Cognitieve psychologie
Introductiecollege
Vak bestaat uit 2 delen, neurofilosofie (Jolien Francken) en cognitieve psychologie (Filip van Opstal).
Werkcolleges cognitieve psychologie -> cognitieve experimenten uitvoeren, vragenlijsten invullen,
resultaten analyseren, resultaten aan elkaar presenteren.
Voorbereiding hoorcolleges neurofilosofie -> studiestof lezen en vragen beantwoorden, je moet 7/12
vragen goed beantwoorden.
Laptopcolleges neurofilosofie -> de onderwerpen worden verder uitgewerkt, voorbereiding voor elke
werkgroep inleveren anders kom je er niet in.
Voor neurofilosofie moet je een essay schrijven -> 800 woorden, over een van de onderwerpen,
deadline peerreview 22 januari en uiteindelijke deadline 27 januari.
Werkcolleges en laptopcolleges verplicht.
Studiestof -> cognitieve psychologie: H1 t/m H7, neurofilosofie: artikelen
Eindcijfer: 15% essay, poster 15%, tentamen 70% (-> 42 meerkeuze 70% en 4 open vragen 30%). Je
moet voor alle drie de onderdelen 5.5 of hoger halen .
Werkgroepen cognitieve psychologie -> 3 experimenten uitvoeren.
1. Attention blink experiment
2. Serial position experiment
3. Mental rotation experiment
Hoofdstuk 1: Inleiding
Wat is cognitieve psychologie?
Ook wel bekend als psychonomie/functieleer/experimentele psychologie.
En tegenwoordig bekend als cognitieve neurowetenschappen -> relatie met neurale processen. (Bv.
Die hersenregio’s zorgen voor een bepaald gedrag). Ook bekend als cognitieve wetenschappen ->
ook breder gebied met bv AI.
Cognitieve psychologie: perceptie -> informatie onthouden-> informatie ophalen uit geheugen ->
deze informatieverwerking je gedrag laten sturen.
Het verwerken van informatie:
- Vergaren van informatie
- Opslaan van informatie in je geheugen
- Ophalen van informatie
- Informatie gebruiken om doel te bereiken
Gebruik van interne, mentale representaties
1
,Cognitieve psychologie: De wetenschappelijke studie van de manier waarop mentale representatie
worden gevormd, bewaard en gebruikt.
Hoe komen we hier?, een korte geschiedenis
- 500 v.Chr: de oude grieken
o Plato: Kennis is volmaakt vóór de geboorte, maar wordt vergeten bij de geboorte
o Aristoteles: Kennis door ervaring (eerst empirist!)
- 17 -19e eeuw: Empirisme/Associationisme
e
o Empirisme: Alle kennis komt uit ervaring
o Associationisme: Ideeën en herinneringen ontstaan door associaties
Stel iemand is blind en kan blind een bal en kubus identificeren, opeens kan deze persoon zien, kan
deze persoon een bal en kubus nu identificeren? -> Nee, je moet ervaring hebben met zien. Je moet
het hebben gevoeld en gezien tegelijk.
- 19e eeuw: Introspectionisme
o Uitvinden hoe de menselijke geest werkt op basis van experimenten.
o D.w.z. ... hoe bewuste denkprocessen werken
o Deze bestaan uit basis elementen en deze kunnen met introspectie onderzocht
worden
o Getrainde observeerders vertellen over hun ervaringen in experiment
o Welke strategie gebruikt iemand bijvoorbeeld om een rekensommetje op te lossen
o Deze methode kent gebreken
▪ Enkel getrainde personen (bv. geen kinderen, geen personen met mentale
stoornis).
