Modul 3

Studiendesign:
In einer Szene von mehreren Reizen (display size) wurde entweder ein feature (S) oder ein kombiniertes feature (blaues S) gezeigt
Aufgabe: so schnell wie möglich bestimmen, ob der Zielreiz vorhanden ist oder nicht

Ergebnisse:
- egal wie viele Reize im Display Size präsentiert wurden, die VP konnten konstant schnell bestimmten, ob das einfache Feature vorhanden war oder nicht
- bei dem kombinierten Feature hing die Reaktionszeit vom Display size ab, je mehr Reize sich darin befanden, desto schwerer fiel es den VP das kombinierte feature zu finden

Konklusion:
-> Stützung einer schnelleren Phase, in der nur features analysiert werden und die unabhängig von display size ist und einer langsamen Phase, in dem features und Objekte kombiniert werden und die abhängig von display size ist

- ohne gerichtete Aufmerksamkeit können Merkmale von verschiedenen Objekten kombiniert werden und per Zufall eine illusiorische Verknüpfung bilden

-> führt zur Wahrnehmung von Objekte, die nicht vorhanden sind
-> nachgewiesen u.a. bei Patienten mit eingeschränkter Fähigkeit zur Lokation von Objekte (-> schieben Featuers übereinander)

Stärken:
- es ist eine einfache Theorie zur Differenzierung zentraler Prozesskomponenten
- die Kernannahmen bezgl. der Phasen ist empirisch gut gestützt

Schwächen:
- es wurden weitere Faktoren identifiziert, die die Reaktionszeit beeinflussen (z.B. Ähnlichkeit der Distraktoren (Ablenkungsreize) untereinander und zum Zielreiz)
- eine klare Trennung zwischen paralleler und serieller Verarbeitung ist nicht möglich
-> die Effekte der Display-Größe auf die Reaktionszeit (Anstieg) sind unterschiedlich (automatische Verarbeitung ist nicht immer gleich flach und bewusste Verarbeitung nicht immer gleich hoch)
- die parallele Verarbeitung wird mehr benutzt, als angenommen
-> Studie mit 29 visuellen Such-Aufgaben: 72% der Aufgaben wurden parallel verarbeitet, nur komplexe Aufgaben wurden seriell verarbeitet
- starke Nutzung von Textur und peripheren Cues in realen Situation werden nicht berücksichtigt (nur im Labor getestet)

- visuelle Infos in der Peripherie (insb. Textur-Regionen) sind zentral für die visuelle Suche in realen Situationen

- frühe Analyse von Textur und Aufteilung von Objekten führen zum Verständnis des Kerninhalts (Gist) -> man schaut sich Situation nur ganz grob an und hat sehr schnell ein Grundverständis der Situation (es handelt sich um diese oder jene Situation, hier sind die relevanten Reize, da muss ich meine Aufmerksamkeit hinbewegen)
-> neuronale Implementierung: gleiche Textur = verschiedene Neuronen reagieren (feuern) gleich auf die gleiche Textur

- verschwommene Teile werden in der Peripherie nicht wahrgenommen
-> sie sind irrelevant für die Gist Kontruktion und bekommen deshalb keine Aufmerksamkeit
-> Verwendung von top-down Prozessen, um ein klares Bild auch in der Peripherie zu konstruieren

Studiendesign:
- Visuelle Suchaufgaben, bei denen die Peripherie manipuliert wurde

Befunde:
- nur die zentral wahrgenommen Infos bedingen die Leistung in visuellen Suchaufgaben (ob ein Reiz gefunden wird)
- Aber: Reaktionszeit ist abhängig von Wahrnehmung der Peripherie (-> je besser wiir Peripherie wahrnehmen, desto schneller finden wir den Stimulus)
-> Periphere Warhnehmung ist in realer Welt sehr zentral um auf die visuelle Suche zu fokussieren

- reale Erfahrungen und Wissen haben hohe Bedeutung bei der visuellen Suche
-> Gebrauch von top-down Prozessen

-> unser Wissen über wahrscheinliche Lokationen von Objekten ist die wichtigste Determinante der visuellen Suche im realen Kontext

(Bsp.: Wo ist der Fußgänger -> man schaut auf Bereiche, wo man Fußgänger normalerweise vermutet: z.B auf Wegen und nicht in der Luft)
-> Person sucht nicht ganz vorne, weil sie anscheinend peripher sehr schnell wahrnehmen kann, dass dort niemand steht

