuum sich so verhält, wie es ein Beobachter in Bezug auf das Milieu des Individuums erwarten kann. (S. 182ff)
  • Maturana und Verela scheinen inneres Erleben (Qualia) zu ignorieren und bevorzugen darüber hinaus eine Überzeugung, die Sprache als vereinfachendes und damit verdunkelndes Konstrukt betont, da nicht klar ist, was wir für einen physikalischen Prozess meinen, wenn wir sagen, dass wir eine Information übertragen. Dies ist zu kritisieren, da Wahrnehmungen keine andere als eine wahrnehmende Analyse zulassen, da Wahrnehmungen miteinander verbunden sind. (S. 188f)
  • Lernen ist nicht darauf ausgerichtet, dass Repräsentationen im Gehirn aufgenommen werden, wie es Lerntheorien normalerweise metaphorisch vorschlagen, sondern indem Verbindungen zwischen Räumen (Milieus) und Individuum stattfinden, die dann zu Strukturveränderungen im Gehirn führen. Diese Verbindungen werden aufgrund ihres überdauernden Charakters als Strukturkopplungen bezeichnet.
  • Lernen ist dementsprechend nicht von Input und Output abhängig, sondern von den Strukturveränderungen, die durch das Leben in einem bestimmten Milieu entstehen. Dies führt zu einer härteren Form des Angebots-Nutzungs-Modells von Helmke 2007, das darauf ausgerichtet ist, dass Unterricht vordergründig im Angebot von Lerngelegenheiten besteht.
• Ritter/Tehranchi/Oury 2018: ACT-R beschreibt eine Modellierungssprache, mit der Programme geschrieben werden können, die sich ähnlich wie das menschliche Bewusstsein verhalten. ACT-R ist damit die führende Theorie für die Beschreibung von Bewusstsein.
• Padamsey u. a. 2022: Einschränkungen der Nahrungsaufnahme führen zu einer Reduktion der Sehwahrnehmung. Die Energiezufuhr zum Gehirn beeinflusst dahingehend die Wirklichkeitswahrnehmung, was wiederum darauf hinweist, dass Details physisch nicht aufgenommen werden können, wenn nicht genügend Nahrung zur Verfügung steht.

Erklärungen

Es gibt zwei größere Bereiche, die sich in der Vergangenheit mit der Erforschung von Erklärungen beschäftigt haben: die Sozialwissenschaften und die Lernpsychologie.¹ Heutzutage werden Erklärungen jedoch als fundamentaler begriffen und es werden allgemeinere Fragen dahingehend aufgestellt, was eine Erklärung konkret auszeichnet. Es wird deutlich, dass die Fragen, die sich Wissenschaftler gegenüber Erklärungen stellen, haben ebenfalls eine Bedeutung für Menschen im Alltag haben.

Erklärungen sind häufig auf logische Schlussfolgerungen anhand der vorliegenden Beispiele und Belege ausgerichtet (Inferenz zur besten Erklärung). Anstatt also von Regeln auf Einzelfälle zu schließen (Deduktion) oder von Einzelfällen auf Regeln (Induktion), tendieren Menschen zu Hypothesenbildung (Abduktion). Dabei ist es interessant, dass Menschen wahrscheinlich nicht längerfristige, sondern kurzfristige Konsequenzen in ihren Erklärungen bevorzugen.²

Wir streben nach Erklärungen, weil sie dazu beitragen, die Welt für uns zugänglicher zu machen und ihre Konsequenzen besser einschätzen und vorhersagen zu können. Der Versuch, etwas in eine zugängliche Sprache zu übersetzen, leitet einen dazu an und motiviert einen, sich tiefgehender mit der Sache selbst zu beschäftigen, auch wenn die Sache selbst nicht so einfach ist, wie sie in der Erklärung dargestellt wird.

