Aufmerksamkeit

Aufnahme und Verarbeitung von Sinneseindrücken aus der Umwelt

Welche Informationen aus den Aussagen einer Person werden wahrgenommen, wenn mehrere Personen (wie auf einer Cocktailparty) gleichzeitig sprechen?

sinnliche Wahrnehmung eines Gegenstandes ohne dass dieser bewusst identifiziert und wahrgenommen wird

• Dient Unterscheidung relevanter - irrelevanter Informationen

• basiert auf der konzentrierten und bewussten Auswahl und Fokussierung auf einen bestimmten Gegenstand.

-> erklärt Cocktail Party Effekt

Zerstreutheit ist ein entgegengesetzter, konfuser und verwirrter Zustand.

Ein psychischer Vorgang hemmt oder löscht einen anderen.

• “selection for Action” (Allport, 1987)

• für Handlungskontrolle biologisch notwendig, eine selektive Auswahl eines bestimmten Objekts vorzunehmen

• Ohne Selektion ist zielgerichtetes Handeln unmöglich, da menschliche Handlungskapazität üblicherweise auf eine Handlung begrenzt

  
  

= funktionelle Magnetresonanztomographie

• Bildgebungsverfahren, das auf der Erhebung von Blutflussänderungen basiert

1. Alertness:

generelle Aufmerksamkeitsaktivierung in Erwartung eines Zielreizes

-> tonische Alertness:

• Aktivierung und Reaktionsbereitschaft sind allgemein erhöht

• Unterliegt Schwankungen im Tagesverlauf (z.B. Mittagstief)

• Zusätzlich abhängig von situativen Bedingungen (z.B. in Prüfungssituation erhöht)

-> Phasische Alertness:

• erforderlich bei Warnreiz (z.B. Blinken am Bahnübergang), wenn Aufmerksamkeit kurzfristig gesteigert werden muss

1. Vigilanz:

   Die Aufmerksamkeit muss über einen längeren Zeitraum bei geringer Reizfrequenz aufrechterhalten werden

Alle Informationen in eine einheitliche und handlungsleitende Repräsentation der Umwelt transformieren

= Notwendigkeit, zu erkennen, welche der multisensorischen Informationen zusammenhängen bzw. übereinstimmen:

a. Informationen, die zusammengehören, werden miteinander kombiniert, um eine umfassendere kognitive Repräsentation zu erhalten

b. Sich überlappende (redundante) Informationen werden zu einem bestimmten Ereignis integriert

• Probanden erhielten Doppelaufgabe: Fahren am Simulator & gesprochenen Sätzen zuhören und diese danach beurteilen, ob wahr oder falsch

• Ergebnis: Doppelaufgabe führte zu deutlicher Verminderung (37%) der Gehirnaktivität in der Region, die für die Durchführung der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit und Verarbeitung wichtig ist

• kontrollierte Handlungen erfordern in der Regel ungeteilte Aufmerksamkeit

• Automatische Prozesse beanspruchen üblicherweise weder Aufmerksamkeit noch Bewusstsein

  -> so ist es möglich, zwei automatisierte Prozesse gleichzeitig ohne Anstrengung zu bewältigen, wenn diese sich nicht überschneiden (z.B. kochen und quatschen)

• Probanden sollen Monitor mit Uhr betrachten und entscheiden, ob sie Finger beugen/ rechtes Handgelenk bewegen oder nicht & notieren wann sie den Wunsch für die Bewegung verspürten

  -> Messung der Hirnwellen durch EMG (Elektromyogramm) zeigte: Bereitschaftspotenzial stieg bereits 150ms vor dem Zeitpunkt an, zu dem Probanden die Intention zu handeln bewusst wahrnahmen

Willentliche und bewusste Handlungen beruhen meist auf einer der folgenden Aufgabenkategorien:

1. erfordern Planungen oder Entscheidungen

2. Erfordern Problembehandlung

3. Wurden unzureichend gelernt / beinhalten neue Verhaltenssequenzen

4. Als gefährlich/ technisch anspruchsvoll bewertet

5. Erfordern Überwindung einer starken Versuchung oder gewohnheitsmäßigen Reaktion

   => handelt sich jeweils um eine spezielle Situation, in denen die unkontrollierte Anwendung eines Handlungsschemas nicht erwünscht ist und zu Fehlern führen könnte

• im Gehirn gibt es viele Handlungsroutinen für automatisierte Handlungen

• Auswahl eines bestimmten Schemas (component Schema) hängt von Eignung der auslösenden Bedingungen (Trigger Conditions) in Bezug auf Inhalte der getriggerten Datenbasis (Trigger Data Base) ab

• Schemata stehen im Wettstreit, System entscheidet welche Routine ausgeführt wird -> Auswahl fällt auf das Schema mit der größten Aktivität und wird ausgelöst sobald bestimmter Schwellenwert überschritten ist

• Contention Scheduling = diese Konfliktregelung (Wie steuern wir alltägliche, automatische Handlungen, wenn mehrere Handlungsroutinen gleichzeitig aktiv sind?)

• Supervisory Attentional System

• übergeordnetes Aufmerksamkeits- bzw. Kontrollsystem

• springt bei Routinehandlungen ein, wenn komplexere Entscheidung oder Störung auftritt und übernimmt Steuerung

• Lediglich in ungewohnten und unerwarteten Situationen erforderlich

quantitative Untersuchung des Zusammenhangs zwischen dem physikalischen Reiz und der subjektiven Empfindung

• Gustav Fechner

• Wie viel Stimulation ist mindestens notwendig, damit wir einen Reiz gerade noch wahrnehmen können?