Zwei Pfade der visuellen Suche

1. selektiver Pfad
- limitierte Kapazität (kann nicht viel Infos gleichzeitig verarbeiten, wegen bottleneck)
- Objekte werden individuelle zur Wiedererkennung selektiert -> verbindet Feautures, wodurch die Objekte wiedererkannt werden

2. nicht-selektiver Pfad
- nur die Kernaussage einer Szenerie wird verarbeitet
- hilft die Verarbeitung inhlb. des selektiven Pfads zu leiten -> sagt selektiven Pfad, wo die Aufmerksamkeit hingeleitet werden soll
- wird im realen Kontext viel häufiger verwendet als in traditionellen Labor-Paradigmen

-> beide Pfade sind gleichzeitig aktiv, um effektive visuelle Suche zu ermöglichen
 

- Untersucht den Effekt des Allgemeinwissens bei der visuellen Suche
-> Aufgabe: suchen sie das Glas Marmelade in der Küche
-> 80% der Sezene wird kaum fixiert (man sucht z.B. nicht in der Spüle) -> Peripherie leitet einen direkt zu den Teilen, wo man das Marmeladenglas vermuten würde

- Spezifische Erfahrung/ implizites Lernen beeinflusst die visuelle Suche
-> Aufgabe: suche einen unsichtbaren Stimulus (Augenaufzeichnung)
-> wenn man in der richtigen Richtung bzw. sehr in der Nähe des versteckten Stimulus ist, erfolgt ein Ton
-> Personen lernen sehr schnell, wo sie suchen müssen -> wenn kein Ton kommt, schauen sie eher in andere Richtung

Aufmerksamkeitssteuerung in unterschiedlichen Modalitäten (auditiv und visuell) ist nicht unabhängig voneinander

- sie sind die Koordaination der Aufmerksamkeit über zwei oder mehr Modalitäten hinweg
- in realem Kontext müssen/ können Infos aus zwei oder mehreren Sinnesmodalitäten often koordiniert werden (cross-modale Aufmerksamkeit

-> z.B. Lippenlesen
- wir verwenden die visuelle Info der Lippenbewegung eines Sprechers, um das Verstehen des Gesagten zu erleichtern

Bauchrednereffekt -> sagt etwas darüber aus, wie die Aufmerksamkeit der verschiedenen Modalitäten zsmwirkt

- ist der Effekt der fälschlichen Wahrnehmung, dass Geräusche von einer scheinbaren Quelle kommen (Wie beim Bauchreden -> durch Lippenbewegung der Puppe denkt man sie spricht)

- visuelle und akustische Stimuli müssen in zeitlicher Nähe auftreten
- Geräusch muss der Erwartung entsprechen, die durch die visuellen Stimuli hervorgerufen wurden (z.B. wenn Puppe eine Frau ist, sollte die Stimme der einer Frau ähneln)
- die Quellen der visuellen und akustischen Stimuli sollten räumlich beieinander liegen

Studie von Spence:
- es wurden zufällig akustische und visuelle Stimuli präsentiert
- VP sollten jeweils eine dem Reiz zugewiesene Tase drücken, wenn sie diesen wahrnehmen (beide Tasten, wenn beide Reize präsentiert wurden)

Befunde:
- VP reagieren fast immer auf den visuellen Stimulus, auf den akustischen jedoch manchmal nicht, weil dieser von dem visuellen dominiert wird, sodass der akustische nicht wahrgenommen wird

-> es besteht nicht eine generelle visuelle Dominanz,sondern:

- der Bauchredner Effekt stellt ggf. nur eine Demonstration eines Spezialfalls für die allgemeine Hypothese der Modalitäten-Angemessenheit und -Präzision dar
-> bei konfligierenden Infos dominiert die Modalität mit der höchsten Genauigkeit/ Schärfe
-> beim Bauchreden ist das visuelle Signal valider, weil die Lokation des akustischen Stimulus eher grober erfolgt und bei einer Lippenbewegung klar ist, dass diese Person wohl sprechen muss