Neue Erfahrungen werden dabei mit alten Erkenntnissen in Verbindung gesetzt und darauf bezogen. Einfachheit in der Erklärung ermöglicht es uns, schneller tätig zu werden. Und diese Struktur, etwas schnell auflösen zu können, kann wiederum in erzählerischer Weise genutzt werden, um etwas zu vermitteln. Lernen ist deshalb grundsätzlich angenehm, weil die Erklärung uns dabei hilft, eine bessere Zukunft zu erreichen.

Erklärungen produzieren ein Verständnis für Verknüpfungen beziehungsweise Abhängigkeiten, wobei kausale Verknüpfungen einen großen Anteil der Erklärungen ausmachen. Allerdings könnten auch andere Abhängigkeiten beschrieben werden, so zum Beispiel regelgesteuerte Abhängigkeiten (deduktiv).

Es gibt große Ähnlichkeiten zwischen den sprachlichen Konstrukten: A führt zu B (kausal) und B wegen A (erklärend). Aber es gibt anscheinend auch Unterschiede: Kausalen Aussagen wird mehr Erklärungsstärke eingeräumt, als nicht-kausalen Aussagen, möglicherweise weil letztere eine übermäßige Endgültigkeit besitzen. "Weil" könnte mehr ausschließen, während "führt zu" auch von den Ursprüngen C oder D genutzt werden könnte, um zu B zu gelangen. Wenn jedoch ein konkreter Mechanismus vorgestellt wird, der "B wegen A" nachvollziehbarer macht, dann führt dieser Mechanismus dazu, dass die nicht-kausalen Aussagen einen größeren Effekt besitzen.¹ Mechanismen führen zu mehr Glaubwürdigkeit.

Erklärungen generieren ein Verständnis dafür, warum etwas so ist wie es ist und nicht anders. Eine gute Erklärung ist einfach, weitreichend im Erklärumfang und übereinstimmend mit vorherigen Überzeugungen.³ Darüber hinaus existieren Eigenschaften in Erklärungen, die überzeugend sind, aber nicht unbedingt sinnvoll: überflüssige technische Begriffe, unnötige mathematische Formeln und Diagramme.

Erklärungen können abstrakte Elemente betonen und damit zu Verallgemeinerungen führen. Sie ermöglichen aber auch erzählerische Elemente, die zu einem besseren Verständnis für die Einzelsituation führen.

Erklärungen hören da auf, wo man sich keine Alternative mehr vorstellen kann. In Bezug auf eine antagonistische Analyse besteht das Problem darin, dass keine Schwäche mehr vorstellbar ist. Ein großes Problem für die Frage danach, wann man aufhören sollte, weiter zu fragen, besteht darin, dass man zufrieden mit der Antwort sein möchte, aber manchmal keine zufriedenstellende Antwort existiert und vielleicht auch niemals existieren wird.

Erklärungen sollen nicht nur zu wahren Aussagen führen, sondern können auch nicht-epistemische Ziele verfolgen, wie zum Beispiel Signalisierungen von guten Persönlichkeitseigenschaften.

Fürs Lernen sind Selbsterklärungen eine sinnvolle Methode, um effektiv etwas Neues zu erfahren. Darüber hinaus sollte man anerkennen, dass Erklärungen nicht unbedingt angenehm sein müssen, da deren Konsequenzen nicht allein auf uns zugeschnitten sind.

Wissensstrukturen

Systematisches Wissen

Konstrukte aus verschiedenen Verknüpfungen werden innerlich durchschritten, um beliebig auf verschiedene Aspekte der Struktur zugreifen zu können.

Erfahrungswissen

Einzelne Beispiele und Erzählungen aus der eigenen Erfahrungen bieten Vorlagen für die Erklärung einer Sache.

