Inhaltverzeichnis

1  Einleitung  1

2  Theoretischer Hintergrund  3

2.1  Mentale Repräsentation Kategorisierung  3

2.1.1  vertikale Dimension der Kategorisierung  4

2.1.2  Horizontale Ebene der Kategorisierung  7

2.1.2.1  Prototypikalität  7

2.1.2.2  Familienähnlichkeit, Prägnanz und cue validity  8

2.1.2.3  Repräsentation des Prototyps  9

2.2  Modell der Objektwahrnehmung  10

2.2.1  Strukturelle Repräsentation  11

2.2.2  Ansichtsbasierte Repräsentation  11

2.3  Objekt-Repräsentation im Cortex  12

2.4  Klassifizierung von Handgriffen  14

2.5  Mentale Repräsentation von Handgriffen  15

3  Methodik  16

3.1  Probanden  16

3.1.1  Probanden Objektvergleich  16

3.1.2  Probanden Greifbewegungsvergleich  17

3.2  Objektauswahl  17

3.3  SDA - Methode  18

Abb.  X Darstellung des Programm Net-Split anhand eines Screem-Shots  19

3.4  Ablauf  19

3.5  Datenauswertung  20

4  Ergebnisse  21

4.1  Experimentteil „Kategorisierung Objekte“  21

4.1.1  Kategorisierung Objekt Probanden gesamt  21

4.1.2  Kategorisierung Objekt männliche Probanden  22

4.1.3  Kategorisierung Objekt weibliche Probanden  24

4.2.1  Kategorisierung Greifbewegung Probanden gesamt  25

4.2.2  Kategorisierung Greifbewegung Probanden männlich  26

4.2.3  Kategorisierung Greifbewegung Probanden weiblich  27

4.3  Prüfung auf Invarianz  28

5  Diskussion  30

5.1  Experimenteil Kategorisierung Objekte  30

5.2  Experimenteil Kategorisierung Greifbewegungen  31

5.3  Vergleich der Intention  33

5.4  Allgemeine Diskussion der Ergebnisse  34

6  Kritik und Ausblick  36

7  Literaturverzeichnis  38

8  Anhang  40

Einleitung

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1 Einleitung

Unser Alltag wird bestimmt von der Interaktion mit verschiedensten Objekten. Diese sind sehr vielfältig und unüberschaubar. In der Regel können wir jedoch alle Objekte unserer Umwelt, wie beispielsweise Tische, Stühle etc., einordnen und auch meistens die richtige Verwendung dafür finden. Um all die Eindrücke kognitiv einordnen zu können, bedient sich unserer Gedächtnis der Kategorisierung. Eine scheinbar leichte Aufgabe für das Gehirn. Tatsächlich jedoch gibt es bis heute kein automatisches Erkennungssystem, welches diese Aufgabe lösen kann. Somit gehört die Bildung und Erhaltung von Kategorien zu den schwierigsten und wichtigsten Fragestellungen der kognitiven Neurobiologie bzw. Wahrnehmungspsychologie. Dazu wurden seit Ende der 1960er Jahre die verschiedensten Studien durchgeführt. Die Anfänge machten Berlin und Kay mit Untersuchungen zur sprachlichen Einordnung von Farben. Während die Gruppierung von Farben auch bis heute das vorrangige Thema der Kategorisierung bildet, sind Formen bisher nur selten als Versuchsgegenstand verwendet worden. Hierfür könnte das, gegenüber Farben, komplexere Vokabular für Formen eine Rolle spielen. Außerdem ist die Umsetzung in ein experimentelles Design vielseitiger als bei Farben. Somit ist die Durchführung um einiges umfangreicher. Weiter wird mit den meisten Objekten ein Zusammenhang zwischen ihnen und ihrer Umwelt hergestellt. Somit können sie aus diesem Kontext nicht so leicht gelöst werden, was die Einordung innerhalb evtl. Experimente erschwert. Im Rahmen eines umfassenden Studienprojekts des Arbeitsbereichs für Neurokognition und Bewegung der Universität Bielefeld mit dem Thema „Manuel Repräsentation and ca-tegorisation of abstract objects“ werden die verschiedensten Studien zur verbalen, nonverbalen und Greifbewegungs-Kategorisierung von abstrakten Objekten durchgeführt. In der vorliegenden Arbeit wurden abstrakte Objekte als Grundlage für Kategorisierung verwendet. Dabei wurde ein non-verbales Paradigma zur Untersuchung der mentalen Repräsentation verwendet. Somit ist das Experiment nicht sprachgebunden. Es beinhalten vielmehr zwei andere Intentionen. So sollten die Probanden auf der einen Seite die Objekte auf Grund ihres Aussehens kategorisieren, d. h. sie sollen die Objekte im Bezug auf ihre Ähnlichkeit miteinander vergleichen. Weiter sollen auf der anderen Seite Probanden Greifbewegungen der Objekte miteinander vergleich und für sich als ähnlich bzw. nicht ähnlichen beurteilen. Aus diesem Design ergeben sich die folgenden Fragestellungen, die in dieser Arbeit untersucht werden:

Welche Kategorien werden aus der visuellen Wahrnehmung beim Objektevergleich aus den 28 Formen gebildet?

Welche Kategorien werden durch die Intention der Greifbewegung gebildet? Welche Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten treten beim Vergleich der beiden Experimentteile auf?

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Einleitung

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Außerdem werden diese drei Fragestellungen noch geschlechtsspezifisch unterteilt. Somit ergibt sich als weitere und letzte Fragestellung:

Gibt es bei der Kategorisierung innerhalb bzw. zwischen den beiden Experimentteilen geschlechtsspezifische Unterschiede?

Abschließend werden nun der Verlauf respektive die Bearbeitung der Arbeit kurz aufgeführt. Zunächst einmal wird ein theoretischer Hintergrund aufgezeigt, der sowohl den Ablauf als auch die Zusammenhänge der durchgeführten Untersuchung besser verständlich machen soll. Dabei werden als erstes die kognitiven Prozesse wie Wahrnehmung und Ka-tegorisierung dargestellt, ehe auf die Methodik der Untersuchung eingegangen wird. Hier wird im Wesentlichen der Versuchsablauf erörtert. Im Anschluss daran werden die Ergebnisse präsentiert und genauestens betrachtet. Abschließend werden sie in einer kritischen Diskussion analysiert, worin die eingangs aufgestellten Hypothesen überprüft werden. Das Fazit und die Kritik stellen den Versuchsablauf bzw. die wichtigsten Ergebnisse noch einmal zusammenfassend dar und weisen zudem noch auf kritische Aspekte der Untersuchung hin.

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Theoretischer Hintergrund

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2 Theoretischer Hintergrund

In diesem Kapitel wird, wie bereits eingangs erwähnt, die theoretische Basis für die durchgeführte Untersuchung dargestellt. Im Vordergrund stehen zum einen kognitive Prozesse wie die mentale Repräsentation und Kategorisierung. Weiterhin werden die Erkennung und Wahrnehmung sowohl von Objekten als auch von Greifbewegungen beschrieben.