- die akustische Modalität ist typischerweise präziser darin, zeitliche Relationen einzuschätzen als die visuelle Modalität
Hypothese: Urteile über das zeitliche Einsetzen visueller Stimuli wird durch asynchrone akustisch präsentierte Stimuli verzerrt, wenn sie kurz davor oder danach präsentiert werden

- physischer onset des Lichts (man schaltet das Licht ein)
- etwas später wird ein Ton präsentiert -> verschiebt die Wahrnehmung nach hinten (Person denkt, Licht geht später an)
-> das wahrgenommene/ scheinbare zeitliche Einsetzen eines Blitzes wird hin zu einem leicht verzögert präsentierten Geräusch verschoben (=Effekt des temporalen Bauchredens)
-> auch die Wahrnehmung der Präsentations-Dauer visueller Reize wird verzerrt

-> visuelle Dominanz liegt nicht immer vor, auch akustische Dominanz kann bestehen

MT = mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigen -> Aufmerksamkeit auf mehrere verschiedene Aufgaben lenken

häufige MTs:
- sind empfänglicher für Ablenkung als seltene
-> bei gleichzeitiger Verfolgung mehrererMedien, wird eher eine großflächige kognitive Kontrolle genutzt / entwickelt / gestärkt
-> sie sind weniger selektiv in ihrer Aufgabenverteilung (fokussieren weniger stark auf einzelne Aufgaben)
-> sie sind besser im Wechsel zwischen den Aufgaben

seltene Mts:
- haben bessere top-down Steuerung von Aufmerksamkeit (sind konzeotgesteuert)
- können besser auf spezifische Stimuli reagieren

-> MT ist sowohl mit nützlichen als auch mit nachteiligen Effekten der Aufmerksamkeitskontrolle korreliert

- die Kausalrichtung der Korrelation ist unklar:
-> es könnte sein, dass intensive MT eine bessere Aufmerksamkeitskontrolle in einigen Aspekten und eine schlechtere Fokussierung in anderen Aspekten entwickelt
-> es könnte aber auch sein, dass die Fähigkeit der Aufmerksamkeitskontrolle den Grad des MTs bestimmt

Potentielle Lösung: experimentelle Manipulation

- der Grad der Ähnlichkeit beider Aufgaben (es kommt oft zu einer Überlagerung -> eine Aufgabe stört die andere)
-> ähnliche Stimulusmodalitäten (visuell vs. auditiv) -> wenn beide Aufgaben auditiv schwieriger
-> ähnliche Reaktionsmöglichkeiten (manuell vs. verbal)
- Übung

- serielle Verarbeitung
-> beinhaltet den Wechsel der Aufmerksamkeit zwischen zwei Aufgaben, wobei zu einem Zeitpunkt jeweils immer nur eine Aufgabe beachtet wird

- parallele Verarbeitung
-> beinhaltet die Aufmerksamkeitszuwendung (und Verarbeitung) beider Aufgaben gleichzeitig

- versucht zu beschreiben, wie MT ohne Leistungsverlust funktioniert

- das Verarbeitungssystem besteht aus mehreren unabhängigen Verarbeitungsmechanismen oder Ressourcen
- Theorie unterscheidet 4 Hauptfaktoren
-> Verarbeitungsstadien (Wahrnehmung, Kognition, Antwortverhalten)
-> Verarbeitungscodes (räumlich oder verbal)
-> Modalitäten (inhlb. der visuellen Wahrnehmung unterscheidet das Modell: Fokales und peripheres Sehen) (visuell oder auditorisch)
-> Antwort-Typen (manuell, räumlich, durch Laute, verbal)

http://macs2.psychologie.hu-berlin.de/aio/images/modelle_aufmerksamkeit/wuerfelmodell.png

- bei Aufgaben, die verschiedene Ressourcen  erforden, wird besser abgeschnitten, als bei Aufgaben. doe dieselben Ressourcen erfordern

Stärken:
- die Annahme unterschiedlicher, unabhängiger Ressourcen wird empirisch gestützt

Schwächen:
- Moordination und Organisation der Anforderungen der Aufgaben erfordert höhere Kognition
- Modell macht keine Aussagen über konkrete kognitives Prozesse
- die Verwendung komplexer Strategien wird nicht berücksichtigt

- Gedankenströme können als Verarbeitungsstränge/ - ketten repräsentiert werden (z.B. Verarbeitung zweier Aufgaben könnte zwei verschiedene Stränge involvieren