▪ Geen mogelijkheid tot onderzoek met dieren (kan niet praten)
▪ Introspectie heeft geen toegang tot alle cognitieve processen
▪ Introspectie interfereert met cognitief proces
▪ Resultaten moeilijk repliceerbaar in andere labs
e
- Begin 20 eeuw: Behaviorisme
o Je bewustzijn niet bestuderen
o Je moet alleen bestuderen wat kan worden geobserveerd.
o Alleen de functionele relatie tussen input en output is relevant
o Geen theorievorming over tussenliggende mentale processen
o Alle mentale activiteit is te herleiden tot gedrag (denken = gedrag -> denken = kleine
bewegingen met tong in strottenhoofd; geen mentale representaties)
o Alle gedrag kan worden aangeleerd op basis van bekrachtiging (belonen en straffen).
o Skinner: ‘Taal wordt geleerd door bekrachtiging van goed taalgedrag’
▪ Bv. Kind zegt voor het eerst papa, vader heel blij, kind wordt beloond, kind
zegt weer papa, vader blij, gedrag wordt bekrachtigd, het gedrag wordt
gestuurd. Dit proces blijft zich herhalen. Geen verschil tussen mens en dier,
dieren zouden op deze manier ook kunnen leren praten.
▪ Skinner box: dier in kooi, dier krijgt stimulus, op basis van stimulus moet dier
een handeling doen, als hij de handeling uitvoert wordt het gedrag
bekrachtigd/beloond/gestraft. Gedrag dat wordt beloond wordt vaker
vertoond, gedrag dat wordt gestraft wordt minder vaak vertoond.
e
- 20 eeuw: De cognitieve revolutie
o Noam Chomsky schrijft zeer kritische review over het boek ‘verbal behavior’ van
Skinner
2
, ▪ Het kind krijgt te weinig stimuli (en beloningen) om de taal te leren
▪ Kinderen leren taal zonder expliciet leersignaal (te weinig bekrachtiging)
▪ Taal is te complex. Mensen produceren en begrijpen zinnen die ze nog nooit
eerder hebben gehoord.
▪ (Hij is kritisch en vindt dat taal te complex is voor dieren om te leren)
o Latent leren: het einde van het behaviorisme
▪ Experiment van Tolman: rat in doolhof moet voedsel vinden, rat leert
langzamerhand de weg kennen naar het voedsel en wordt dus beloond.
Groep 2 kreeg geen beloning als ze de juiste bestemming hadden bereikt, de
tweede groep wordt nooit beloond dus deze groep zal niks leren. De derde
groep krijgt tot dag 10 geen beloning, daarna wel, deze groep ratten zal
vanaf de elfde dag dezelfde leercurve vertonen als de tweede groep. Dit
waren de voorspellingen. De resultaten: groep 1 aantal fouten wordt minder,
groep 2 aantal fouten blijft gelijk, groep 3 eerst een even aantal fouten vanaf
dag 11 een hele steile leercurve dus snel steeds minder fouten. Er blijkt dus
dat de ratten ook als ze niet worden beloond kennen ze het doolhof wel,
want als ze opeens voedsel krijgen kennen ze opeens wel snel de weg. Dit
gaat tegen het behaviorisme in.
▪ Hoewel er geen gedrag bekrachtigd wordt werd bij de ratten die vanaf dag
11 een beloning kregen hadden ze toch duidelijkheid iets geleerd.
▪ Mentale representatie van het doolhof was latent aanwezig.
o Verdere bezwaren tegen behaviorisme
▪ Human factors: Als je enkel kijkt naar input en output, hou je geen rekening
met andere factoren die gedrag beïnvloeden (bv. stress, motivatie, emoties,
vermoeidheid).
▪ Imprinting
• Niet al het gedrag is aangeleerd
e
- De 20 eeuw: de cognitieve revolutie
o Computer doet mentale taken van mens (schaken, medische diagnoses stellen,
zinnen vertalen, etc.)
o Computers verwerken informatie door interne representaties te manipuleren
o Assumptie: Hersenen werken als computer
o Maar human factors!
o Tegenwoordig: wisselwerking tussen AI en cognitieve
(neuro)wetenschappen
▪ Connectionisme (artificiële neurale netwerken)
• Stimuleren van cognitieve processen aan de hand van
verschillende lagen kunstmatige ‘neuronen’ die
verbonden zijn. (zoek in boek uitleg erbij)
• Het neural netwerk ‘leert’een cognitief proces correct
uitvoeren door de sterkte van de verbindingen te
wijzigen (bv. door backpropagation)
Waar zijn we nu, Cognitieve neurowetenschappen
Wordt niet behandeld maar moet je wel weten, want herhaling introductie psychobiologie.