Verhalten

Glück

• Anpassungsfähigkeit: Menschen passen sich an veränderte Lebensbedingungen an und versuchen, wieder glücklich zu werden.
  • Hedonistische Tretmühle: Menschen sind im Durchschnitt nach einem starken positiven oder negativen Erlebnis nicht unbedingt viel glücklicher oder unglücklicher als zuvor.
  • van Leeuwen 2012 - Life satisfaction in people with spinal cord injury during the first five years after discharge from inpatient rehabilitation: No changes in mean life satisfaction ratings were found between discharge and two years later, but slight increases in life satisfaction were reported from two to five years post-discharge in persons with SCI.⁴
  • Positive und negative Fehlvorhersagen: Der Artikel "Unpredictable Reward, Predictable Happiness" von Astral Codex Ten beschreibt das Konzept, dass die hedonistische Tretmühle im Grunde ein Lernprozess ist und das positive und negative Erfahrungen vordergründig Abweichungen der Erwartungen darstellen.
• Freude: Das Konzept Freude beschreibt für mich das Bewusstsein über das eigene Glück. Im Gegensatz zur hedonistischen Tretmühle und der damit zusammenhängenden Anpassungsfähigkeit ist Freude unabhängig von kurzfristigen Glücksausschlägen. Der Grund könnte darin liegen, dass Freude aus den bisherigen Lebenserfahrungen eine unbewusste Fantasie erschafft, in der man sich schlecht fühlt und diese anschließend mit der Realität vergleicht, die sich dann aber nicht schlecht anfühlt. Freude ist demnach eine Vergleichsfunktion, die letztendlich kontrolliert, ob man sich in Richtung Glückseligkeit bewegt oder nur kurzfristiges Glück aufgrund eines erfüllten Wunsches empfindet.

Kontrolltheorien

Als Säugetiere, die nach der Geburt sehr unselbstständig sind, sind Menschen von ihrer unmittelbaren Umgebung abhängig. Kontrolltheorien behaupten auf Basis dieser Erkenntnis, dass das soziale Umfeld, moralische Wertvorstellungen vermittelt und über einen gegenseitigen Austausch diese Werte gleichzeitig auch kontrolliert und verfestigt. Dies ist vor allem für die Prävention von kriminellem Verhalten relevant.

In den verschiedenen Ausprägungen wird häufig zwischen innerem Halt und äußerem Halt als Kontrollmechanismen der Entscheidungsfindung unterschieden. Der innere Halt bezeichnet die Selbstkontrolle eines Menschen in Bezug auf die Wertvorstellungen gegenüber der Gesellschaft. Der äußere Halt ist wiederum die Fremdkontrolle und damit eine Überprüfung der Werte durch das eigene Umfeld.

• Hirschi 1969: Eine der einflussreicheren Theorien stellt die Bindungstheorie dar, die soziale Bindungen wie Anhänglichkeit, Verlustängste, ein normalisierter Alltag und ein Vertrauen in ein gesellschaftliches Miteinander als Gründe für ein sozialeres Miteinander in der Gesellschaft beschreibt. Eine vollständige Beschreibung für die Abweichung von einem sozialen Verhalten ist bisher jedoch noch nicht abgeschlossen.

Kognitive Verzerrungen

Kognitive Verzerrungen beschreiben Einflüsse auf das Verhalten, die der eigenen Wahrnehmung nur begrenzt zugänglich sind. Die Verzerrung bezieht sich dabei auf die Beeinflussung eines konkreten Phänomens. An dieser Stelle sammle ich die Verzerrungen, die ich für besonders einflussreich halte und die man meiner Ansicht nach kennen sollte.

• Confirmation Bias (Bestätigungsfehler, Bestätigungsverzerrung): Der Bestätigungsfehler ist die Tendenz dazu, Informationen zu suchen, auszuwählen oder auf eine solche Weise zu interpretieren, dass vorherige Überzeugungen bestätigt und darüber verstärkt werden. Diese Tendenz könnte dadurch entstehen, dass die vorhandenen Informationen nicht vollständig erfasst werden können und sie deshalb in ihrer Komplexität reduziert und möglicherweise einseitig betrachtet werden müssen.
• McNamara Fallacy: (McNamara-Fehleinschätzung, Quantitätsfehleinschätzung): Das Konzept beschreibt die Vorstellung, dass nur messbare Daten eine Relevanz für die Einschätzung einer Situation haben. Dies kann dann als Fehleinschätzung gewertet werden, wenn eine Situation nicht vollständig von der messbaren Sache bestimmt wird.
• Forschung von Kahnemann: Das von Daniel Kahneman 2012 veröffentlichte Buch⁵ bringt einen Großteil seiner eigenen Forschung innerhalb dieses Bereichs zusammen. Obwohl die Replikations-Krise einige der Forschungsergebnisse infragestellen, ist die Unterscheidung von System 1 und 2 immer noch ein stabiles Konzept.