- zentrale theoretische Annahme:
- diese multiplen Stränge oder Ziele können zur selben Zeit aktiv sein
-> es gibt keine Überlappung der benötigten kognitiven Ressourcen
-> wenn mehrere Stränge die selbe Ressource zu einem Zeitpunkt erfordernm muss einer warten (Ressourcen begrenzte Kapazität) -> die Lesitung des Strangs, der warten muss, wird beeinträchtigt sein

- definiert verschiedene kognitive Ressoourcen (deklaratives Gedächtnis, Aufgabenkontrolle, visuelle Wahrnehmung) -> diese können parallel oder aber auch alle für eine Aufgaben eingesetzt werden (aber nicht gleichzeitig für verschiedene Aufgaben)
- die Fähigkeit, gleichzeitig zwei Aufgaben zu bearbeiten hängt davon ab, welche kognitiven Ressourcen benötigt werden
- Theorie verbindet Hirnregionen mit bestimmten kognitiven Ressourcen
- es gibt keine zentral Exekutive, die über die Aufteilung der Verarbeitungsressourcen entscheidet
-> jeder Strang kontrolliert die Ressourcen in einer gierigen, aber höflichen Art ( Stränge beanspruchen Ressourcen gierig, wenn sie erforderlich sind, entlassen sie aber höflich, wenn sie nicht mehr gebraucht werden)

-> Ähnlichkeit zu Wickens Multiple-Ressourcen Theorie:
- beide Theorien nehmen an, dass es mehrere unabhängige verarbeitende Ressourcen gibt (und keine übergreifende Exekutive)
- aber Strang-Kognitionstheorie viel präziser in der Definition, wie die verschiedenen Prozesse der Stränge ablaufen

Studie zur Testung der Interfernrenz-Hypothese -> wenn mehrere Stränge dieselbe Ressource nutzen, muss einer warten, dessen Leistung beeinträchtigt wird
- Subtraktion mit Überbetrag (17-8) und Zählen von Tönen (beide Aufgaben verwenden Ressource Arbeitskapazität)
-> Leistung verschlechtert sich tatsächlich, weil sie beide um die gleiche Ressource konkurrieren
-> Leistungsverlust kam nicht vor, wenn die beiden Aufgaben eine unterschieliche Ressource benutzten

Studie zur Testung der Hypothese der Flexibilität -> Personen wechseln flexibel zwischen Aufgaben, um ihre Leistung zu maximieren
- Autofahren & auswendig gelernte 11-stellige Telefonnummer tippen
- Instruktion zur Priorisierung einer der beiden Aufgaben
-> es gab eine bessere Leistung und eine schnellere / häufigere Zuwendung der priorisierten Aufgabe
-> Befund für die flexible Ressourcen Nutzung (man entscheidet selber, welcher Strang benutzt wird)

Stärken:
- Fortschritt bei der Identifikation der wichtigsten kognitiven Ressourcen
- komputationale Modellierung ermöglichte die detaillierte Überprüfung theoretischer Vorhersagen
- Stützung der Felxibilität-Annahme
- Personen haben oft weniger Probleme bei der gleichzitigen Bearbeitung zweier Aufgaben als bisher angenommen

Schwächen:
- keine übergeordnete Koordination zwischen den Strängen
- getestet lediglich in einfachen, eher unnatürlichen Aufgaben

- Solche Additivitätsannahmen werden nur sehr selten bestätigt
- Befunde von fMRI-Studien zeigen eher eine Subadditivität:
-> Hirnaktivität bei gleichzeitiger Ausführung von zwei Aufgaben ist geringer, als die Summe der Hirnaktivität beider einzeln bearbeiteten Aufgaben

- auditives Verstehen von Sätzen vs. mentale Rotation von 3-D Figuren
-> es wurden die Leistung der dual-task Bedingung mit der Leistung der:

1. auditiven Aufgabe verglichen
- Hirnaktivität in Regionen der Sprachverarbeitung:
-> 53% reduziert in dual-task-Bedingung

2. mentalen Aufgabe
- Hirnaktivität in Regionen der mentalen Rotation
-> 29% reduziert in dual-task-Bedingung

-> Untersuchung der Effekte einer auditiven Distraktionsaufgabe (Ablenkungsaufgabe) - auditive Allgemeinwissensfragen - auf die Hirnaktivität während einer Geradeaus-Fahr-Übung

