Intelligenz und elementare Informationsverarbeitung

1. Intelligenz und elementare Informationsverarbeitung Seminar Intelligenz SS 2004 Seminarleiterin: Dr. A. Pauls Referenten: Aaron Ruß Anna Seemüller

2. Übersicht • Einleitung • Teil 1: • Reaktionszeit-Test • Inspektionszeit-Test • Säuglings-Habituation/-Dishabituation • Fazit • Teil 2

3. Einleitung: Motivation • Grund für unterschiedliche Intelligenz herausfinden • Zwei Ansätze: • Unterschiedliche Intelligenz beruht auf elementarer Informations-/Reizverarbeitung( Teil 1) • Basierend auf Entwicklungen in der kognitiven Psychologie wird die Aufgabenbewältigung in relativ komplexen Modellen nachgebildet( Teil 2)

4. Einleitung zu Teil 1 • Unterschiedliche Ansätze auch bei Untersuchungen elementarer Informationsverarbeitung: • Meist reduktionistischer oder bottom-up Ansatz • Intellektuelle Fähigkeiten werden durch unterschiede im Genotyp oder anderen biologischen Mechanismen begründet, die mit der Struktur oder Funktionsweise des Nervensystems zusammenhängen

5. Einleitung: Teil 1 – Mögliche Anwendung • Entwicklung von Intelligenz-Tests, die unabhängig von • Erfahrung / Bildung und • sozialer oder kultureller Herkunft sind.

6. Übersicht: Reaktionszeit-Test • Einleitung • Teil 1: • Reaktionszeit-Test: • Jensen Apparat • Odd-Man-Out Test • Inspektionszeit-Test • Säuglings-Habituation/-Dishabituation • Fazit • Teil 2

7. Reaktionszeit nach Jensen • Der Großteil von Reaktionszeit-Untersuchungen basiert auf einem Ansatz von Jensen Tasten Lichter (Reize) Basis-Taste Jensen Apparat

8. Jensen Apparat • Gemessene Größen beim Jensen Apparat: Bewegungszeit Reaktionszeit oder Entscheidungszeit Reiz Basis-Taste

9. … gemessene Größen • Üblicherweise Durchgänge mit Darbietung von • 1, 2, 4, 8, … gleichzeitigen Reizen • Ermittelte Messwerte bei Reaktionszeit und Bewegungszeit • Median je Durchgang • Standartabweichung je Durchgang • Steigung/Verlauf der Reaktionszeit über die Durchgänge bezüglich der darin gleichzeitig dargebotenen Reizen

10. Jensens Arbeitshypothese Reaktionszeit-Messungen spiegeln die Schnelligkeit und Effizienz von elementarer Informationsverarbeitung wider • Es gibt linearen, positiven Zusammenhang der Steigung von Reaktionszeit in Relation mit der Anzahl von gleichzeitig dargebotenen Reizen in der Durchgängen • Intelligenz hängt mit der Schnelligkeit zusammen, mit der wachsend komplexe Informationen verarbeitet werden können

11. Jensens Untersuchung (1987) • Zusammenfassung von insgesamt 31 Studien • Basiert hauptsächlich auf einer Studie von Detterman (1987) über 860 Angehörige der Luftwaffe • Allgemeines Ergebnis der Untersuchung:Es gibt negative Korrelation sowohl zwischen Reaktionszeit und Intelligenz als auch zwischen Bewegungszeit und Intelligenz

12. Korrelationen der Untersuchung

13. Jensens Untersuchung - Fazit • Reaktionszeit sagt insgesamt ca. 10 bis 15 % der Varianz von Intelligenz voraus • Grund für den Zusammenhang von Reaktionszeit und Intelligenz ist nicht geklärt Jensens Voraussage über den Zusammenhang der Steigung bzgl. der Komplexität ( gleichzeitige Reize) und Intelligenz konnte nicht bestätigt werden