3
, Hoofdstuk 2: Perceptie
Wat is perceptie?
Onze eigen (subjectieve) sensorische ervaring van de wereld
Tussen sensatie en cognitie
- Sensatie: transformatie van energie naar hersensignalen
- Cognitie: gebruik van mentale representaties
Perceptie is meer dan de zuivere registratie van de fysieke wereld. Niet altijd accuraat; geen exacte
representatie.
Visuele illusies (optische illusies)
Fundamentele concepten
Het inverse probleem
- Externe wereld heeft 3 dimensies, maar geprojecteerd op
retina 2 dimensies -> verschillende 3d vormen kunnen
hetzelfde 2d beeld produceren.
Bottum-up en Top-down zijn twee soorten informatiestromen
- Bottum-up: Zuivere transformatie van sensorische input naar een percept (data-gedreven)
- Top-down: De transformatie van sensorische input naar een percept wordt beïnvloed door
cognitieve factoren (bv. voorkennis, verwachtingen, …)
- Het eerste percept wat je ziet is bottum-up, het tweede wat je ziet
als je is vertelt wat je nog meer kunt zien is top-down.
- Vb. ziet, zie je niks als je wordt verteld zie je een koe. Als je deze foto
over een jaar weer ziet komt dat door top-down
Waarschijnlijkheidsprincipe
- De manier waarop een object gepercipieerd wordt, wordt
bepaald door wat het meest waarschijnlijke is gegeven
onze voorkennis. Zie het plaatje hiernaast, of een plaatje
met 4 kittens op een rij en één puppy (die doordat hij in het rijtje zit een beetje op de kittens
lijkt.)
Perceptie als informatieverwerking
- Doel van perceptie: interpreteren van de wereld
- David Marr: Om perceptie volledig te begrijpen moeten we het begrijpen om verschillende
beschrijvingsniveau’s
1. Computationeel (Waarom?)
2. Representationeel (Wat?
3. Implementationeel (Hoe?)
4
Introductiecollege
Vak bestaat uit 2 delen, neurofilosofie (Jolien Francken) en cognitieve psychologie (Filip van Opstal).
Werkcolleges cognitieve psychologie -> cognitieve experimenten uitvoeren, vragenlijsten invullen,
resultaten analyseren, resultaten aan elkaar presenteren.
Voorbereiding hoorcolleges neurofilosofie -> studiestof lezen en vragen beantwoorden, je moet 7/12
vragen goed beantwoorden.
Laptopcolleges neurofilosofie -> de onderwerpen worden verder uitgewerkt, voorbereiding voor elke
werkgroep inleveren anders kom je er niet in.
Voor neurofilosofie moet je een essay schrijven -> 800 woorden, over een van de onderwerpen,
deadline peerreview 22 januari en uiteindelijke deadline 27 januari.
Werkcolleges en laptopcolleges verplicht.
Studiestof -> cognitieve psychologie: H1 t/m H7, neurofilosofie: artikelen
Eindcijfer: 15% essay, poster 15%, tentamen 70% (-> 42 meerkeuze 70% en 4 open vragen 30%). Je
moet voor alle drie de onderdelen 5.5 of hoger halen .
Werkgroepen cognitieve psychologie -> 3 experimenten uitvoeren.
1. Attention blink experiment
2. Serial position experiment
3. Mental rotation experiment
Hoofdstuk 1: Inleiding
Wat is cognitieve psychologie?
Ook wel bekend als psychonomie/functieleer/experimentele psychologie.
En tegenwoordig bekend als cognitieve neurowetenschappen -> relatie met neurale processen. (Bv.
Die hersenregio’s zorgen voor een bepaald gedrag). Ook bekend als cognitieve wetenschappen ->
ook breder gebied met bv AI.
Cognitieve psychologie: perceptie -> informatie onthouden-> informatie ophalen uit geheugen ->
deze informatieverwerking je gedrag laten sturen.