• Absolutschwelle = geradeso merkliche Empfindung am unteren Ende der Skala, wird mit Nullpunkt gleichgesetzt

• Entspricht der Stimulation, die notwendig ist, damit ein Reiz in 50% der Fälle erkannt werden kann

• Reize, die unterhalb der absoluten Schwelle liegen (z.B. aufblitzende Bilder und Wörter)

• Werden nicht bewusst wahrgenommen, erreichen aber visuellen Kortex und können somit Wahrnehmung, Reaktion und Denken beeinflussen

• der eben merkliche Empfindungsunterschied zwischen zwei Reizen

• Schwellenwert: der Wert, der in 50% der Fälle noch merklich unterschieden werden kann

• Entscheidend: dass Schwelle mit Reizintensität zunimmt

• Formel: Delta S : S = konstant

• Beschreibt Unterschiedsschwelle

• Aussage: Die Unterschiedsschwelle ist proportional zur Reizstärke.

• Bedeutet: je größer der Ausgangsreiz, desto größer muss der Unterschied sein, um ihn wahrnehmen zu können

• Formel: E = c x log i2 : i1)

• C ist dabei die jeweilige reizspezifische Konstante

• i1 ist der Schwellenreiz

• i2 ist der aktuelle Reiz

• Aussage: Unsere Wahrnehmung wächst nicht linear, sondern logarithmisch. Je stärker ein Reiz wird, desto weniger stark nehmen wir zusätzliche Erhöhungen wahr. (Beispiel: eine Kerze im dunklen Raum fällt sofort auf. Wenn schon 100 weitere brennen, fällt das kaum auf.)

  -> exponentieller Anstieg des Reizes wird als linearer Zuwachs der Reizstärke empfunden

• Beispiel: Verdopplung der Reizstärke führt lediglich zu empfundener Intensitätssteigerung von 30%

Es gibt keine absolute Schwelle der Wahrnehmung , sondern die Wahrnehmung ist abhängig von zahlreichen weiteren Faktoren (z.B. von der Aufmerksamkeit, Motivation, Grad der Müdigkeit)

• erklärt unterschiedliche Sensitivität von Personen, mit der sie gleichen Reiz gerade noch wahrnehmen können

• Experiment: Unterscheidung zwischen Signal und Hintergrundrauschen

  -> Sensitivität ergibt sich aus Verhältnis Treffer - Fehlalarmen und ist von Umweltfaktoren abhängig

Teilnehmern wird simultan zwei verschiedene sprachliche Botschaften über Kopfhörer abgespielt.

Aufgabe Probanden: eine der Botschaften aktiv verfolgen und durch lautes Nachsprechen (Shadowing) bestätigen, während sie die andere Nachricht bewusst ignorieren

Die Nachricht der Beschattung (-> dichotisches Hören) wird laut nachgesprochen, um sich bewusst auf sie zu konzentrieren.

• keine Schwierigkeit, einer Seite zuzuhören und die andere auszublenden (nicht ungewöhnliche und instinktive Reaktion)

• keine Schwierigkeit, Botschaft danach zu wiederholen; aber: vom anderen Ohr konnten keine Informationen wiedergegeben werden, lediglich als Rauschen wahrgenommen

• Tests mit unterschiedlichen Signalen:

  • Sprache wurde wahrgenommen, aber nicht benennbar welche Landessprache, außer englisch

  • keine Wahrnehmung von konkreten Begriffen oder deren Bedeutung

• möglich, bestimmte Geräusche aus bewusster Wahrnehmung auszublenden

• werden unbewusst trotzdem wahrgenommen und, wenn wichtig genug, dringen sie ins Bewusstsein vor

• zum Beispiel eigener Name (Nachfolgestudie von Moray 1959) = Überschreitung Wahrnehmungsgrenze

• bei Reizen, die während Shadowing Task problemlos blockiert werden können, findet Analyse unterhalb Wahrnehmungsgrenze statt

• Annahme: sensorische Informationen werden in voneinander getrennten Kanälen wahrgenommen und gelangen zunächst in sensorischen Zwischenspeicher

  -> noch unverarbeitete Information wird darin kurzfristig gespeichert, um dann Filter zu passieren, der nach “Alles-oder-nichts-Prinzip” nur Informationen eines Kanals zulässt

• bei geteilter Aufmerksamkeit ist es notwendig, schnell zwischen den einzelnen Kanälen zu wechseln

  -> Reaktionszeit ist dabei abhängig von psychologischer Refraktärperiode

Die Zeit, die Neuronen nach Reizüberleitung brauchen, um wieder Aktionspotenzial zu transportieren.

Und: Interpretation im Sinne eines zentralen Engpasses (bottleneck) in menschlicher Informationsverarbeitungskapazität

Zeitabstand zwischen dem Beginn (Onset) eines ersten und eines zweiten Stimulus

Beispiel:

Pfeil wird gezeigt (Stimulus 1)

nach 150ms erscheint Zielreiz, auf den du reagieren sollst (Stimulus 2)

SOA = 150 ms

Je kürzer die SOA, desto länger ist die Reaktionszeit, was auf einen Engpass (bottleneck) im Verarbeitungssystem hinweist.

Aufgrund der von Broadbent erforschten seriellen Verarbeitung kann je nur ein Reiz verarbeitet werden.

• Annahme Treisman: eher “Mehr-oder-weniger-Prinzip”

  • nicht beachtete Informationen werden nicht komplett blockiert, sondern in abgeschwächter (attenuierter) Form weitergeleitet und verarbeitet

• Reize werden zunächst vollständig analysiert und erst im letzten Abschnitt der Verarbeitung ausgewählt

• anschließend ausschließlich Weiterverarbeitung von Reizen, die für aktuelle Ziele relevant sind

  • Reize werden gesichtet und hinsichtlich Relevanz miteinander verglichen

• Aufmerksamkeit wird nicht für Selektion und Reduktion der Reize zu Beginn des Verarbeitungsprozesses benötigt, sondern am Ende, um Objekte für weitere kognitive Verarbeitung auszuwählen

= Steuerungsmechanismen der räumlichen Aufmerksamkeit

Endogene Aufmerksamkeit: Kontrolliert und willentlich auf einen bestimmten Ort ausgerichtet (z.B. Freundin sucht mich in Menschenmenge durch Rundumblick)