Ergebnisse:
- es gab einen signifikanten Anstieg der Aktivierung im ventrolateralen  Präfrontalkortex und im auditorischen Kortex
- es gab eine verringerte Aktivierung in visuell-okzipitalen Arealen
-> wenn die auditive Aufgabe hinzugefügt wurde

Konklusion:
-> die Befunde stützen die Annahme, dass dual-task-Bedingungen häufig exekutive Prozesse erfordern, die bei Einzelaufgaben nicht oder nur weniger wichtig sind (auch in anderen Studien ist bei dual-task-Bedingungen vorderer Bereich aktiviert -> dort sind bewusste, kontrollierende Prozesse angesiedelt) -> Hirnaktivität im Präfrontalkortex

- solche exekutive Prozesse beinhalten:
- die Koordination von Aufgabenanforderungen
- die bewusste Kontrolle der Aufmerksamkeit
- dual-task-Management/ Strategien
 

Übung hat häfuig großen Einfluss auf Leistung, da manche Prozesse durch dauerhafte Übung automatisiert werden (können)

- unterscheiden zwischen zwei Arten von Prozessen:

- kontrollierte Prozesse
-> haben begrenzte Kapazität
-> erfordern Aufmerksamkeit
-> können flexibel bei sich verändernden Umständen verwendet werden

- automatische/ automatisierte Prozesse
-> haben keine begrenzte Kapazität
-> erfordern keine Aufmerksamkeit
-> sind sie einmal erlernt, sind sie schwer zu modifizieren (unflexibel)

Studiendesign:
- VP sollten eine Zeichenfolge auswendig lernen (memory-set)
- VP wurde eine zweite Folge (display-set) präsentiert
-> jeweils 1 oder 4 Buchstaben oder Zeichen
Aufgabe: entscheiden, ob eines der Zeichen in beiden Sets enthalten ist
-> dabei gab es zwei verschiedene Varianten

- consistent mapping
-> nur Buchstaben im Memory-Set und nur Zahlen als Disktraktion im Dispay-Set
-> VP kann schnell sehen, dass display set und memory set nicht übereinstimmen

- varied mapping
-> nur Buchstaben im Memory-Set aber flexible Distraktoren (Buchstaben und Zahlen) im Display set
-> VP muss differenzierter unterscheiden, ob ein Zeichen in beiden Sets vorkommt

Ergebnisse:
- Länge der Sets hatte keinen Einfluss auf die Reaktionszeit beim consistent mapping
- Reaktionszeit steigt mit der Länge des Sets an beim varied mapping
-> Buchstaben vs. Zahl Unterscheidung wird automatisch verarbeitet, egal wie viele man unterscheiden muss
-> differenzierte Unterscheidung wird kontrolliert / bewusst verarbeitet

Weitere Studie: Effekt von Lernen
- Sets: B-L; Q-Z
-> nach 2100 Lerndurchgängen, waren Personen in der Lage automatisch zwischen Set 1 und Set 2 zu unterscheiden
-> umlernen sehr langwierig

 

- sie (Vertreter dieser Theorie; z.B. Moors und Houwer)  lehnen die Annahme einer klaren Abgrenzung zwischen automatischen und kontrollierten Prozessen ab (beinhalten Mischung

- gehen von vier Faktoren der Automatisierung aus, die aber nicht gleichzeitig auftreten müssen;
Automatisierung ist:
-> unbewusst: Mangel an bewusster Aufmerksamkeit des Prozessen
-> effizient: braucht wenig aufmerksamkeitsbezogene Kapazität
-> schnell
-> nicht zielgerichtet/ unflexibel: unbeeinflusst von aktuellen Zielen des Individuums

- unterschiedliche Arten des Lernens (egal, wie man lernt z.B. prozedural, deklarativ) scheinen bei Automatisierung zu ähnlichen Hirnaktivationsmustern zu führen (z.B. prämotorischer Kortex)

möglicher Erklärungsansatz: Instanzen Theorie von Logan
- Übung einer Aufgabe führt zur Speicherung von Infos im LZG, die eine spätere Leistung dieser Aufgabe erleichtert
-> direkter Abruf vergangener Lösungen aus dem Gedächtnis
-> aber: unterschiedliche Arten automatischer Prozesse