14. Odd-Man-Out Test • Odd-Man-Out Test:Weiterentwicklung des Reaktionszeit-Tests durch Frearson & Eysenck (1986) Ziel

15. Korrelationen:Jensen Apparat & Odd-Man-Out Test

16. Korrelationen im Odd-Man-Out Test • Odd-Man-Out Test liefert nicht durchgehend höhere Korrelationen als traditioneller Reaktionszeit-Test (Jensen Apparat) • Korrelationen zu nonverbaler Intelligenz prinzipiell höher als zu verbaler Intelligenz

17. Interpretation der Korrelation Zwei unterschiedliche Argumentationsweisen:  Reaktionszeit/Nervensystem Ursache:Die Reaktionszeiten spiegeln die Effizienz des Nervensystems wider, dem wiederum die Ausprägung der Intelligenz zu Grunde liegt  Intelligenz Ursache:Je höher die Intelligenz, desto bessere Strategien zum Bewältigen der Reaktionszeit-Tests stehen zur Verfügung

18. Kritik an Reaktionszeit-Tests:Longstreth (1984, 1986) • Es ist bekannt, dass es einen Trainingseffekt bei Reaktions-Tests gibt Die Korrelation der Steigung von Durchgängen mit steigender Anzahl von gleichzeitigen Reizen zu Intelligenz beruht auf der Tatsache, dass intelligentere Versuchspersonen mehr von der Übung profitieren • Gegenargument (Jensen): Die niedrige Anzahl von Wiederholungen vermeidet den Trainingseffekt (15 Versuche je Durchgang). • Hinzu kommt, dass sich die ersten 3 Versuche eines Durchgangs kaum von den letzten 3 unterscheiden

19. Kritik an Reaktionszeit-Tests:Trainingseffekt • Widaman & Carlson (1989):Korrelationen der Steigung mit Intelligenz: • In aufsteigender Ordnung (wie Jensen): -.26(d.h. erst die Durchgänge mit wenigen gleichzeitigen Reizen) • In absteigender Ordnung: +.21  Intelligentere profitieren stärker von Übung • Dieser Einwand bezieht sich allerdings nicht auf den Zusammenhang einfacher Reaktionszeiten mit Intelligenz, der üblicherweise auf den ersten 15 Versuchen beruht

20. Kritik an Reaktionszeit-Tests:Detterman (1987) • Eine Reihe exogener Faktoren könnten die Reaktionszeit beeinflussen: • Verständnis der Instruktionen • Vertrautheit mit der Versuchsapparatur • Motivation • … • Der mögliche Einfluss dieser Faktoren lässt sich nicht widerlegen, allerdings teilweise eher unwahrscheinlich ( vor allem, wenn die Stichproben vorselegiert sind, z.B. nur aus Studenten bestehen)

21. Kritik an Reaktionszeit-Tests:Verlust von Genauigkeit • Detterman:Höhere Schnelligkeit wird durch mehr Fehler erkauft • Versuchspersonen, die schneller reagieren, machen mehr Fehler als die, die langsamer reagieren • Eher unwahrscheinlich, da die Fehleranzahl in den Tests negativ zur Intelligenz korreliert

22. Kritik an Reaktionszeit-Tests:Brewer & Smith (1984) • Untersuchung mit geistig zurückgebliebenen und normalen Versuchspersonen: • Vor einem Fehler verschnellerten die Versuchspersonen ihre Reaktionen • Nach einem Durchgang mit einem Fehler wurde die Geschwindigkeit verlangsamt  Geschw. wird derart reguliert, dass sie möglichst nahe der Schwelle liegt, an der Fehler gemacht werden • Die geistig zurückgebliebenen Versuchspersonen übersteuerten in den Durchgängen nach einem Fehler • Dieses Phänomen trägt zu einer erhöhten Variabilität bei der Gruppe der geistig zurückgebliebenen im Vergleich zu den normalen Versuchspersonen bei

23. Gegenargumente zu Brewer & Smith (1):Larson & Alderton (1990) • Nachuntersuchung mit Rekruten • Korrelationen mit Intelligenz: • Erhöhung der Reaktionszeit nach Fehler: -.17 • Variabilität von Reaktionszeit: -.36 • Partielle Korrelation der Variabilität von Reaktionszeit (bzgl. des Grades an Verlangsamung nach einem Fehler): -.35  Es ist unwahrscheinlich, dass der Zusammenhang von Reaktionszeit und Intelligenz auf der Fähigkeit der Geschwindigkeitsanpassung nach einem Fehler basiert