Exogene Aufmerksamkeit: reizgetriggerte Aufmerksamkeit, ein auffallender äußerer Reiz zieht Aufmerksamkeit auf sich (z.B. ich winke auffällig in Menschenmenge, damit Freundin mich sieht)

Betreffen visuelle, auditive und taktile Ausrichtung unserer Aufmerksamkeit und sind zwischen den Sinnen gekoppelt

• Versuchsteilnehmende erhalten ortsbezogenen Hinweisreiz (=spatial cue)

• Dieser cue lässt in 80% der Durchgänge Rückschlüsse auf Position eines darauffolgenden Zielreizes zu

• In 20% erscheint der Zielreiz an einem anderen Ort

• In neutralen Durchgängen fungiert der Hinweisreiz als zeitliches Warnsignal

• Aufgabe Probanden: bei Erscheinen des Zielreizes so schnell wie möglich diejenige Taste drücken, die dem Ort des Zielreizes entspricht

• Exogene oder periphere Cues (bottom-up) ist z.B. wenn der Kasten, wo der Zielreiz erscheint, dick umrandet ist

• Endogene oder zentrale Cues ist z.B. wenn ein Pfeil auftaucht, der Richtung des Zielreizes anzeigt

räumliche Aufmerksamkeitsorientierung wird mithilfe von drei Mechanismen gesteuert:

• Move-Mechanismus (bewirkt Verlagerung der Aufmerksamkeit von einem Ort zum anderen)

• Disengage-Mechanismus (notwendig, um Aufmerksamkeit vor Verlagerung vom bisherigen Ort abzulösen)

• Engagement-Mechanismus (bindet Aufmerksamkeit nach Verlagerung an neuen Ort)

• Verwendung einer Gummilinse (Zoom Lens)

  • Richtet bei fokussierter Einstellung mit hoher Auflösung die Aufmerksamkeit auf einen kleinen Bereich mit minimalem Sehwinkel von 1Grad Durchmesser

  • Bei unfokussierter Einstellung: richtet Aufmerksamkeit auf weiten Bereich mit entsprechend geringer Auflösung

• Aufgabe Probanden: durch Tastendruck einen Buchstaben, der von anderen Buchstaben flankiert wird, einer von zwei Kategorien zuordnen

  • sind Zielbuchstabe und Flankierer von gleicher Kategorie und befinden sich in Durchmesser von 1Grad Sehwinkel neben Zielbuchstaben, ist Reaktionszeit beschleunigt

  • Sind sie weiter vom Buchstaben entfernt, ist Reaktionszeit entsprechend verlängert (wegen geringer Auflösung bei unfokussierter Einstellung)

Annahme: Anzahl der Einzelobjekte, die gesehen werden, ist begrenzt

• visuelle Aufmerksamkeit basiert auf zwei aufeinanderfolgenden Stufen (Duncan & Neisser)

  1. erste, vorbewusste (präattentive) Stufe

     • unterteilt visuelles Feld in einzelne Objekte auf Basis der Merkmale ihrer äußeren Gestalt (z.B. räumliche Nähe, Ähnlichkeit, etc.)

     • Annahme: Informationen über die im visuellen Feld gleichzeitig präsentierten Objekte werden parallel verarbeitet

  2. Die zweite, fokussierte Stufe

     • dient genauerer Analyse eines bestimmten Objekts

     • Analyse erfolgt seriell und begrenzt somit die Fähigkeit, mehrere Objekte gleichzeitig sehen zu können

       • da Objekt als Ganzes wahrgenommen wird, ist es einfacher zwei statt nur einer Charakteristik eines bestimmten Gegenstandes zu nennen

       • Es ist schwieriger, Aspekte zweier Gegenstände gleichzeitig wiederzugeben, weil die fokussierte Aufmerksamkeit zwischen den Objekten geteilt werden muss

• Gesetze bei visueller Aufmerksamkeit

  • optische Täuschung (z.B. Necker Würfel)

  • Gestaltgesetz der Ähnlichkeit (statt gemischte Reihen mit verschieden farbigen Punkten, erkennt das Gehirn einen Kasten, eingerahmt von blauen Punkten)

  • Gesetz der Nähe (Elemente, die sich in räumlicher Nähe zueinander befinden, werden als Gruppe wahrgenommen)

• Annahme: die visuelle Aufmerksamkeit wird bei der Unterscheidung verschiedener Dimensionen von Objektmerkmalen wie Farbe, Form oder Bewegung besonders beansprucht und davon beeinflusst wenn diese Merkmale sich stark ähneln

• es gibt eine aufmerksamkeitsbasierte Gewichtung von dimensionalen Verarbeitungsmodulen: Objektmerkmale wie Farbe, Orientierung und Größe werden getrennt voneinander verarbeitet

• Die Verarbeitungskapazität der einzelnen Dimensionen ist begrenzt: stärkere Gewichtung der Farbdimension führt zu Einschränkung der Formverarbeitung

=> Aufmerksamkeit ist auf komplexe Objektstrukturen ausgerichtet und dimensionsbasierte Verarbeitungsprozesse bestimmen, welche Struktur im Vordergrund steht

• einer Versuchsperson werden visuelle Reize gezeigt, die aus einem Zielreiz und vielen Distraktoren bestehen

• Zielreiz soll so schnell wie möglich als an- oder abwesend angezeigt werden

• Berechnung Such-Reaktionszeit-Funktion: registrierte Reaktionszeiten in Beziehung zu Anzahl Objekte setzen

• Suchrate als Kennwert, um die Zeit zu bestimmen, die benötigt wird, um ein Objekt zu verarbeiten

Annahme: im visuellen System werden folgende Reizmerkmale getrennt voneinander verarbeitet:

• Merkmalskarten (Feature Maps): bilden das gesamte Blickfeld für ein bestimmtes Reizmerkmal ab (z.B. je eine Karte für “rot” oder “waagerecht”)

• Hauptkarte der Positionen (Master Map of Positions): mit ihr sind alle Merkmalskarten verbunden

a.