Signalling

Signalling beschreibt ein Kommunikationskonzept zwischen Individuen, bei dem eine Person einer anderen Person Informationen offenbart, die diese davon überzeugen sollen, dass der Absender der Informationen besonders gewollte Eigenschaften und damit für den Empfänger Prestige besitzt.

Motivation

Eine Motivation ist aus der Perspektive einer Person, die sich selbst beschreibt, ein Grund, den diese Person als besonders angenehm und wichtig erachtet. Die Motivation soll in diesem Fall transparent machen, was die Person an ihrer Arbeit oder ihren Handlungen für wichtig erachtet, damit die Ergebnisse dahingehend überprüft werden können.

Das Konzept ist genereller betrachtet daran interessiert, zu erklären, "warum ein Mensch [...] sich unter bestimmten Umständen gerade so und mit dieser Intensität [...] verhält" (Quelle, Dorsch Psychologisches Wörterbuch 2004, S. 614).

Es kann zwischen Motivation und Willen (Volition) unterschieden werden, wobei der Willen den Aspekt der Motivation hervorhebt, der die Umsetzung in den Vordergrund setzt⁶. Der Wille bestimmt dabei unsere Lust, in einem bestimmten Moment eine Tätigkeit auszuführen oder eine Arbeit zu erledigen.

Motivationsaspekte bieten verschiedene Untersuchungsansätze und sollten je nach Relevanz für die eigene Analyse ausgewählt werden.

Motivation kann in Bezug auf die Anzahl betrachtet werden: Individuum, Gruppe und Gesellschaft. Sie kann ebenfalls in Bezug auf individuelle Eigenschaften (trait) und momentane Befindlichkeiten (state) unterteilt werden.

Eine weitere Unterscheidung liegt im Prozess (wie wird eine Entscheidung hergeleitet) und im Inhalt (was ist das Ziel einer Handlung). Diese Unterscheidung ist nicht ganz klar, weil eine Entscheidung aus verschiedenen Aspekten hergeleitet werden kann, zu denen unter anderem auch ein rational gesetztes Ziel gehören kann.

Es kann ebenfalls der Versuch unternommen werden, nach den Quellen der Motivation zu unterschieden, grundsätzlich zwischen intrinsisch (spontan und aus einer Sache selbst heraus angenehm) und extrinsisch (instrumentell und auf eine andere Sache ausgerichtet) (Quelle, Ryan/Deci 2000). Doch diese Unterscheidung ist oberflächlich, da intrinsische und extrinsische Motivation 1. häufig unterschiedlich in der Literatur verwendet werden und 2. eine extrinsische Motivation nur funktionieren kann, wenn interne Werte angesprochen werden. Cameron/Banko/Pierce 2001 machen darauf aufmerksam, dass extrinsische Motivationsvariablen teilweise keine Bedeutung für die Motivation besitzen, was wiederum darauf hinweisen könnte, dass die Unterscheidung nicht besonders sinnvoll ist. Aus diesem Grund bevorzuge ich eine Konzentration auf mechanistische Erklärungen wie die von McClelland 1987 (Quelle) mit den "Big Three" Selbstwirksamkeit, Autonomie und soziale Eingebundenheit.

Für die genauere Beschreibung und Bestimmung von Motivation lassen sich verschiedene Modelle nutzen, die jeweils andere Schwerpunkte setzen:

• Risiko-Wahl-Modell
• Erwartungs-mal-Wert-gleich-Ziel
• Maslowsche Bedürfnispyramide
• ERG-Theorie

Lepper/Greene/Nisbett (1973) machen deutlich, dass wenn Individuen vorher darüber informiert werden, dass sie für eine Handlung belohnt werden, diese Handlung im Nachhinein weniger aus sich selbst heraus ausführen. Möglicherweise lässt sich das darauf zurückführen, dass die Individuen nicht etwas tun wollen, von dem sie erwarten können, dass sie auch dafür belohnt werden können.