24. Gegenargumente zu Brewer & Smith (2) • Bei Brewer & Smith machten die Versuchspersonen 200 Trainingsdruchgänge und 2000 Experimentdurchgänge • Bei Reaktionszeituntersuchungen werden die ersten 15 oder 30 Versuche für die Korrelation benutzt (nach kurzer Trainingsphase) • Fehler sind unwahrscheinlich für Durchgänge, in denen nur 1 Reiz gleichzeitig dargeboten wird. • … die Korrelation von Intelligenz zur Variabilität von Reaktionszeit unterscheidet sich aber nicht für Durchgänge mit nur 1 und Durchgängen mit mehreren gleichzeitigen Reizen.

25. Konzentrationsfähigkeit als Mediator bei Reaktions-Tests • Höher intelligente Versuchspersonen sind nicht prinzipiell schneller: • Maximale Reaktionszeiten von hochintelligenten unterscheidet sich nicht unbedingt von der niedriger intelligenter Versuchspersonen • Höher intelligente Versuchspersonen können dagegen ihre Leistung nahe an ihrem Optimum halten

26. Konzentrationsfähigkeit:Larson & Alderton (1990) • Durchschnittliche Reaktionszeit hängt wesentlich von den langsamsten Reaktionen in den Versuchen ab • Reaktionszeiten der Versuchspersonen wurden in eine Rangordnung gebracht • Dann jeweils zu 16 Gruppen zusammengefasst • Für jede Gruppierung der Durchschnitt bestimmt  16 Durchschnittswerte je Versuchsperson • Es gibt monoton steigende Korrelationen der Durchschnittswerte mit Intelligenz:(schnellste Gruppierung) -.20 bis(langsamste Gruppierung) -.37

27. Reaktionszeit  Intelligenz:Eine physiologische Erklärung • Jensen:Neuronen von hochintelligenten Menschen haben eine kürzere Refraktärphase (regenerieren sich schneller nach Entladung) • Reaktionen erfolgen schnell, wenn sich die Neuronen gerade in der exzitatorischen Phase befinden • Bei hochintelligenten Menschen befinden sich die Neuronen häufiger in der exzitatorischen Phase

28. Fazit zu Reaktionszeit-Tests • Es gibt keine Belege für die physiologische Erklärung. Erkenntnisse könnten • Physiologische Untersuchungen • Biologische/genetische Untersuchungen • Längsschnittstudien liefern. • Bisher gibt es keine Untersuchungen, die eine der Argumentationsrichtungen belegen würde: • Reaktionszeit/Nervensystem bedingt Intelligenz • Intelligenz bedingt Reaktionszeit

29. Übersicht: Reaktionszeit-Test • Einleitung • Teil 1: • Reaktionszeit-Test: • Inspektionszeit-Test • Inspektionszeit-Test • Tonhöhenunterscheidungs-Tests • Säuglings-Habituation/-Dishabituation • Fazit • Teil 2

30. Inspektionszeit:Nettlebeck (1973) und Vickers (1970) • Theorie:Ein Urteil über einen Reiz wird kumulativ durch diskrete Inspektionen gebildet bis schließlich ein bestimmtes Maß erreicht wurde • Es wird versucht, das Minimum von Inspektionen zu finden, die notwendig sind, um ein Urteil (mit gewisser Genauigkeit) über einen Reiz abgeben zu können

31. Inspektionszeit:Versuchsanordnung • Darbietung von 2 Linien, deren Länge sich im Verhältnis 1 : 1,4 unterscheidet • Die Linien werden gezeigt und dann maskiert • Die minimale Inspektionszeit wird ermittelt (für eine Genauigkeit von 95% der Urteile)