• Suche einer bestimmten räumlichen Position innerhalb des Blickfelds erfolgt durch Aktivierung der speziellen Stelle innerhalb Master Map & allen Merkmalskarten

• Gefundene Stellen werden zu Objektkartei (Object File) in Gesamtrepräsentation zusammengefügt

• Somit erhaltenes Objekt wird durch Vergleich mit Infos des LZG identifiziert

b.

• Suche nach bestimmtem Merkmal (z.B. rot) und dessen Position führt zu Aktivierung aller Positionen, die von roten Objekten eingenommen werden

  -> Zielobjekt befindet sich an der Position, die besonders aktiv ist

Suchzeit nur sehr kurz, wenn der Zielreiz sich lediglich durch ein Merkmal von Distraktoren unterscheidet und sozusagen “ins Auge springt”.

Vermutung Treisman: Diese Suche basiert auf Parallelen, vorbewussten Prozessen.

Annahme Koch und Tsuchiya: Pop-out-Effekt in visueller Suche kommt ohne Aufmerksamkeit aus.

Bei einer Verbindung von unterschiedlichen Merkmalen (z.B. rund und Quadrat) muss die Hauptkarte Objekt für Objekt abgesucht werden. Dabei muss jeweils eine Objektkartei angelegt werden, welche dann mit der Repräsentation verglichen wird.

Das lila Quadrat zwischen den blauen Quadraten springt sofort ins Auge, da es sich vom Rest deutlich unterscheidet.

Die “lila-Karte” wird aktiviert. Da diese mit der Hauptkarte verbunden ist, werden dort alle Positionen mit lila Objekten aktiviert. In diesem Fall nur eine Position, weshalb das Merkmal schnell ins Auge springt.

Annahme: Hauptkarte und viele Merkmalskarten

• Grundlage: ortsbasierte Hauptkarte der Aktivierung (overall map of activation)

  -> steuert Fokus der Aufmerksamkeit und Ausrichtung auf Ort mit höchster Aktivierung

• Zwei Mechanismen bestimmen, wie Verteilung der Aktivität in Hauptkarte aussieht:

  • Objekte, die sich von anderen stark unterscheiden, sind besonders auffällig (salient), haben stark aktivierte Position in der Hauptkarte und lenken somit Aufmerksamkeit auf sich

  • Versuchsperson kann mittels kognitiver Kontrolle bestimmte Merkmalskarten stärker als andere Gewichten, sodass diese voraktiviert und bevorzugt auf die Master Map übertragen werden

Sind besonders auffällig, heben sich deutlich von anderen ab und drängen sich so ins Bewusstsein.

Beispiel: Eigenschaft einer Person, die alle anderen Merkmale überstrahlt.

• Modell der geleiteten Suche ist flexibler

• Bei Treisman erfolgt die Suche seriell: jedes einzelne Objekt muss mit Zielobjekt verglichen werden

• Bei Wolfe können bestimmte Merkmale durch kognitive Kontrollprozesse hervorgehoben werden. Das vereinfacht die Suche und beschleunigt sie erheblich.

  (Beispiel: Stadtführerin, die durch bunten Regenschirm besser zu erkennen ist.)

• Parietal ist lateinisch für seitlich

• Einer der Lappen des Großhirns

• Scheitellappen

• Enthält optisches Sprachzentrum und Körpergefühlssphäre

Vernachlässigung, Nichtbeachtung, Missachtung

Auf der gegenüberliegenden Seite

Auf der gleichen Seite

Auslöschen oder löschen

Bei normalem Sehen treten ruckartige Augenbewegungen ständig auf - immer wenn die Augen sich schnell von einem Fixationspunkt zum anderen bewegen.

• Schädigung des parietalen Kortex (z.B. infolge eines Schlaganfalls)

• Kann zu klinischer Aufmerksamkeitsstörung (=Neglect) führen

  • tritt insbesondere bei Läsion der rechten, nicht sprachdominanten Seite auf

  • Betrifft gegenüberliegende linke Seite (kontralateral)

  • Auf gleicher Seite (ipsilateral) bleiben im rechten Gesichtsfeld die Funktionen erhalten

• Patienten reagieren nicht auf Reize der kontralateralen Seite (z.B. ausgestreckte Hand zur Begrüßung oder auf Ansprache)

• Patienten verwenden Arme und Beine nicht mehr, obwohl keine Lähmung vorliegt

• Patienten essen nur ipsilateral gelegene Seite des Tellers leer

  -> Störung ist Betroffenen meist nicht bewusst und bildet sich in der Regel innerhalb eines Jahres wieder zurück

• In manchen Fällen: etwas mildere Form der Extinktion

  -> Objekt auf kontralateraler Seite wird nur dann übersehen, wenn gleichzeitig anderes Objekt auf ipsilateraler Seite präsentiert wird

  -> nicht gesamtes linkes visuelles Feld wird missachtet, sondern lediglich linke Seite eines Objekts

= Limitierung der Kapazität, visuelle Informationen zu kodieren, speichern & vergleichen

• Annahme frühere Studien (2005): Change Blindness ist alltägliches Phänomen, das auf Sakkaden zurückzuführen ist

• Beleg neuere Studien: auch große visuelle Veränderungen können unbemerkt bleiben, wenn die Aufmerksamkeit geteilt ist

• Probanden wird halbe Sekunde lang Bild aus realer Welt präsentiert, gefolgt von Bild mit gleichem Objekt, aber in anderer Farbe oder es wurde etwas entfernt

• Die Bilder werden abwechselnd eingeblendet, ergänzt durch ein blankes Feld, das eine Sekunde lang zwischen den Bildern aufflackert

• Aufgabe Probanden: flimmernde Anzeige beobachten und herausfinden, welche Veränderung vorgenommen wurde

• die meisten Menschen brauchen 10-20 Sekunden bis sie die Veränderung bemerken, obwohl sie die Aufgabe für einfach halten

• Schlüsselfaktor für diesen Effekt: Erscheinen des blanken Feldes

  -> bei Wechsel würde normalerweise genau an dieser Stelle - also lokal - ein Bewegungssignal generiert werden

