Visual Cognition

Fovea centralis

• Divergenz
• Konvergenz

• Sakkaden mit Fixationsperioden
• gleitende Augenfolgebewegungen

• Horizontal, vertikal, zyklorotatorisch
• Muskeln:
  • M. obliquus inferior
  • M. rectus superior
  • M. rectus inferior
  • M. rectus lateralis
  • M. obliquus superior
  • M. rectus medialis

• Okulomotor (III), Trochlearis (IV), und Abducens (VI)
  • Okulomotor -> vier Muskeln
  • Trochlearis und Abducens -> jeweils einen

• Frontal eye field (FEF)
• Supplementary eye field (SEF)
• Dorsolateraler Präfrontaler Kortex (DLPFC)

• Introvertierte  Menschen haben generell eine niedrigere Reizschwelle als Extrovertierte
• auch Pupille dementsprechend reizempfindlicher und verengt sich bei gleichem Ausmaß an Lichteinfall mehr

• Bei neuen, unerwarteten Umweltreizen
• Die Pupille erweitert sich

• Zum Dilation Pathway (Pupillenerweiterung)
• Wird durch das sympathische Nervensystem angeregt
• Setzt Adrenalin und Noradrenalin frei, wobei Noradrenalin im Locus Caeruleus gebildet wird
  • fight or flight response, Wachheit, Arousal

• CIT dient zur physiologischen und verhaltensbezogenen Erkennung verborgenen Wissens
• Pupillenerweiterung auf erhöhtes Arousal zurückzuführen
  
  Arousal kann erklärt werden durch:
• Klassische Konditionierung:
  • Untersuchung könnte Erinnerung an ein vergangenes, traumatisches Erlebnis sein (z.B. unangenehme Erinnerung an eine verbotene Handlung), bei welchem ein erhöhtes Maß an Arousal gezeigt wurde
  • erhöhtes Arousal in Untersuchungssituation = konditionierte Reaktion
• Konflikttheorie:
  • Widersprüchliche, innerliche Bedürfnisse (täuschen/lügen vs. Wahrheit sagen) führen zu höherem Arousal

• Bei CITs werden Reihe von Abbildungen gezeigt, daher kommt es im Lauf der Untersuchung zu Wiederholungspriming
  • gesteigerte Verarbeitungseffizienz durch generiertes mentales Modell und in Folge weniger Pupillenerweiterung als zu Beginn des CITs
• Bei CIT-Abbildungen mit relevanten Stimuli kommt es zu Orientierungsreaktionen
  • wirken Wiederholungspriming entgegen
• Diese Orientierungsreaktion bleibt bei Betrügern, die keine relevanten Stimuli sehen, aus

• Schritt 1: Betrachtung der eigenen visuellen Wahrnehmung bei Durchführung von Sakkaden
   
• Schritt 2: Mit dem Finger die Augen bewegen und somit ein wackelndes Bild wahrnehmen
   
• Schritt 3: Wiederholung der beiden Schritte nach Betrachtung eines after image und geschlossenen Augen

• retinale Informationen
• propriozeptive Informationen
• Informationen über die Verhaltensintention

• Eine efference copy beschreibt die Kopie des Signals, das an die Motorneuronen des Auges gesendet wird.
• Dieses Signal enthält die Information, wie sich das Auge bewegen soll.

• Einer Sakkade geht die Intention einer Augenbewegung voraus.
• Die efference copy dieser Intention wird genutzt, um die Verschiebungen auf der Retina zu verrechnen.
   
• Bei der Bewegung der Augen durch die Finger entfällt diese Intention.
• Die visuelle Stabilität kann nicht aufrechterhalten bleiben, da den entsprechenden Hirnarealen die Informationen zur Verrechnung fehlen.

• Einzelne Neurone sind sensibler für bestimmte Bereiche im visuellen Feld des Auges.
• Kurz vor und während einer Sakkade wechselt die Sensitivität der Neurone auf den Bereich des visuellen Feldes, den sie nach der Sakkade fokussieren werden.
• Diese wechselnden Bereiche des visuellen Feldes werden als shifting receptive fields bezeichnet

Die Information darüber, wie sich das Auge bewegen soll, könnte den Neuronen die Information bieten, welchen Bereich des visuellen Feldes sie nach der Sakkade fokussieren werden.

1. Exploration (wie viele verschiedene Objekte werden untersucht)
2. Perseveration (wie lange einzelne Objekte betrachtet werden)
3. Detailorientierung (wie oft einzelne Objekte untersucht werden)

-> bei der Betrachtung von Objektbildern hinsichtlich ihrer visuellen Aufmerksamkeit.

Kinder mit ASS:

• explorieren deutlich weniger Objekte
• betrachten Objekte, die ihrem Interesse entsprechen deutlich länger und detailorientierter.

Menschen mit ASS:

• betrachten Gesichter kürzer.
• fokussieren weniger stark auf die Augenpartie, sondern eher auf Mund / peripheren Bereiche des Gesichtes.
• visuelle Aufmerksamkeit weniger stark an Gesichter oder soziale Stimuli gebunden.
• dadurch: visuelle Aufmerksamkeit schneller von Gesichtern lösbar & Sakkade zu einem peripheren Objekt schneller durchführbar.

echtes Lächeln:

• Musculus Orbicularis Oculi kontrahiert.
  -> Fältchen um die Augen (Lachfalten).
• äußerer Teil des Muskels kann nicht willentlich angesteuert werden.
  -> Kontraktion nur bei einer echten Emotion.
• Menschen ohne ASS können anhand der Faltenbildung um die Augen intuitiv echtes Lächeln identifizieren.