32. Inspektionszeit:Erste Untersuchungen • Nettlebeck & Lally (1976):Korrelation von Inspektionszeit zu Intelligenz: -.89 • Brand & Deary (1982): ähnlich hohe Korrelationen • Untersuchungen basieren auf relativ kleinen Stichproben mit geistig zurückgebliebenen und normalen Versuchspersonen • Inspektionszeiten der geistig zurückgebliebenen waren teilweise extrem  beeinflussten sehr stark das Ergebnis

33. Inspektionszeit: Metaanalyse von Kranzler & Jensen (1989) • Umfasst 31 Untersuchungen mit insgesamt 1120 Teilnehmern • Die einzelnen Untersuchungen unterscheiden sich merkbar von einander • Visuelle, auditorisch und taktile Inspektionszeit wurden untersucht. Bei Visueller Insp.-Zeit: • Tachistoskopische und Computer-Anzeigen • Ort der Stimuli änderte sich bei einigen Untersuchungen von Versuch zu Versuch • Unterschiedliche Methoden zur Schwellenbestimmung • Insgesamt große Bandbreite an Alter und IQ unter den Teilnehmern

34. Inspektionszeit: Ergebnisse der Metaanalyse • Korrelation der Inspektionszeit mit Intelligenz • Unkorrigiert: insg. -.29 • Korrigiert: Erwachsene -.54, Kinder -.47, insg. -.49 • Nach Ausschluss von Studien, die bei einer Untersuchung von Nettlebeck (1987) aus methodischen Gründen kritisiert wurden: • Korrelation mit Intelligenz: -.54

35. Auditorische Inspektionszeit • Raz & Willerman (1983, 1985): Unterscheidung von Tönen bezüglich ihrer Tonhöhe • Zwei Töne werden nacheinander dargeboten und dann maskiert • Die Pause zwischen den Tönen wird variiert und die kürzeste Pause bestimmt, bei der noch ein gewisser Genauigkeitsgrad für die Tonhöhen-Unterscheidung von de Versuchspersonen eingehalten werden • Für die Untersuchung wurden Studenten mit auffallend hohen und auffallend niedrigen SAT-Ergebnissen ausgewählt

36. Auditorische Inspektionszeit:Ergebnisse • Korrelation der Insp.-Zeit mit SAT-Wert: • -.33, -.53 (für logarithmische transformierte Schwellenwerte) • Nachuntersuchung: • Töne wurden für 20 und 30 ms dargeboten • Inspektionszeiten wurden mit Intelligenz-Test korreliert: zwischen -.41 und -.73 Logarithmisch transformiert: zwischen -.69 und -.73 • Höher intelligente Versuchspersonen können die Unterscheidung besser als weniger intelligente durchführen, wenn nur wenig Zeit zur Verfügung steht

37. Auditorische Inspektionszeit:Replikation der Ergebnisse • Raz & Willerman (1985) • Stimuli werden für eine Dauer zwischen 10 und 20 ms dargeboten • Versuchsteilnehmer werden angewiesen, die unterschiedliche Dauer zu ignorieren und nur sagen, welcher von beiden Tönen höher ist • Korrelationen mit Intelligenz für 3 verschiednen Darbietungszeiten: • -.47 -.44 -.53

38. Tonhöhenunterscheidung:Raz, Willerman & Yama (1987) • 2 Töne werden für 20 ms mit einer Pause dazwischen von 85 ms unmaskiert dargeboten • Tonhöhe unterscheidet sich anfangs klar • Der Tonhöhenunterschied wird verringert • Tonhöhenunterschied, bei dem noch mit einer gewissen Genauigkeit eine Unterscheidung vorgenommen werden kann, wird ermittelt

39. Tonhöhenunterscheidung:Raz, Willerman & Yama (1987) • Korrelation mit Intelligenz • zwischen -.42 und -.52 • In einer Wiederholung mit Studenten, die extreme Ergebnisse im SAT erzielt hatten: • zwischen -.50 und -.52

40. Vergleich zu traditioneller auditorischer Inspektionszeit • Keine Korrelation dieser Untersuchung mit traditioneller auditorischer Inspektionszeit. Da beide aber mit Intelligenz korrelieren, ist eine Korrelation zwischen ihnen wahrscheinlich • Die beiden Untersuchungsarten haben starke Ähnlichkeiten