2.1 Mentale Repräsentation & Kategorisierung

Für eine effiziente Verarbeitung von Informationen wird eine gut organisierte Gedächtnisstruktur benötigt (vgl. Anderson, 1988). Hierbei besitzt das menschliche Gedächtnis, ähnlich einer Bibliothek, eine interne Organisationsstruktur, die eine ökonomische Speicherung sowie einen problemlosen Abruf von Wissen ermöglicht (vgl. ebd.). Dafür ist der Aufbau einer mentalen Repräsentation von besonderer Bedeutung. Nach Paivio (1986) ist dieses eines der komplexesten und umfassendsten Begriffe innerhalb der Kognitionswissenschaften (vgl. Paivio, 1986). Allgemein wird unter der mentalen Repräsentation ver-standen, dass von den Reizen der Umwelt, die auf Personen wirken, ein inneres Abbild geschaffen wird (vgl. Anderson, 1988). Somit wird ein Reiz im kognitiven System des Gehirns in eine entsprechende Form übersetzt. Dieser Vorgang wird als Enkodierung bezeichnet. Ihr Ergebnis stellte die mentale Repräsentation eines Reizes, mit seinen inneren und äußeren Merkmalen, dar (vgl. Zimbardo, 2004). Daher werden im Umgang mit unserer Umwelt mentale Strukturen konstruiert und diese weiter im Kopf „repräsentiert“ (vgl. ebd.).

Im Alltag begegnen wir täglich den verschiedensten Objekten und Personen. Um eine solche Vielfältigkeit kognitiv zu verarbeiten und einzuordnen, werden Objekte zu Kategorien zusammengefasst. Somit beschreibt eine Kategorisierung kognitive Vorgänge, die die Wahrnehmung und Einordnung von Konzepten und Objekt umfasst (vgl. Estes, 1994). Entscheidungsprozesse und alle Arten von Interaktionen mit der Umwelt basieren auf Ka-tegorisierung. Sie ist eine der grundlegendsten und durchgehendsten kognitiven Aktivitäten (vgl. Jordan & Russel, 2001). Der große Vorteil ist, dass bei Kategorisierung Objekte in verschiedene Gruppen unterteilt werden und somit kognitive Ökonomie möglich wird. Dadurch muss nicht jedes Objekt isoliert behandelt werden. Weiter umfasst der Begriff Kategorisierung neben der Unterteilung auch das Wissen über die Kategorien und ihre Verteilungen, was die Grundlage aller intellektuellen Aktivitäten darstellt (vgl. Estes, 1994). Somit ermöglicht die Bildung und Anwendung von Kategorien neue Situationen zu verstehen und mit bisher unbekannten Objekten sinnvoll umzugehen (vgl. Studer, 2008). Meistens sind die Dinge, auch wenn sie vorher noch nie gesehen wurden, den Kategorien ähnlich, die bereits bekannt sind (vgl. ebd.). Um die Strukturen von Kategorie und Kategorisierung zu beschreiben, dient das Modell der Prototypensemantik nach Rosch (vgl. 1978). Dies gliedert sich in eine vertikale und horizontale Dimension. Sie werden in den folgenden Abschnitten 2.1.1 und 2.1.2 durch die Theorien der Basisebene sowie der Prototypikalität dargeboten (vgl. ebd.).

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Theoretischer Hintergrund

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2.1.1 vertikale Dimension der Kategorisierung

Die vertikale Dimension und somit interkategorielle Struktur der Kategorisierung bildet die Basisebene (engl. Basic Level Terms) (vgl. Rosch et al. 1976). Diese Theorie der Objekterkennung bzw. Einordnung basiert auf drei hierarchischen Ebenen, welche nach dem Prinzip der Inklusion funktionieren (vgl. ebd.): • Übergeordnete (superordinate) Ebene • Basisebene • Untergeordnete (subordinate) Ebene

Abb. 1. Beziehungsstruktur zwischen Basaler und Übergeordneter

sowie Untergeordneter Ebene (Collin & McMullen, 2005, S. 356)