  -> bei Flicker Task werden Bewegungssignale über die gesamte Fläche erzeugt

  -> sind die globalen Signale stark genug, können sie die lokalen Signale überlagern, was das Erkennen einer Veränderung erschwert

• Simons & Levin 1998

• Experiment auf Uni-Campus mit Campusplan und Tür

  => trotz klarer Unterschiede bei Kleidung, Erscheinung, Stimme, gaben nur 7 von 15 Fußgängern an, den Wechsel bemerkt zu haben

• auch Attentional Blink genannt

• “vorübergehendes Defizit der zeitlichen selektiven visuellen Aufmerksamkeit im Sinne einer eingeschränkten Fähigkeit zur Verarbeitung von in schneller Abfolge sequenziell dargebotenen Stimuli”

• Aufgabe Probanden: zwei Zielreize (z.B. Zahlen, Bilder, Buchstaben) identifizieren, die in Strom von Distraktoren eingebettet sind und mit Frequenz von ca. 10 Objekten pro Sekunde am selben Ort präsentiert werden

• bei Präsentation beider Zielreize nach 300 - 500 ms wird zu meist erster Zielreiz erkannt, während zweiter nicht identifiziert werden kann

• erfolgt aber Präsentation des 2. Stimulus nach 500 ms oder mehr, kann auch dieser meist problemlos erkannt werden

• Identifizierung des ersten Stimulus erfordert Aufmerksamkeitsressourcen, die bei kurzer Pause bis Darbietung des 2. Reizes zu dessen Identifikation nicht zur Verfügung stehen, wodurch dieser nicht wahrgenommen wird

• Wird 2. Reiz aber ohne Unterbrechung durch einen Distraktoren unmittelbar nach dem ersten dargeboten, kann er gemeinsam verarbeitet und erkannt werden

• Simons und Chabris 1999

• Videoaufnahmen von zwei Basketballteams, die gegeneinander spielen

• 44-48 Sekunden nach Spielbeginn: eins von zwei unerwarteten Ereignissen für 5 Sekunden, Spiel lief weiter:

  1. große Frau mit Regenschirm läuft quer durch die Szene

  2. kleinere Frau im Gorillakostüm läuft quer durch die Szene

• Aufgabe Probanden:

  1. alle Pässe der weißen Spieler leise zählen (leichte Bedingung)

  2. jeweilige Anzahl der gedribbelten und geworfenen Bälle separat zählen (schwere Bedingung)

  3. Nach Ende des Videos das Ergebnis aufschreiben

  4. Danach Befragung, ob sie etwas ungewöhnliches gesehen haben

Annahme Simons & Chabris 1999:

Es werden nur Objekte wahrgenommen und erinnert, auf denen die fokussierte Aufmerksamkeit liegt

Hohes Maß an Unaufmerksamkeitsblindheit der Teilnehmenden.

46% der 192 Beobachter hatten unerwartetes Ereignis nicht wahrgenommen.

• bei geteilter visueller Aufmerksamkeit hängt die Wahrscheinlichkeit, ein unerwartetes Objekt zu entdecken, von dessen Ähnlichkeit mit anderen Objekten und Schwierigkeit der primären Beobachtungsaufgabe ab

• Räumliche Nähe des unerwarteten Objektes hatte keinen Einfluss

  -> Beobachter legen Aufmerksamkeit auf die Objekte und Ereignisse statt auf die räumliche Position

• Bestätigung der Annahme: ohne Aufmerksamkeit findet keine bewusste Wahrnehmung statt

“Wachheits- oder Erregungszustand eines kognitiven Systems” (Kiefer, 2017)

das bewusste Erleben von sich selbst und der Umwelt

bei dem zwischen verschiedenen Ebenen des jeweiligen globalen Erregungsniveaus (arousal) bzw. der allgemeinen neuronalen Aktivität des Gehirns unterschieden wird

• Globaler Systemzustand:

  1. Wachheitszustand

• Verschiedene Eigenschaften von Repräsentationen

  1. phänomenales Bewusstsein

  2. Zugriffsbewusstsein

  3. Monitoring-Bewusstsein

  4. Selbstbewusstsein

• abhängig vom jeweiligen Erregungsniveau (z.B. Koma, Schlaf, entspannte Wachheit,Vigilanz)

• subjektives, ganz persönliches Erleben, wie etwas wahrgenommen, gefühlt oder gedacht wird

• Beispiel: Redewendung: ich fühle, wie mir ein Stein vom Herzen fällt oder Schmerz in der Brust bei Liebeskummer

• übergeordnete koordinierte Verarbeitung von mentalen Repräsentationen

• bilden Basis für Entscheidungen, Urteile und Handlungen

• Beispiel: Person liest ein Buch, konzentriert sich dann auf einmal auf ihre Schuhe und merkt dann erst, dass diese drücken

• Bewusstsein für kognitive Prozesse und innere Zustände (Metakognition)

  -> deren Betrachtung und Überwachung aus Vogelperspektive wird ermöglicht

• Wissen über eigene Person als Basis für stabiles mentales Ich (auch über verschiedene Situationen hinweg)

• steht im Zusammenhang mit jeweiliger Wahrnehmung der Umwelt

• Beteiligt in sozialer Kommunikation und im Verständnis dafür, was andere Menschen denken

• Kontrolle von Handlungen

• Ermöglicht Reflexion über Dinge und Ereignisse, die zeitlich und räumlich vom Hier und Jetzt entfernt sind

• Hilft dabei, die zahlreichen unterschiedlichen Informationen zu integrieren und miteinander zu kombinieren

• Verstehen, Vorhersagen und Beeinflussen anderer Menschen

• Evolutionäre Vorteile:

  • Kooperation

  • Überlebensstrategie

  • soziale Gruppenbildung

  • Navigieren komplexer sozialer Beziehungen

• Menschen sind mit speziellem neuronalen Mechanismus ausgestattet, der es ihnen ermöglicht, sich sozial intelligent zu verhalten