41. Tonhöhenunterscheidung und auditorische Inspektionszeit • Urteil über Tonhöhen bei kurz dargebotenen Tönen • Darbietungszeit kritisch für beide Arten • Inspektionszeit: veränderter Parameter • Tonhöhenunterscheidung: kritische Variable • Dear, Cryl, Egan & Wight (1989): bei längeren Darbietungszeiten gibt es nahezu keine Korrelation zur Intelligenz

42. Darbietungszeit bei Inspektionszeit-Untersuchungen • Scheinbar ist Darbietungszeit ein wesentlicher Faktor bei visueller und auditorischer Inspektionszeit • Weist darauf hin, dass sie etwas mit schneller Informationsverarbeitung zu tun haben • Deary (1989): Schnelligkeit wird wahrscheinlich nicht gegen Genauigkeit bei diesen Untersuchungen eingetauscht, da bei kurzen Darbietungszeiten i.d.R. genauer geurteilt wird

43. Ergebnisse vonInspektionszeit-Tests • Raz & Willerman haben keine korrigierten Korrelationen veröffentlicht • Mit grob geschätzter Korrektur werden durch ihre Untersuchungen etwa 36% der Varianz von Intelligenz erklärt • Kranzler & Jensen (Metaanalyse): Inspektionszeit erklärt 25% der Varianz von Intelligenz • Höhere Korrelationen als bei Reaktionszeit-Tests • Hoch genung, um essentiellen Zusammenhang zu Fähigkeiten vermuten zu lassen, die in Intelligenz-Tests gemessen werden

44. Zusammenhang verschiedener Inspektionszeit-Untersuchungen • Falls Inspektionszeit generell mit Informationsverarbeitung zusammen hängt, sollte sie unabhängig von der Modalität sein  auditorische und visuelle Inspektionszeit sollten miteinander korrelieren

45. Inspektionszeiten:Deary (1980) • Deary fand perfekte Korrelation von visueller und auditorischer Inspektionszeit • Diese basierte auf geistig zurückgebliebene Versuchspersonen in der Stichprobe • Ließ man diese aus der Untersuchung weg, gab es nahezu keine Korrelation

46. Inspektionszeiten:Irwin (1984) • Untersuchung mit 50 Schulkindern: keine Korrelation • Kritik an dieser Untersuchung: • Maskierungs-Ton bei der auditorischen Inspektionszeit war wahrscheinlich nicht effektiv • Einige Teilnehmer hatten extrem hohe Inspektionszeiten, die das Gesamtergebnis erheblich beeinflussten

47. Inspektionszeiten:Deary et al. (1989) • Nachuntersuchung: • Effektivere Maskierung für auditorische Insp.-Zeit • Versuchspersonen, die keine Unterscheidung bei unmaskierten Tönen machen konnten, wurden ausgeschlossen • Korrelation der angewandten auditorischen Inspektionszeit mit verschiedenen visuellen Inspektionszeiten: • Zwischen .24 und .53

48. Kritik an Interpretation von Inspektionzeit-Untersuchungen • Korrelation zu Intelligenz:intelligentere Versuchspersonen verstehen die Instruktionen besser  schneiden besser ab • Zwei Gegenargumente:

49. 1. Gegenargument:Anderson (1986) • Untersuchung an kleinen Stichproben von Kindern • 6-jährige: -.38 • 8-jährige: -.55 • 10-jährige: -.33  Wenn 6-jährige die Instruktionen verstehen können, ist es unwahrscheinlich, dass das Verständnis von Instruktionen großen Einfluss auf das Ergebnis etwa bei Studenten hat

50. 2. Gegenargument:Raz et al. (1987) • Untersuchung zur Lauheitsunterscheidung • 2 Töne werden jeweils 20 ms dargeboten • Versuchperson soll beurteilen, welcher von beiden lauter war • 3 unterschiedliche Versuchsanordnungen mit maskierten und unmaskierten Darbietungen • Korrelationen mit Intelligenz:+.16 +.17 -.06  Lauheitsunterscheidung hängt nicht mit Intelligenz zusammen