• Verwendung statischer Bilder zur Emotionserkennung potenziell problematisch.
  • auch Menschen ohne ASS haben teilweise Schwierigkeiten, Emotionen in statischen Bildern richtig zu deuten.
• Art des Studiendesgins entspricht nicht naturalistischen Setting, in dem wir Emotionen normalerweise begegnen.
  • Übertragung der Ergebnisse auf alltägliche Situationen problematisch.
• sehr heterogenes Störungsbild der ASS.
  • Übertragung der Ergebnisse teilweise schwierig.

• Ekel: bezieht sich z.B. auf Geruch oder Geschmack
• Verachtung: bezieht sich auf Handlungen oder Verhaltensweisen eines anderen Menschen

Wenn Nutzer*innen durch den Blick einen Befehl initiieren können, besteht die Gefahr, dass Nutzer*innen überall dort, wo sie gerade hinschauen, unbeabsichtigt einen Befehl auslösen. Dieses Problem resultiert aus der Tatsache, dass bei blickgesteuerten Devices, der Output mit derselben Modalität wahrgenommen wird, wie neuer Input ins System gegeben wird.

Lösunsmöglichkeiten:

1. Interaktive Parts des Systems können von non-interaktiven Parts separiert werden, sodass zum Beispiel nur in einem bestimmten Bereich des Monitors Interaktionen stattfinden können.
2. Um einen Befehl zu initiieren kann durch das Einsetzen bestimmter Blickbewegungen die Aktivierungsschwelle erhöht werden, zum Beispiel können gaze gestures als Blickmuster, Folgebewegungen oder auch verlängerte Fixationen dazu eingesetzt werden.
3. Am leichtesten lässt sich das Midas Touch Problem lösen, indem der Blick um eine weitere Inputmodalität ergänzt wird, zum Beispiel könnte der Blick der Objektauswahl dienen und erst eine zusätzliche Lippenbewegung/ ein Ton o.Ä. den Befehl auslösen.

Vorteil:

• komplexe gaze gestures kommen selten natürlich vor
  ->  unwahrscheinlich, unbeabsichtigt einen Befehl auszulösen.

Nachteil:

• müssen zuvor gelernt werden.
• steigende Fehleranfälligkeit mit steigender Komplexität.

• Unterscheidung von Blickexplorationsfixierungen vs.  Befehlsaktivierungsfixierungen eines Ziels mit einem vordefinierten Zeitintervall.
  -> muss für dessen Aktivierung überschritten werden.
• Fixation eines Bildschirmbereichs muss lang genug sein, um Schwellenwert zu überschreiten.

Passende Schwellenwerte:

• vom Anwendungskontext und von interindividuellen Unterschieden der Nutzer*innen abhängig.
  -> oft kann nach einiger Übung die Dwell Time reduziert werden.
• Grundsätzlich: zwischen 200-800 ms
  (eventuell noch bis zu 1000ms).

• Für Nutzer*innen bedeutungsvolle Inhalte werden öfter und länger angeschaut.
  -> natürliche Blickexplorationszeit bei diesen Objekten verlängert.
  • hier kein sinnvoller Schwellenwert, der eindeutig zwischen natürlicher Exploration und der Intention, einen Befehl auszulösen unterscheiden kann.
  • Dwell Time wird Midas Touch Problem wahrscheinlich nicht ausreichend lösen
    -> ungewollte Aktivierungen.

Sense of Agency ist die mentale Repräsentation, Kontrolle über wahrnehmbare Veränderungen in der Umwelt, auszuüben. SoA ist ein Bestandteil erfolgreicher Handlungsausführung, die zu zukünftige Handlungen motiviert und mit handlungsbezogenen „selbst/fremd“ Klassifikationen in Verbindung gebracht wird.

Wichtigkeit von Feedback, das sich sowohl auf die unmittelbare Reaktion auf Handlungen als auch auf die Rückmeldung über erfolgreich erledigte Aufgaben bezieht:

• Feedback trägt dazu bei, das Midas-Touch-Problem zu vermeiden und wirkt sich positiv auf die Leistung und Zufriedenheit der Nutzer*innen aus.
• Keine automatische Rückmeldung, ob Eingabe erfolgreich initiiert wurde.
  • Wichtig: Verständnis, warum Interface  bestimmten Output (nicht) anzeigt.
  • ohne Rückmeldung über das fokussierte Objekt wüssten Nutzer*innen nicht, ob System das gewünschte Ziel richtig erkannt hat.

• Eye Movement Desensitization & Reprocessing.
• Zugelassen für PTBS bei Erwachsenen.

• EMDR verringert Symptomatik bei traumatisierten Patienten zuverlässig.
• Der Effekt ist in etwa vergleichbar mit dem von traumafokussierter CBT.

• AIP-Modell nach Shapiro
• Amygdala-Inhibierung
• Arbeitsgedächtnis-Theorien
• Orientierungsreaktion

• Annahme: traumatische Erinnerung ist episodisch & besonders detailreich im LZG gespeichert.
• Trauma Recovery kann erzielt werden, wenn dieser Detailreichtum verloren geht.
• Die Erinnerung wird ins Arbeitsgedächtnis abgerufen und ist dort veränderbar.
• Das Arbeitsgedächtnis wird gleichzeitig von den Blickbewegungen beansprucht. Durch die Gleichzeitigkeit beider Prozesse im AG gehen Details der traumatischen Erinnerung verloren und verlieren damit ihren Schrecken.

• Wirkmechanismen nicht hinreichend bekannt.
• Nicht nur therapeutische, sondern auch kommerzielle Interessen an der Etablierung von EMDR (teures Equipment & kostspielige Ausbildung).