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Ablenkung und Aufmerksamkeit: Wie das Gehirn Szenen auf einer belebten Straße verarbeitet?
In einer belebten Straße wird eine Person mit verschiedenen visuellen Reizen konfrontiert und muss die umliegenden Szenen in wenigen Sekunden schnell interpretieren. Dieser Vorgang wird als natürliche Szenenwahrnehmung bezeichnet. Unter natürlicher Szenenwahrnehmung versteht man den Prozess, durch den ein Agent (z. B. ein Mensch) eine Szene visuell aufnimmt und auf natürliche Weise interpretiert. Von belebten Straßen über offene Wiesen bis hin zu gemütlichen Wohnzimmern fordern diese Szenen unsere Aufmerksamkeit heraus. In diesem Artikel wird untersucht, wie das Gehirn die visuelle Verarbeitung in lauten Umgebungen durchführt, und es wird das empfindliche Gleichgewicht zwischen Ablenkung und Konzentration aufgezeigt.
Der Prozess der natürlichen Szenenwahrnehmung umfasst verschiedene Theorien. Einige Theorien betonen die Konzentration der Aufmerksamkeit, während andere glauben, dass Konzentration nicht notwendig ist.
Die Aufmerksamkeitsdebatte
Zwei große theoretische Meinungsverschiedenheiten bezüglich der Wahrnehmung natürlicher Szenen betreffen die Rolle der Aufmerksamkeit. Einige frühe Modelle gingen davon aus, dass die Aufmerksamkeit fokussiert sei, und diese Modelle umfassten typischerweise zwei Stufen der visuellen Verarbeitung. Diesen Modellen zufolge ist die erste Stufe aufmerksamkeitsfrei und registriert Merkmale auf niedriger Ebene wie helle und dunkle Verläufe, Bewegung und Orientierung parallel. Die zweite Stufe erfordert konzentrierte Aufmerksamkeit und wird hauptsächlich zur Registrierung von Objektbeschreibungen auf hoher Ebene verwendet. Diese Stufe hat eine begrenzte Kapazität und ist serialisiert. Diese Modelle werden empirisch durch Phänomene wie Veränderungsblindheit, Unaufmerksamkeitsblindheit und Aufmerksamkeitsblinzeln gestützt, die darauf hinweisen, dass signifikante Veränderungen in der Umgebung oft übersehen werden, wenn die visuelle Aufmerksamkeit auf eine Aufgabe gerichtet ist.
Beweise gegen Konzentration
Obwohl frühe Modelle weithin akzeptiert wurden, entwickelte sich mit fortschreitender Forschung nach und nach die Hypothese, die Aufmerksamkeit erforderte. Diese Hypothese stellt frühe Modelle in Frage, da grundlegende visuelle Merkmale von Objekten bei der visuellen Suche automatisch und schnell entstehen. Weitere Experimente unterstützten diese Idee und zeigten, dass das menschliche Gehirn in der Lage ist, schnell aufblitzende Naturszenen schnell und genau zu kategorisieren.
Unsere Studie kommt zu dem Ergebnis, dass Menschen natürliche Bilder selbst bei extrem kurzen Belichtungszeiten genau interpretieren und klassifizieren können, was darauf hindeutet, dass unsere visuelle Verarbeitung möglicherweise nicht auf fokussierter Aufmerksamkeit beruht.
Neueste Erkenntnisse bekräftigen die Notwendigkeit gezielter Aufmerksamkeit
Die Forschung der letzten Jahre hat jedoch die Gültigkeit der Beweise, dass keine Aufmerksamkeit erforderlich ist, erneut in Frage gestellt. Beispielsweise zeigte eine Studie von Cohen, Alvarez und Nakayama aus dem Jahr 2011, dass Teilnehmer unaufmerksame Blindheit erlebten, während sie mehrere Objektverfolgungs- und visuelle Präsentationsaufgaben in schneller Folge durchführten. Sie fanden heraus, dass die Wahrnehmung natürlicher Szenen durch die Teilnehmer erheblich beeinträchtigt war, wenn die Hauptaufgabe ausreichend anspruchsvoll war. Dies deutet darauf hin, dass die in früheren Studien verwendeten Aufgaben möglicherweise nicht ausreichen, um die Aufmerksamkeit vollständig zu erregen.
Modell der natürlichen Szenenwahrnehmung
Für die Wahrnehmung natürlicher Szenen haben Wissenschaftler viele Modelle vorgeschlagen. Unter anderem besagt die von Evans und Treisman im Jahr 2005 vorgeschlagene Hypothese, dass Menschen in der Lage sind, ungebundene Merkmale von Zielkategorien auf parallele Weise schnell zu erkennen. Diese erste Stufe des natürlichen Szenenwahrnehmungsprozesses bildet eine globale Darstellung der Szene und kann kontinuierlich auswählen Besuchen Sie frühere Level erneut, um eine detailliertere Analyse zu erhalten.
In der ersten Phase erstellt das System eine globale Darstellung der Szene, einschließlich globaler Grenzen und der Anordnung potenzieller Objekte.
Ultraschnelle visuelle Klassifizierung
Ein weiteres wichtiges Modell ist die ultraschnelle visuelle Klassifizierung, die einen automatischen Feed-Forward-Mechanismus vorschlägt, der ohne gezielte Aufmerksamkeit Objektdarstellungen auf hoher Ebene bilden kann. Dieses Modell unterstützt die Idee, dass viele Neuronen bereits zu Beginn visueller Reaktionen ein hohes Maß an Selektivität aufweisen, was darauf hindeutet, dass Feedbackmechanismen möglicherweise nicht erforderlich sind, um die Reaktionsselektivität zu erhöhen.
Neuronale Objektdateitheorie
Die neuronale Objektprofiltheorie geht davon aus, dass das menschliche Auge in einer überfüllten Szene zunächst eine feste Anzahl von Objekten (ungefähr vier) auswählt, die Objekte anhand ihrer räumlichen Informationen individualisiert und dann die detaillierten Informationen dieser Objekte kodiert. Diese Theorie ist insofern einzigartig, als sie zwischen dem Prozess der Objektindividualisierung und dem Prozess der Erkennung dieser Objekte unterscheidet und nahelegt, dass Teile des Verarbeitungssystems keiner Aufmerksamkeit bedürfen.
Darstellungen dieser Objekte können im Laufe der Zeit basierend auf den Eigenschaften und der Identität des Objekts erweitert werden.
Wie bringt unser Gehirn die Aufmerksamkeit für die Umwelt mit den Herausforderungen der Ablenkung auf den belebten Straßen des Alltags in Einklang? Vielleicht ist dies ein Thema, das wir weiter untersuchen müssen?