Het verwerken van informatie:
- Vergaren van informatie
- Opslaan van informatie in je geheugen
- Ophalen van informatie
- Informatie gebruiken om doel te bereiken
Gebruik van interne, mentale representaties
1
,Cognitieve psychologie: De wetenschappelijke studie van de manier waarop mentale representatie
worden gevormd, bewaard en gebruikt.
Hoe komen we hier?, een korte geschiedenis
- 500 v.Chr: de oude grieken
o Plato: Kennis is volmaakt vóór de geboorte, maar wordt vergeten bij de geboorte
o Aristoteles: Kennis door ervaring (eerst empirist!)
- 17 -19e eeuw: Empirisme/Associationisme
e
o Empirisme: Alle kennis komt uit ervaring
o Associationisme: Ideeën en herinneringen ontstaan door associaties
Stel iemand is blind en kan blind een bal en kubus identificeren, opeens kan deze persoon zien, kan
deze persoon een bal en kubus nu identificeren? -> Nee, je moet ervaring hebben met zien. Je moet
het hebben gevoeld en gezien tegelijk.
- 19e eeuw: Introspectionisme
o Uitvinden hoe de menselijke geest werkt op basis van experimenten.
o D.w.z. ... hoe bewuste denkprocessen werken
o Deze bestaan uit basis elementen en deze kunnen met introspectie onderzocht
worden
o Getrainde observeerders vertellen over hun ervaringen in experiment
o Welke strategie gebruikt iemand bijvoorbeeld om een rekensommetje op te lossen
o Deze methode kent gebreken
▪ Enkel getrainde personen (bv. geen kinderen, geen personen met mentale
stoornis).
▪ Geen mogelijkheid tot onderzoek met dieren (kan niet praten)
▪ Introspectie heeft geen toegang tot alle cognitieve processen
▪ Introspectie interfereert met cognitief proces
▪ Resultaten moeilijk repliceerbaar in andere labs
e
- Begin 20 eeuw: Behaviorisme
o Je bewustzijn niet bestuderen
o Je moet alleen bestuderen wat kan worden geobserveerd.
o Alleen de functionele relatie tussen input en output is relevant
o Geen theorievorming over tussenliggende mentale processen
o Alle mentale activiteit is te herleiden tot gedrag (denken = gedrag -> denken = kleine
bewegingen met tong in strottenhoofd; geen mentale representaties)
o Alle gedrag kan worden aangeleerd op basis van bekrachtiging (belonen en straffen).
o Skinner: ‘Taal wordt geleerd door bekrachtiging van goed taalgedrag’
▪ Bv. Kind zegt voor het eerst papa, vader heel blij, kind wordt beloond, kind
zegt weer papa, vader blij, gedrag wordt bekrachtigd, het gedrag wordt
gestuurd. Dit proces blijft zich herhalen. Geen verschil tussen mens en dier,
dieren zouden op deze manier ook kunnen leren praten.
▪ Skinner box: dier in kooi, dier krijgt stimulus, op basis van stimulus moet dier
een handeling doen, als hij de handeling uitvoert wordt het gedrag
bekrachtigd/beloond/gestraft. Gedrag dat wordt beloond wordt vaker
vertoond, gedrag dat wordt gestraft wordt minder vaak vertoond.
e
- 20 eeuw: De cognitieve revolutie
o Noam Chomsky schrijft zeer kritische review over het boek ‘verbal behavior’ van
Skinner
2
, ▪ Het kind krijgt te weinig stimuli (en beloningen) om de taal te leren
▪ Kinderen leren taal zonder expliciet leersignaal (te weinig bekrachtiging)
▪ Taal is te complex. Mensen produceren en begrijpen zinnen die ze nog nooit
eerder hebben gehoord.
▪ (Hij is kritisch en vindt dat taal te complex is voor dieren om te leren)
o Latent leren: het einde van het behaviorisme
▪ Experiment van Tolman: rat in doolhof moet voedsel vinden, rat leert
langzamerhand de weg kennen naar het voedsel en wordt dus beloond.