  -> durch Entwicklung mentaler Modelle über Denkweise anderer und dadurch lernen, deren Verhalten besser vorherzusehen

• Bewusstsein ist wahrnehmungsbezogene Eigenschaft, die konstruiert wird, um Aufmerksamkeitsstatus eines Gehirns zu repräsentieren

• eigener Bewusstseinszustand ist mit gleichem Mechanismus wahrnehmbar, mit dem auch Bewusstseinszustand anderer wahrgenommen wird

  -> Menschen lernen durch Wechselspiel aus Analyse ihres eigenen Verhaltens & dem Verhalten ihrer Umwelt, sich selbst und andere zu verstehen

= rechter Temporal- Parietallappen

• Temporallapen = Schläfenlappen des Großhirns, enthält Hör- und Sprachzentrum

• Parietallappen oder Scheitellappen enthält Körpergefühlssphäre und optisches Sprachzentrum

= transkranielle Magnetstimulation

• magnetische Impulse unterbrechen kurzfristig die Funktion bestimmter Hirnareale und simulieren auf diese Weise kurzfristige Gehirnläsion

• dieser soziale Mechanismus basiert primär auf der Verbindung zwischen dem rechten Temporal- und Parietallappen

  -> durch Laborstudie von Snowden & Catmur (2013) bestätigt: Hemmung des entsprechenden Bereichs mittels TMS, woraufhin nicht mehr zwischen Selbst- und Fremdrepräsentation unterschieden werden konnte

= Beleg der Rolle des rTPJ für soziale Kognition, insbesondere für Kontrolle der Imitation anderer Personen

• Repräsentation der Handlung der beobachteten Person führt dazu, dass diese auf eigener Repräsentation dieser Handlung abgebildet wird

  (Beispiel: hebt Gegenüber linken Zeigefinger, bewirkt Beobachtung dessen eine Aktivierung von motorischen Repräsentationen des Beobachters, die sich speziell auf den Zeigefinger beziehen)

• zusätzlich war in dem Experiment die räumliche Wahrnehmung der Probanden auf der Seite eingeschränkt, auf der sie die Bewegung beobachten konnten

  -> bei Reaktion auf einen beliebigen Reiz dieser Seite wurden weniger motorische Repräsentationen aktiviert

• Verdopplung der eigenen Person (illusory reduplication): Person nimmt weiteren eigenen Körper / weiteres eigenes Selbst wahr

• Illusorische Selbstverortung (illusory Self-Location): Gefühl einer Person für die Position ihres Leibes im Raum

• Illusorische Perspektive (illusory perspective): Gefühl, eine Situation aus Perspektive einer anderen Person zu sehen, obwohl es die eigene Wahrnehmung ist

• Illusorische Verantwortlichkeit (illusory agency): Illusion, sich selbst als Verantwortlichen / Urheber eines Verhaltens zu erkennen

Mehrere Sinne betreffend

• Personen haben das Gefühl, sich außerhalb ihres eigenen Körpers zu befinden

• bei fehlerhafter Integration von Informationen, die sowohl für die Selbst- als auch für die Fremdwahrnehmung verwendet werden, kommt es zur Verwechslung der Wahrnehmungsquelle

• neurologische Störung: gestörte temporoparietale Verbindung, die häufig mit Depersonalisation assoziiert wird -> unterbricht die Verarbeitung selbstbezogener Informationen und kann zu illusorischen Erlebnissen führen

Langzeitgedächtnis für autobiografische Ereignisse und den Kontext, in dem sie auftraten.

• Austausch von Informationen

• Einschätzung eigener Rolle in Bezug auf andere Personen

• Sprachliche Kommunikation fördert Entwicklung des episodischen Gedächtnisses

  -> ist Grundlage für Repräsentation des eigenen Selbsts und somit für Selbstbewusstsein

• Einfluss auf Verhalten eher indirekt

• Perspektiven sozialer Interaktionspartner verstehen

• Erkundung eigener Möglichkeiten in schwierigen Entscheidungssituationen

• durch sprachlichen Ausdruck werden Gedächtnisinhalte mithilfe Bildung symbolischer Schemata stabilisiert

• Austausch mit anderen Menschen ermöglicht Zugriff auf geteiltes Wissen einer Gruppe, gemeinsame Entscheidungsfindung oder Planung und Überprüfung von Gruppenaktionen

• ohne Aufmerksamkeit ist keine bewusste Wahrnehmung möglich (nur in Bezug auf neue oder veränderte Objekte unbestritten)

• Aufmerksamkeit ist nicht immer zwingend notwendig

• Aufmerksamkeit und Bewusstsein sind zwei verschiedene Gehirnprozesse und haben unterschiedliche Funktionen

• Zusammenfassen aller Informationen, die aktuellen Status des Organismus sowie seine Umgebung betreffen.

• Sicherstellen, dass diese Informationen den mit Planung befassten Gehirnregionen zur Verfügung stehen.

• Identifizieren von Fehlern

• Treffen von Entscheidungen

• Setzen langfristiger Ziele

• Rationales Denken

Das ist ein Vorreiz, der oftmals unbewusst die Wahrnehmung beeinflusst und die Empfänglichkeit erhöht.

Die Aktivierung der Aufmerksamkeit ist dabei weniger stabil.

Bisher gibt es keine einheitliche wissenschaftliche Position zur Notwendigkeit von Aufmerksamkeit für das Bewusstsein.

Die meisten Studien belegen, dass Aufmerksamkeit eine notwendige, jedoch keine hinreichende Bedingung für die bewusste Wahrnehmung darstellt.

1. Top-down-Prozesse: frühere Erfahrungen, Erwartungen und Motive beeinflussen wie etwas wahrgenommen und interpretiert wird.

2. Bottom-up-Prozesse: sensorische Informationen aus der Umgebung werden in höhere Gehirnzentren weitergeleitet, wo sie verarbeitet und klassifiziert werden.

