Aufgemerkt! Aber wie? Mechanismen der Aufmerksamkeit

Transkript

1 Aufgemerkt! Aber wie? Mechanismen der Aufmerksamkeit Stefan Treue Deutsches Primatenzentrum, Göttingen Übersicht Leistungsfähigkeit menschlicher visueller Wahrnehmung Hypothese zur Aufgabe des visuellen Systems Grenzen und Fehler der Wahrnehmung Aufgabe des visuellen Systems Rolle der Aufmerksamkeit Vorgehen und Ergebnisse der Aufmerksamkeitsforschung

2 Das visuelle System in Primaten

3 Das visuelle System in Primaten ist ein hochentwickeltes Informationsaufnahmesystem Photorezeptoren: 125 Millionen pro Auge Sensitivität: 1 Photon Dynamischer Bereich: 10 6 Schärfe: Zweipunktdiskrimination: 3mm auf 10m Noniussehschärfe: 1mm auf 20m

4 Structurefrommotion Biologische Bewegung Genaue und schnelle Bewegungswahrnehmung ist wichtig

5 Hypothese: Das visuelle System dient dazu dem Organismus ein möglichst korrektes und vollständiges Bild der Umwelt zu liefern

6 Fehlwahrnehmungen/Illusionen Die Wasserfall- Illusion The Falls of Foyers Having steadfastedly looked for a few seconds at a particular part of the cascade, admiring the confluence and decussation of the currents formig the liquid drapery of waters, and then suddenly directed my eyes to the left, to observe the vertifal face of the sombre-age-worn rocks immediately contiguous to the water-fall, I saw the rocky face as if in motion upwards, and with a apparent velocity equal to that of the descending water. Robert Addams, 1834 Bewegungswahrnehmung ist nicht immer korrekt.

7 Korrektes Bild? Korrektes Bild? Die visuelle Wahrnehmung versucht Unterschiede in Bildhelligkeiten zu korrigieren um Objekteigenschaften zu repräsentieren.

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10 Kanten sind die wichtigsten Elemente unserer visuellen Wahrnehmung Die visuelle Wahrnehmung versucht kein korrektes Bild, sondern ein für das Überleben nützliches Bild zu liefern Annahmen als Hilfe in uneindeutigen Situationen Kontrastverstärkung Kanten statt Flächen Objekteigenschaften statt Bildeigenschaften

11 Vollständiges Bild? 1 Besser im wahren Leben!?

12 Die visuelle Wahrnehmung versucht keine komplette Repräsentation der visuellen Umwelt zu liefern, sondern nützt die Realität als Gedächtnis. Sensitivität nur für die Helligkeitswechsel oder die Bewegung bei plötzlichen Änderungen Eindruck einer kompletten Repräsentation ist ein Illusion Intern repräsentiert werden nur Aspekte die die Aufmerksamkeit erregen oder auf die Aufmerksamkeit gerichtet wird

13 Everyone knows what attention is. It is the taking possession by the mind, in clear and vivid form, of one out of what seems several simultaneously possible objects or trains of thought. Focalization, concentration of consciousness are of its essence. It implies withdrawal from some things in order to deal effectively with others. Jeder weiss was Aufmerksamkeit ist. Es ist die Besitzergreifung des Geistes, in klarer und lebendiger Form, durch eine von vielen scheinbar gleichzeitig möglichen Objekten oder Gedankengängen. Fokussierung, Konzentration des Bewusstseins sind seine Essenz. Aufmerksamkeit impliziert die Abwendung von einigen Dingen um mit anderen effektiver umgehen zu können. William James, The Principles of Psychology, 1890 Aufmerksamkeitsmodulation sensorischer Informationsverarbeitung Modulation Sensorische Signale Vigilanz Selektion Sensorische Signale Modulation Arbeitsdefinition: Aufmerksamkeit ist die selektive Modulation von Sinnessignalen auf Grund ihrer Verhaltensrelevanz

14 Das visuelle System in Primaten

15 Richtungsselektive Neurone sind die Grundlage von Bewegungswahrnehmung Rezeptives Feld 40 Tuning Kurve

16 Selektive Modulation aufgrund von Stimuluseigenschaften Aufmerksamkeit erlaubt eine selektive Modulation aufgrund von Verhaltensrelevanz

17 Rezeptives Feld Fixationspunkt Tuningkurven mit Aufmerksamkeit innerhalb oder ausserhalb des rezeptiven Feldes cell jfdpa Stimulusrichtung innerhalb des rezeptiven Feldes

18 Sehen mehr beachtete Stimuli stärker aus als weniger beachtete Stimuli? Aufmerksamkeit erhöht den wahrgenommenen Kontrast eines Reizes

19 Aufmerksamkeitsmodulation aufgrund räumlicherr Selektion? Aufmerksamkeit auf einen von zwei Reizen im rezeptiven Feld +80% Aufmerksamkeit auf der Nullrichtung im rezeptiven Feld Aufmerksamkeit auf der Vorzugsrichtung im rezeptiven Feld

20 Kartierung des rezeptiven Feldes Kartierung des rezeptiven Feldes während einer Aufmerksamkeitsaufgabe

21 Konsequenzen für die Wahrnehmung? Aufmerksamkeit zieht neuronale Ressourcen an. Dies könnte eine Verzerrung der Wahrnehmung zur Folge haben. Aufmerksamkeit lässt einen Reiz grösser erscheinen

22 Selektive Modulation aufgrund von Stimuluseigenschaften Zusätzliche Modulation aufgrund von räumlicher Aufmerksamkeit

23 Zusätzliche Modulation aufgrund von nicht-räumlicher Aufmerksamkeit Schlussfolgerungen Das visuelle System ist sehr leistungsfähig. Seine Aufgabe scheint aber weniger in einer punktgenauen Abbildung der Umwelt zu liegen, als vielmehr darin eine interne Repräsentation der Umwelt aufzubauen in der relevante Informationen verstärkt sind. Sehen ist also ein aktiver, konstruktiver Prozess. Aufmerksamkeit ist die Fähigkeit die Informationsverarbeitung den momentanen Bedingungen anzupassen. Dabei wird die Wahrnehmung unbeachteter Reize abgeschwächt und die beachteter Reize verstärkt. Besonders die abgeschwächte Wahrnehmung unbeachteter Reize wird dabei oft nicht bewusst. Dies ermöglicht es dem System seine begrenzten Resourcen auf momentan besonders wichtige Informationen zu konzentrieren ohne uns zu disorientieren.