Motivation scheint ebenfalls sehr eng mit dem eigenen Antrieb verbunden zu sein. Wenn der Körper physisch sehr ausgelaugt ist, ist auch eine hohe Motivation nicht dazu in der Lage, ihn angemessen zu steuern. Dies wird durch Forschungsarbeiten von Wiehler u. a. 2022 gestützt.

Aufgrund dieses Zusammenhangs sollte überlegt werden, inwiefern das Motiviertsein ein Optimierungsziel darstellt, wenn es um eine messbare Leistung geht. Alternative Ansätze schlagen Disziplin vor, um Menschen dazu anzuregen, erfolgreich ihre Ziele umzusetzen. Ich gehe davon aus, dass Disziplin einen Beitrag dazu leisten kann, Motivation auszubilden, weil die regelmäßige Beschäftigung eine Reflexion über die eigene Wirksamkeit begünstigt, die wiederum dazu führt, dass man sich eher als jemanden begreift, der bei einer bestimmten Tätigkeit erfolgreich ist. Eine Disziplin ohne diese Ausbildung von Motivation führt jedoch in einen ständigen Druck, der das eigene Wohlbefinden sehr einschränken kann.

Flow

Flow bezeichnet einen Zustand der eigenen Wahrnehmung, bei dem eine Person so stark auf eine Sache konzentriert ist, dass sie andere vollständig ausblendet. Dieser Zustand kann als Ziel einer Motivation betrachtet werden.

Experimente

Experimente sind dazu gedacht, theoretische Überlegungen zum Verhalten zu belegen. Gleichzeitig können sie auch die Basis für neue Untersuchungen und Überlegungen sein. An dieser Stelle möchte ich Experimente sammeln, die auch für eigene Arbeiten genutzt werden können.

• Stroop 1935 (Stroop-Effekt): "[Der Effekt] zeigt, dass trainierte Handlungen nahezu automatisch ablaufen, während ungewohnte Handlungen eine größere Aufmerksamkeit benötigen. Im klassischen Experiment sollen die Probanden die Farben der dargebotenen Wörter benennen. Handelt es sich dabei um Farbwörter, die nicht ihrer Druckfarbe entsprechen, steigen Reaktionszeit und Fehlerzahl."

Methoden

Die negativen Folgen eines bestimmten Verhaltens können möglicherweise über Methoden eingeschränkt werden. In diesem Bereich werden Vorschläge für Methoden, ihre erhofften Wirkungen und die dazugehörige Forschungsarbeit vorgestellt.

• Aufmerksamkeitssteuerung (Cognitive Control), Zielerinnerungen: Regelmäßig Beteiligte daran erinnern, wie eine Aufgabe konkret gelöst werden soll. Dies soll verhindern, dass Menschen abgelenkt werden und vergessen, wie sie die Aufgabe lösen sollen.
  • Hood, A. V. B., Charbonneau, B., & Hutchison, K. A. (2022)

Medizin

• Virtual Characters Learn To Work Out…and Undergo Surgery : Die Simulation kann dabei helfen, verschiedene körperliche Szenarien durchzugehen und virtuelle Operationen durchzuführen, um ihre Effektivität zu testen.

Astrobiologie

Die Astrobiologie ist der Bereich der Biologie, der sich mit der Erforschung des Lebens im Weltraum beschäftigt. Mich fasziniert dieser Bereich besonders, weil er einen sehr großen Einfluss auf das menschliche Selbstverständnis von der Einzigartigkeit des Lebens besitzt. Mit der Zeit wird sich die Astrobiologie weiter diversifizieren, da für jedes Ökosystem ein eigener Bereich eingerichtet werden kann, der sich mit den jeweiligen Lebewesen beschäftigt.

Anmerkungen

Literatur