• durch im Vorfeld gezeigten Bahnungsreiz, der mit derselben Reaktion verknüpft ist, wird die Reaktion auf den Zielreiz beschleunigt (= Beschleunigung der Reaktion durch Bahnungseffekt)

In einem System, das auf visuell-motorische Reaktionen spezialisiert ist, wird automatisch eine spezifische Handlungstendenz aktiviert, wenn Bahnungs- und Zielreiz kongruent (deckungsgleich) sind.

Der Zielreiz erfordert eine andere Handlung als der Bahnungsreiz. Dadurch muss der Bahnungsreiz unterdrückt werden, was zu einer Reaktionsverlangsamung führt.

Reaktionsverlangsamung tritt auch ein, wenn Bahnungsreiz visuell maskiert wurde.

Das ist ein experimentelles Verfahren, bei dem vor und / oder nach einem Zielreiz ein anderer Reiz (Maske) präsentiert wird, wodurch der Zielreiz nicht bewusst wahrgenommen wird.

• Semantik ist die Wissenschaft von der Bedeutung bestimmter (v.a. sprachlicher) Zeichen oder Symbole.

• Semantisches Netz = systematische und formale Darstellung der Zusammenhänge in komplexen Systemen von Begriffen und Aussagen.

Die Reaktion auf einen Zielreiz wird durch vorherige Bahnung mit semantisch verwandtem Bahnungsreiz erleichtert.

Beispiel: Präsentation von semantisch verwandten Wortpaaren wie “Salat” und “Grün” führt zu schnellerer Reaktion als bei semantisch nicht verwandten Wortpaaren wie “Salat” und “Computer”.

1. Es erfolgt eine automatische Aktivationsausbreitung.

• Voraussetzung: das semantische Gedächtnis ist in einem Netzwerk organisiert.

  • Konzeptknoten enthalten Wortbedeutung semantisch verwandter Begriffe in verschlüsselter Form und sind in räumlicher Nähe zueinander.

  • Auf Bahnungsreiz folgt zunächst Aktivierung des dazugehörigen Knotens.

  • Danach schrittweise Ausbreitung der Aktivierung um den Knoten herum.

  • Anhebung Aktivierungsniveau benachbarter Knoten entsprechend Nähe zueinander

  • Wenn kritische Schwelle erreicht: Aktivierung Konzeptknoten und Erkennen Zielreiz

1. kontrollierte Prozesse

   • notwendig, dass Bahnungsreiz bewusst wahrgenommen wird, z.B. indem Bahnungswort Zielwort entspricht

   • aber: Erwartungsbildung dauert (mehr als 700ms Abstand notwendig)

Zentraler Grundsatz: Es gibt einen Unterschied zwischen vorwärtsgerichteter (feedforward) und rückwärtsgerichteter (rekurrenter) Verarbeitung von Reizen.

Wesentliches Merkmal: Tiefe der Verarbeitung (tief vs. oberflächlich)

• bei der Verarbeitung visueller Reize führt ein einzelner, vorwärtsgerichteter Durchlauf zu einer zwar vollständigen, aber unbewussten Verarbeitung.

  -> Folge: automatisches und reflexartiges Verhalten

• bewusstes Verhalten basiert auf rückwärtsgerichteter Interaktion

  • vermittelt über Feedbackschleifen und horizontalen Verbindungen

  • wird durch niedere sensorische Areale von höheren Arealen aktiviert

  • Hervorrufen von Gedächtnisprozessen, die zentral für bewusstes Erleben sind

1. oberflächliche vorwärtsgerichtete Verarbeitung

2. tiefe vorwärtsgerichtete Verarbeitung

3. oberflächliche rekurrente Verarbeitung

4. Tiefe rekurrente Verarbeitung

• unbewusste Verarbeitung ohne Aufmerksamkeit

• Stimulus kann nur begrenzte Anzahl von Hirnarealen aktivieren

• unbewusster Prozess

• Stimulus aktiviert niedere und höhere visuelle Areale und die damit verbundenen motorischen Zentren und / oder den präfrontalen Kortex

  -> dadurch können mögliche motorische Reaktionen aktiviert werden, müssen aber nicht ausgeführt werden oder beeinflussen das Verhalten beispielsweise als Primes

• auf begrenzte Anzahl visueller Areale beschränkt

• führt zu bewusster Wahrnehmung vieler Teile und Objekte einer Szene, sowie zahlreicher Einzelheiten von Objekten

• keine motorischen, präfrontalen oder sprachlichen Areale beteiligt -> daher bewusste Art der Verarbeitung

• aber: kann nicht das Verhalten beeinflussen, nicht berichtet werden und wird vermutlich schnell von anderen Reizen verdrängt

• findet statt, sobald Stimulus eine weit gefächerte rekurrente Information hervorrufen kann und dabei gesamte Bandbreite neuronaler Strukturen einbezogen wird (also visueller Kortex, präfrontalen Kortex und motorische Strukturen)

• dadurch ist der Reiz für kognitive Operationen zugänglich, kann berichtet werden und unterliegt aufmerksamkeitsbasierter kognitiver Kontrolle

• aber: trifft aufgrund begrenzter Aufmerksamkeitsressourcen (-> bottleneck) nur auf begrenzte Anzahl von Stimuli zu

Die Global Neuronal Workspace Theory legt den Hauptfokus auf die Identifizierung von Hirnarealen, die mit bewusster Wahrnehmung zusammenhängen.