Diese strukturierten Ebenen werden in Abbildung 1 schemenhaft dargestellt. Rosch et al. (1976) griffen die Hypothesen von B. Berlin auf, beim dem ebenfalls die Basisebene im Zentrum der Hierarchie stand (vgl. Kleiber, 1993). Dabei strukturierten Sie die 5 Ebenen von Berlin auf 3 Ebenen um. Der Ausgangspunkt der Theorie ist, dass für ein Objekt auf mehrere Weise kategorisiert bzw. benannt werden kann. Bei der spontanen Benennung von Objekten wird meistens die Basisebene des Objektes genannt (vgl. Rosch et al., 1978). Dieser Grundkategorie sind eine untergeordnete und eine übergeordnete Ebene zugehörig. Beide Ebenen sind bei der Benennung in aller Regel langsamer als die Grund-kategorie (vgl. ebd.). Für das Beispiel eines Vogels entspricht der Begriff Tier der oberen Ebene und der Begriff Adler der unteren (siehe Abb.). Diese Theorie wurde durch psychologische Experimente bis heute bestätigt (vgl. Kleiber, 1993).

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Theoretischer Hintergrund

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Anhand der psychologischen Experimente wurde festgestellt, dass die kognitive Priorität der Basisebene auf folgenden vier Eigenschaften beruht: • Gemeinsame Attribute (common Attributes) • Ähnlichkeit motorischer Programme (Motor Movement) • Ähnlichkeit der Form (Similarity in Shapes)

• Identifikation über durchschnittliche Form (Identifiability of Averaged Shapes) Im weiteren Verlauf werden diese 4 Eigenschaften näher beschrieben. Gemeinsame Attribute

Basisobjekte sind die inklusivsten Kategorien, wenn deren Vertreter eine signifikante Anzahl von Attributen miteinander gemeinsam haben (vgl. Kleiber, 1993). So muss eine gewisse Anzahl von Eigenschaften in Bezug auf Form, Sprache, Wahrnehmung, motorisches Programm sowie Vorstellung und Entwicklung zwischen Basisebene und untergeordneter Ebene gleich sein, damit Basisobjekte als höchste Kategorie gelten können (vgl. Rosch, 1978).

Ähnlichkeit motorischer Programme

Die Art und Weise, wie mit Objekten umgegangen wird, liefert eine weitere Unterscheidungsmöglichkeit. Für diesen Bereich steht die Interaktion mit dem Objekt im Vordergrund (vgl. Rosch, 1978). Die Handlung, die ausgeführt werden muss, um sich beispielsweise auf einen Stuhl zu setzten, bildet ein motorisches Programm (vgl. ebd.). Dies gilt für die gesamte Kategorie, egal ob nun ein Bürostuhl oder ein Klappstuhl zu besetzten ist (vgl. ebd.). Bei einer übergeordneten Kategorie entfällt diese Übereinstimmung. Der Begriff Möbelstücke steuert keinen derartigen Typ der Interaktion, sondern führt immer zu Bewegungsabläufen, die von den Basiskategorien sowie den untergeordneten Kategorien gesteuert werden. Daher ist die Basisebene die höchste bzw. inklusivste Ebene, auf der eine Person im Umgang mit Vertretern der Kategorie ähnliche Bewegungen ausführt. Ähnlichkeit der Form

Basisebene und untergeordnete Ebene unterscheiden sich von der überordneten Ebene insofern, als dass die Exemplare ihrer Kategorien als ähnliche Gestalten wahrgenommen werden (vgl. Rosch, 1978). So gibt es beispielsweise keine weitere Form die der Kategorie Tier entspricht, während für Hund und Schäferhund eine solche wahrgenommen wird (vgl. Kleiber, 1993). Somit ist die Basisebene die höchste abstrakte Ebene, auf der die Exemplare der Kategorien eine globale Form besitzt, die als noch einigermaßen einheitlich wahrgenommen wird (vgl. ebd.). Identifikation über durchschnittliche Form

Ein weiterer kognitiver Effekt des Basic Level Term ist die Schnelligkeit der Identifizierung. So stellten Rosch et al. (1976) fest, dass sich im Zusammenhang von Benennung und den drei Abstraktionsebenen herausstelle, dass die Basisebene am schnellsten identifizierbar ist. Somit wird die Zeichnung eines Schäferhundes schneller als Hund, als ein Schäfer-hund oder Tier erkannt. Ebenso verhält es sich mit der spontanen Benennung von Objekten. Hierbei wird meistens die Basisebene des Objektes genannt (vgl. Rosch et al., 1978). Obere sowie untere Ebene sind bei der Benennung in aller Regel langsamer als die Grundkategorie (vgl. ebd.).

