8: Sehapparat

Augenaktivität als möglicher Indikator für höhere kognitive Prozesse und mentale Beanspruchung : Lidschlussfrequenz, Pupillenweite, Augenbewegungen (Sakkaden)

Als endogen bezeichnet man alle Lidschlüsse, die nicht reflexhaft oder willentlich ausgelöst werden (kontrolliert durch Zentrales Nervensystem – noch relativ unklare Verschaltung)

• Präzise erfassbar über Elektrookulogramm (EOG); je eine Elektrode über und unter dem Auge

• Alternativ inzwischen auch über herkömmlich Anlage zur Registrierung und Analyse von Blickbewegungen

•  Frequenz (Lidschlüsse pro Minute)

• Dauer (msec)

• Latenzzeit nach einem bestehendem Ereignis (msec)

… mit visueller Informationsaufnahme verbunden sind

… steigender (visueller) Beanspruchung (Kramer, 1991)

• Kein Effekt unterschiedlicher Aufgabenschwierigkeit bei fehlenden oder gleichbleibenden visuellen Anforderungen

• spezifisch sensitiv für visuell-perzeptive Anforderungen?

• Lange anhaltende Beanspruchung führt mit zunehmender Ermüdung zu einer Zunahme der Lidschlussfrequenz („time-on-task“ Effekt)

• Sprechen (erhöht Lidschlussfrequenz)

• Große Augenbewegungen (Lidschluss oft am Ende größerer Sakkaden)

• Aufgrund vieler z.T. gegensätzlich wirkender Einflussfaktoren kein einfach zu interpretierender Indikator

• Betrifft sowohl Sensitivität als auch Diagnostizität Bei Kontrolle von möglichen Störeinflüssen Frequenz offenbar spezifisch sensitiv für Beanspruchung visueller Aufmerksamkeitsprozesse

• Praktische Vorteile: weitgehend interferenzfrei erfassbar & Einsatz unter Feldbedingungen prinzipiell möglich

• Interpretation setzt in jedem Fall genaue Aufgaben- und Situationsanalyse voraus sowie Kontrolle von time-on-task Effekten

• Phasische Pupillenerweiterung nach aufgabenrelevantem Reiz (Latenzzeit: 200-500 msec) in Zusammenhang mit kognitiven Verarbeitungsprozessen

• Amplitude der Veränderungen: 0,1–0,6 mm

  -> Deutlich kleiner als Pupillenreaktionen auf Helligkeitsänderungen

• Ausgelöst überwiegend durch Hemmung der parasympathischen Aktivierung

• Erfassbar über video-basierte Techniken zur Pupillenmessung (z.B. als Teil einer Apparatur zur Blickbewegungserfassung, eye-tracking)

• Phasische Pupillenreaktionen vergleichsweise sensitiver Beanspruchungsindikator

• Bei länger dauernden Aufgaben (keine diskreten Ereignisse) auch über mittleren Pupillendurchmesser oder aber Anzahl von diskontinuierlichen Pupillenveränderungen (cognitive activity index, Marshall, 2002) operationalisierbar

• Keine Diagnostizität im engeren Sinne

• Indikator für allgemeinen „effort“ sensu Kahnemann(1973)

• Weitgehend interferenzfreie Registrierung mittels kommerziell verfügbarer Blickbewegungsanlagen

• Einsatz vermutlich überwiegend im Labor (z.B. Helligkeitskontrolle) und bei spezifischen Aufgaben (diskrete Aufgaben mit eindeutigem Anfangspunkt)

• Mittlere Pupillenweite differenziert zwischen den verschiedenen Beanspruchungszuständen (ohne dass jeweils die einzelnen phasischen Veränderungen auf diskrete Ereignisse erfasst werden)

• Anzahl relativ kurzer Lidschlüsse (hier: 71-100ms) unterscheidet gut zw. unterschiedl. hoher Beanspruchung

  -> je höher Beanspruchung desto höher der Anteil kurzer Lidschlüsse

• Anzahl relativ langer Lidschlüsse differenziert Ermüdungseffekte -> Anzahl steigt mit time-on-task

Indikatoren des Hormonsystems

• besonders Cortisol-Konzentration im Speichel

• kein spezifischer Indikator mentaler Beanspruchung, vielmehr allgemeiner Stressindikator

• Problem: ausgeprägte circadiane Rhythmik & stark zeitlich verzögert Indikatoren der elektrodermalen Aktivität

• tonische und phasische Änderungen der Hautleitfähigkeit

• eher üblich als Indikator emotionaler Reaktionen Indikatoren der Muskelaktivität (EMG)

• Anstieg der tonischen Aktivität mit steigender mentaler Beanspruchung

• abgeleitet von Muskelgruppen, die nicht aktiv beansprucht werden (z.B. Gesicht)

• heute kaum noch verwendet