Groep 2 kreeg geen beloning als ze de juiste bestemming hadden bereikt, de
tweede groep wordt nooit beloond dus deze groep zal niks leren. De derde
groep krijgt tot dag 10 geen beloning, daarna wel, deze groep ratten zal
vanaf de elfde dag dezelfde leercurve vertonen als de tweede groep. Dit
waren de voorspellingen. De resultaten: groep 1 aantal fouten wordt minder,
groep 2 aantal fouten blijft gelijk, groep 3 eerst een even aantal fouten vanaf
dag 11 een hele steile leercurve dus snel steeds minder fouten. Er blijkt dus
dat de ratten ook als ze niet worden beloond kennen ze het doolhof wel,
want als ze opeens voedsel krijgen kennen ze opeens wel snel de weg. Dit
gaat tegen het behaviorisme in.
▪ Hoewel er geen gedrag bekrachtigd wordt werd bij de ratten die vanaf dag
11 een beloning kregen hadden ze toch duidelijkheid iets geleerd.
▪ Mentale representatie van het doolhof was latent aanwezig.
o Verdere bezwaren tegen behaviorisme
▪ Human factors: Als je enkel kijkt naar input en output, hou je geen rekening
met andere factoren die gedrag beïnvloeden (bv. stress, motivatie, emoties,
vermoeidheid).
▪ Imprinting
• Niet al het gedrag is aangeleerd
e
- De 20 eeuw: de cognitieve revolutie
o Computer doet mentale taken van mens (schaken, medische diagnoses stellen,
zinnen vertalen, etc.)
o Computers verwerken informatie door interne representaties te manipuleren
o Assumptie: Hersenen werken als computer
o Maar human factors!
o Tegenwoordig: wisselwerking tussen AI en cognitieve
(neuro)wetenschappen
▪ Connectionisme (artificiële neurale netwerken)
• Stimuleren van cognitieve processen aan de hand van
verschillende lagen kunstmatige ‘neuronen’ die
verbonden zijn. (zoek in boek uitleg erbij)
• Het neural netwerk ‘leert’een cognitief proces correct
uitvoeren door de sterkte van de verbindingen te
wijzigen (bv. door backpropagation)
Waar zijn we nu, Cognitieve neurowetenschappen
Wordt niet behandeld maar moet je wel weten, want herhaling introductie psychobiologie.
3
, Hoofdstuk 2: Perceptie
Wat is perceptie?
Onze eigen (subjectieve) sensorische ervaring van de wereld
Tussen sensatie en cognitie
- Sensatie: transformatie van energie naar hersensignalen
- Cognitie: gebruik van mentale representaties
Perceptie is meer dan de zuivere registratie van de fysieke wereld. Niet altijd accuraat; geen exacte
representatie.
Visuele illusies (optische illusies)
Fundamentele concepten
Het inverse probleem
- Externe wereld heeft 3 dimensies, maar geprojecteerd op
retina 2 dimensies -> verschillende 3d vormen kunnen
hetzelfde 2d beeld produceren.
Bottum-up en Top-down zijn twee soorten informatiestromen
- Bottum-up: Zuivere transformatie van sensorische input naar een percept (data-gedreven)
- Top-down: De transformatie van sensorische input naar een percept wordt beïnvloed door
cognitieve factoren (bv. voorkennis, verwachtingen, …)
- Het eerste percept wat je ziet is bottum-up, het tweede wat je ziet
als je is vertelt wat je nog meer kunt zien is top-down.
- Vb. ziet, zie je niks als je wordt verteld zie je een koe. Als je deze foto
over een jaar weer ziet komt dat door top-down
Waarschijnlijkheidsprincipe
- De manier waarop een object gepercipieerd wordt, wordt
bepaald door wat het meest waarschijnlijke is gegeven
onze voorkennis. Zie het plaatje hiernaast, of een plaatje
met 4 kittens op een rij en één puppy (die doordat hij in het rijtje zit een beetje op de kittens
lijkt.)
Perceptie als informatieverwerking
- Doel van perceptie: interpreteren van de wereld
- David Marr: Om perceptie volledig te begrijpen moeten we het begrijpen om verschillende
beschrijvingsniveau’s
1. Computationeel (Waarom?)
2. Representationeel (Wat?
3. Implementationeel (Hoe?)
4