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Theoretischer Hintergrund

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Die Theorie des Basic Level Terms hat auch Auswirkungen auf klassische Gebiete der Psychologie (vgl. Rosch, 1978). Diese Erkenntnisse werden im Folgenden für die vier Gebiete Vorstellung, Sprache, Wahrnehmung und Entwicklung dargestellt. Vorstellung

Die Kategorien von Basisebene und untergeordneter Ebene können durch eine bildliche Vorstellung wiedergegeben werden (vgl. Rosch, 1978). Diese kann abstrakt oder konkret sein und die ganze Kategorie repräsentieren. Eine solche Darstellung ist für die über-geordnete Ebene nicht möglich (vgl. ebd.). Bei dem Versuch sich ein Tier vorzustellen bzw. zu zeichnen, wird als Ergebnis immer ein konkretes Tier der Basisebene oder der untergeordneten Ebene erhalten (vgl. ebd.). Die Basisebene erweist sich somit als die höchste Ebene, auf der eine einfache bildliche Vorstellung eine ganze Kategorie wiedergeben kann (vgl. ebd.) Wahrnehmung

Im Bezug auf die Wahrnehmung haben Studien von Rosch et al. (1976) und Smith (1978) ermittelt, dass Objekte zunächst in ihrer Basisebene wahrgenommen werden (vgl. Rosch, 1976) Erst später werden sie durch weitere Prozesse als Mitglieder einer superordinaten oder subordinaten Ebene erkannt bzw. eingeordnet. Sprache

Bei der Benennung von Objekt wird in den meisten Fällen der Ausdruck der Basisebene verwendet (vgl. Rosch, 1978). Experimente haben sogar gezeigt, dass selbst bei den selben Basiskategorien die Identifizierung vorzugsweise durch die Bezeichnung der Basiska-tegorie erfolgt (vgl. Kleiber, 1993). Dieses Phänomen zeigt sich auch bei der Verwendung von Personalpronomen im neutralen Kontext ohne vorausgehendes Bezugswort (vgl. ebd.). So wird in diesem Zusammenhang in der Regel ein Pronomen gewählt, welches sich auf einen Basisausdruck und nicht auf einen über- oder untergeordneten Ausdruck bezieht (vgl. ebd.). Ein Beispiel hierfür ist die Aufforderung eine Puppe aus einem Kinderwagen zu nehmen, so wird gesagt: „Nimm sie heraus“ und nicht „nimm es heraus“. Hierbei wird die Basisebene (Puppe) und nicht die übergeordnete Ebene (Spielzeug) verwendet. Entwicklung

Auch beim Erlernen von Kategorisierung spielt die Basisebene eine wichtige Rolle (vgl. Kleiber, 1993). Untersuchungen von Rosch et al. (1976) mit dreijährigen Kindern haben gezeigt, dass sie die Fähigkeit zur Kategorisierung auf Basisebene haben (vgl. Rosch, 1978). Sie gruppieren Objekte auf Grund von Form, Farben sowie Ähnlichkeitsbeziehungen ohne Berücksichtigung allgemeiner funktioneller Merkmale (vgl. ebd.). Dabei wird die Basisebene als erste sprachliche Bezeichnung für Objekte verwendet. Somit sind Basiska-tegorien die ersten und natürlichsten Formen der Kategorisierung (vgl. Lakoff, 1987). Zusammenfassend dargestellt scheinen sich die Kategorien der Basisebene in dreierlei Hinsicht abzuheben (vgl. Kleiber, 1993). Zunächst in perzeptorischer Hinsicht aufgrund einer ähnlichen, globalen Form sowie der Vorstellung eines einfachen gedanklichen Bildes

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Theoretischer Hintergrund

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und durch die schnelle Identifikation (vgl. ebd.). Weiter in funktioneller Hinsicht, begründet durch die ähnlichen allgemeinen Programme (vgl. ebd.). Als letztes in kommunikativer Hinsicht aufgrund der allgemeinen sprachlichen Verwendung sowie beim Erlernen des Wortschatzes im Kindesalter (vgl. ebd.)

