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Webersches Gesetz


Das Webersche Gesetz bezeichnet in der Psychologie bzw. Psychophysik jenes Prinzip, das besagt, dass sich zwei Reize um einen konstanten minimalen Prozentsatz (und nicht um einen konstanten Absolutbetrag) unterscheiden müssen, damit der Unterschied zwischen ihnen wahrgenommen wird. Die Psychophysik beschäftigt sich demnach mit den Gesetzmäßigkeiten zwischen dem subjektiven Erleben und dem physikalisch messbaren, also den objektiven Reizen, die diese auslösen.

Das Webersches Gesetz ist übrigens das älteste Gesetz der Psychophysik, wobei diese Regeln gleichsam das wissenschaftliche Fundament für die mathematische Erklärungen der Reizverarbeitung des menschlichen Gehirns bilden. Dennoch blieb bis dato unklar, wie das Gehirn beim Erfassen von Unterschieden den Faktor der Gesamtstärke des Sinneseindrucks herausrechnet.

Pardo-Vazquez et al. (2019) haben nun entdeckt, dass das Webersche Gesetz an eine weitere psychophysikalische Regel geknüpft ist, welche die Zeit betrifft, die erforderlich ist, um eine Entscheidung zu treffen. Im Rahmen ihrer Studie untersuchte man das Webersche Gesetz über die Fähigkeit von Ratten, zwischen Tönen verschiedener Lautstärke zu unterscheiden. Sie konstruierten dazu winzige Kopfhörer, die speziell an den Kopf der Tiere angepasst waren, wobei bei jedem Versuch der Ton auf einem der beiden Lautsprecher etwas lauter war. Die Ratte wurde in dem Experiment darauf trainiert, sich auf jene Seite hin auszurichten, auf der der Lautsprecher den lauteren Ton wiedergab. Es bestätigte sich dabei, dass das Verhalten der Tiere beim Hören genau dem Weberschen Gesetz entspricht, d. h., die Fähigkeit zu bestimmen, welcher der beiden Töne lauter war, hing nur vom Verhältnis zwischen den Intensitäten der Töne ab. Wenn die Ratte die Intensitäten von zwei leise gespielten Tönen vergleichen musste, war ihre Genauigkeit genauso gut wie bei einem Paar Töne, die lauter gespielt wurden, solange beide Paare nur das gleiche Intensitätsverhältnis aufwiesen. Des weiteren zeigte sich, dass die Entscheidungszeiten mit dem Niveau der Lautstärke der beiden Klänge proportional verknüpft waren, d. h., je lauter die beiden Klänge waren, desto kürzer war die Entscheidungszeit, solange die relativen Lautstärken zwischen beiden Tönen konstant blieben. Die Entscheidungszeit beim Vergleich zwischen zwei leisen Geräuschen blieb genau proportional zu den Entscheidungszeiten, die gemessen wurden, als die Tiere zwischen zwei lauten Geräuschen unterscheiden sollten. Beim gleichen Experiment mit menschlichen Probanden zeigten sich dabei ähnliche Ergebnisse. Man schließt aus diesen Ergebnissen, dass es sich dabei um ein neues psychophysisches Gesetz handelt, das als „Zeit-Intensitäts-Äquivalenz bei der Diskriminierung“ bezeichnet werden kann.

Auch Wahrscheinlichkeitsentscheidungen von Primaten folgen dem Weber’schen Gesetz

Bereits Kinder entwickeln die Fähigkeit, intuitiv Schlussfolgerungen über Wahrscheinlichkeiten von Ereignissen zu ziehen, doch auch Primaten beherrschen diese Form der intuitiven Statistik. Diese Fähigkeit ist von grundlegender Bedeutung, insbesondere für die Ableitung allgemeiner Regelmäßigkeiten aus endlichen Beobachtungen und für die Vorhersage des Ergebnisses einzelner Ereignisse anhand von Vorinformationen. Eckert et al. (2018) haben in mehreren Experimenten nachgewiesen, dass diese Form der intuitiven Statistik auch bei Menschenaffen vorhanden ist. Über zwanzig Schimpansen wurden dabei in einem zuvor festgelegten Paradigma getestet, das von einer Gruppe von Lebensmitteln in unterschiedlichen Verhältnissen von bevorzugten (Erdnüsse) und nicht bevorzugten Lebensmitteln (Karottenstücke) bis hin zu zufällig gezogenen Proben reichte. In einer Reihe von acht Testbedingungen wurde das Verhältnis zwischen den beiden zu unterscheidenden Verhältnissen systematisch variiert, das von 1 (gleiche Anteile in beiden Populationen) bis 16 (große Unterschiede zwischen den Populationen) reichte. Auch menschliche Erwachsene wurden in einer computergestützten Version mit derselben Aufgabe getestet, und es zeigte sich, dass sowohl die Schimpansen als auch die menschliche Leistung in Abhängigkeit vom Verhältnis der beiden Testbedingungen variierten und damit dem Weber’schen Gesetz folgten. Dies deutet darauf hin, dass intuitives statistisches Denken auf dem gleichen kognitiven Mechanismus beruht, der für den Vergleich absoluter Größen verwendet wird.

Siehe auch das Weber-Fechnersche Gesetz.

Literatur

Eckert, Johanna, Call, Josep, Hermes, Jonas & Herrmann, Esther (2018). Intuitive statistical inferences in chimpanzees and humans follow Weber’s law. Cognition, 180, doi:10.1016/j.cognition.2018.07.004.
Pardo-Vazquez, Jose L., Castiñeiras-de Saa, Juan R., Valente, Mafalda, Damião, Iris, Costa, Tiago, Vicente, M. Inês, Mendonça, André G., Mainen, Zachary F. & Renart, Alfonso (2019). The mechanistic foundation of Weber’s law. Nature Neuroscience, doi:10.1038/s41593-019-0439-7.
https://www.wissenschaft.de/gesellschaft-psychologie/einblick-in-ein-psychophysikalisches-raetsel/ (19-08-12)

 


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