Jede Theorie über menschliches Bewusstsein sollte davon ausgehen, dass

• ein erheblicher Anteil der Informationsverarbeitung unbewusst erfolgt

• Aufmerksamkeit eine Voraussetzung für Bewusstsein ist und

• Bewusstsein für spezifische kognitive Aufgaben benötigt wird

Findet statt bei

• vollkommen neuartigen Aufgaben

• bei Aufgaben, bei denen Operationen neu miteinander kombiniert werden

• Aufgaben, die auf spontanem, intentionalem Verhalten basieren (z.B. erst Innensicht, um anderen eigene Gefühlslage mitzuteilen)

Auf zahlreichen funktionell spezialisierten Modulen, die jeweils nur bestimmte Reizarten verarbeiten

-> damit eine Information (z.B. kritischer Alarm) ins Bewusstsein gelangt, ist eine top-down-gesteuerte Mobilisierung der Aufmerksamkeit notwendig, welche einen weit verteilten neuronalen Aktivierungszustand auslöst und so den relevanten Stimulus bewusst zugänglich macht

• beteiligt bei kognitiven Kontrollfunktionen (z.B. flexibles Wechseln zwischen Aufgaben, Handlungsplanung)

• beteiligt an selbstkontrollierten Entscheidungen

  -> betreffen Bewertung langfristiger Konsequenzen vs. kurzfristiger Belohnungen

  (Störungen der Verarbeitung führen zur Vorliebe von sofortigen Belohnungen)

• Integration von viszeralen, kognitiven und emotionalen Informationen

• beteiligt an Schmerzwahrnehmung (physische und soziale Schmerzen)

• registriert Konflikte zwischen aktuellen und beabsichtigten Zielzuständen

• Korrekturfunktion bei bestehenden Konflikten

dPFC = dorsolateraler präfrontaler Kortex

ACC = anteriorer cingulärer Kortex

Aufgabe: zentrale Schaltstelle für Emotionsregulation und weitere Formen von Top-down-Regulationen

• beeinflusst Aufmerksamkeit, Leistungsfähigkeit und Gesundheit nachhaltig

• Hörsinn warnt im Schlaf vor bestimmten Ereignissen und stellt auditive Informationen zur Verfügung

  -> werden trotz Dunkelheit und durch unwillkürliche Aufmerksamkeitsprozesse wahrgenommen (nur im REM-Schlaf, nimmt mit zunehmender Schlaftiefe ab, im Tiefschlaf keine Aktivität der Hörrinde mehr festzustellen)

Die Hörrinde liegt im Temporallappen und ist unterteilt in primäre und sekundäre Hörrinde.

• primäre Hörrinde: jede hörbare Schwingungsfrequenz hat eigenen Repräsentationsort

• sekundäre Hörrinde: integrierende und interpretierende Verarbeitung der Informationen findet statt

• “beständiges Muster zyklischer Körperaktivitäten, das gewöhnlich 24-25 Stunden umfasst und von innerer biologischer Uhr festgelegt ist” (Aktivität, Herzrate, Körpertemperatur)

• schlafendes Gehirn folgt eigenem Rhythmus, bei dem vier Schlafzyklen mit jeweils 90 Minuten durchlaufen werden (im Durchschnitt)

• Abwechslung von REM-Phasen mit SWS-Phasen (Slow-Wave-Schlaf)

  -> SWS im EEG langsame Wellen in Tiefschlafphase

• NREM-1-Schlaf:

  • Übergang entspanntes Wachsein zum Hineingleiten in den Schlaf

  • vorbeiziehende Bilder und Gefühl zu fallen oder zu schweben

  • EEG: langsame Alphawellen

• NREM-2-Schlaf:

  • etwa 20 Minuten lang

  • periodische, stark ansteigende, rhythmische Aktivitäten der Gehirnwellen = Schlafspindeln

  • Person schläft bereits, ist aber relativ leicht aufweckbar

• NREM-3-Schlaf:

  • Tiefschlafphase

  • langsame Deltawellen

  • etwa 30 Minuten lang

  • Person ist nur schwer aufzuwecken

• REM-Schlaf:

  • etwa eine Stunde nach Einschlafen erfolgt Auftauchen aus Tiefschlaf und Rückkehr in NREM-2-Schlaf

  • dann etwa 10 Minuten REM-Schlaf -> Schnelle Augenbewegungen hinter geschlossenen Lidern und innerliche Erregung (schnellerer Herzschlag und Atmung), aber Muskulatur ist trotzdem entspannt, da Hirnstamm die Signale des motorischen Kortex blockiert

  • bei plötzlichem Erwachen: Gefühl der Lähmung

  • träumen, Person ist nur schwer aufzuwecken

1. Schutz für jagende und sammelnde Vorfahren, die schlafend in dunkler Höhle sicher waren

2. Erholung durch Wiederherstellung und Erholung des Gehirngewebes

3. Förderung Gedächtnisfunktion durch Stärkung und Stabilisierung von neuronalen Gedächtnisspuren

4. Förderung kreativen Denkens sowie Denk- und Lernleistung

5. Wachstum durch Ausschüttung eines für die Muskelentwicklung essenziellen Schilddrüsenhormons im Tiefschlaf (nimmt im Alter genau wie Tiefschlaf ab)

REM-Schlafphasen besonders für Stabilisierung nondeklarativer Gedächtnisinhalte zentral

SWS-Schlafphasen von besonderer Bedeutung für deklaratives Gedächtnis (profitiert von Mittagsschlaf)

Deklaratives Gedächtnis

• Wissensgedächtnis

• Für Speicherung von Wissen zuständig, das bewusst abgerufen und verbalisiert werden kann

Non-deklaratives Gedächtnis

• für Speicherung und unbewussten Abruf von Erfahrungen, Fähigkeiten und Gewohnheiten verantwortlich

• Kann nicht bewusst abgerufen und verbalisiert werden

• Vorbote und Bedingung für Depression

• Verarbeitung emotionaler Erlebnisse im REM-Schlaf kann vor Depressionen schützen

• Anstieg des Hormons Ghrelin und Verminderung von Leptin steigert Appetit und kann Gewichtszunahme fördern

• Verstärkte Ausschüttung von Cortisol regt Fettproduktion an und mindert immunologische Abwehr

• Effekte: Reizbarkeit, Lernschwierigkeiten, geringe Produktivität, Erschöpfung, hohe Fehlerquote, verlangsamte Reaktion

• aber: Schlafentzug führt zu Erhöhung verschiedener Neurotransmitter (z.B. Serotonin) -> kann antidepressiv wirken

  • Für therapeutische Wirkung muss Schlafphasenvorverlagerung erfolgen

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