2.1.2 Horizontale Ebene der Kategorisierung

Im Folgenden wird die innere Struktur der Kategorien aufgezeigt, d.h. also die horizontale Dimension. Diesbezüglich werden zunächst die Begriffe Prototypikalität, Familienähnlichkeit, Prägnanz und cue validity (Zuordnungsgültigkeit, Prototypikalitätsgrad) dargestellt. Anschließend wird noch kurz die Repräsentation des Prototyps thematisiert.

2.1.2.1 Prototypikalität

Wenn man den Begriff des Prototyps definieren möchte, muss man zwangsläufig die ersten Arbeiten von Eleanor Rosch betrachten. In den dortigen Versuchsbeschreibungen wird der Prototyp als „bestes Exemplar bzw. Beispiel, bester Vertreter oder zentrales Element einer Kategorie“ aufgeführt (vgl. Kleiber, 1998). Dabei ist die grundlegende Idee, dass die Zusammensetzung von Kategorien nicht aus Exemplaren besteht, die in einem identischen Verhältnis zur überdachenden Kategorie stehen, sondern dass Exemplare vorliegen, die bessere Vertreter sind als andere (vgl. ebd.). Als Beispiel wäre hier eine Arbeit von E. Rosch (1973) zu nennen, worin befragte Personen angaben, dass der Apfel das beste Exemplar für die Kategorie Obst darstelle, wohingegen die Olive am wenigsten als Vertreter dieser Kategorie angesehen wird. Dazwischen ergab sich eine absteigende Reihenfolge (bezogen auf die Repräsentativität) Pflaume, Ananas, Erdbeere und Feige. Somit handelt es sich um eine Art Prototypikalität, bei der eine bestimmte Entität (in diesem Fall Apfel) den Mittelpunkt einer Kategorie bildet. Des Weiteren gibt es noch einen weiteren Typen von Prototypikalität. Zur Veranschaulichung soll hierbei die Kategorie Vogel dienen, wo bei unterschiedlichen Zuordnungsversuchen die zentralen Elemente der Kate-gorie Vogel (z.B. Spatz oder Amsel) eindeutig schneller als solche erkannt wurden als periphere Vertreter (Pinguin, Strauß, usw.). Dazu schreibt E. Rosch (1975) (vgl. Kleiber, 1998):

„Die innere Struktur vieler natürlicher Kategorien besteht aus dem Prototyp der Kategorie (den eindeutigsten Vertretern, den besten Beispielen) und den nicht-prototypischen Exemplaren, welche in einer Rangfolge angeordnet sind, die sich von den besten zu den weniger guten Beispielen erstreckt.“

Die daraus resultierende Konsequenz liegt darin, dass die Kategorien respektive Begriffe nicht mehr scharf abgegrenzt werden können (vgl. Kleiber, 1998). Dies bedingt gleichzeitig die Aufhebung der ersten Konzeption des Prototyps von E. Rosch (1973) - d.h. die Vorstellung einer exakten Trennung zwischen Elementen und Nicht-Elementen einer Klasse wird aufgegeben - und führt zu einer Konzeption unscharfer Kategorien (vgl. ebd.). G. Lakoff (1972), Vertreter dieser These der kategoriellen Unschärfe, unterstützt diese Behauptung mit einem Beispiel, wo die Frage nach der Zugehörigkeit zu einer Kategorie nicht einfach mit ja oder nein beantwortet werden kann, sondern eher graduell (vgl. ebd.):

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