„Aufmerksamkeit“: Was ist das eigentlich und wie funktioniert es?

„Aufmerksamkeit“ ist ein Beispiel für einen Begriff, von dem jeder Laie typischerweise meint, zu wissen, was sich dahinter verbirgt. Schaut man sich die psychologische und neurowissenschaftliche Forschung zu diesem Thema an, bemerkt man schnell, dass hierüber alles andere als Klarheit herrscht: Kaum ein Thema in der psychologischen Forschung ist derart kompliziert zu durchschauen und ebenso widersprüchlich.

Selektive Aufmerksamkeit: Wo war der Gorilla?

Zunächst ein Überblick über die Unterteilung, die häufig getroffen wird. Wenn man von „Aufmerksamkeit“ spricht, muss man zwischen einer ganzen Menge von Begriffen unterscheiden. Zunächst unterscheidet man „globale Zustände“, d.h. wach vs. schlafend. Innerhalb des Wachzustands kann man dann wirklich „wachsam“ sein (im Englischen gibt es hierfür den schönen Begriff „attentive“ oder auch „alert“), oder aber eher schläfrig und „duselig“. Nur in einem wachsamen Zustand tritt das zum Vorschein, was mit „selektive Aufmerksamkeit“ bezeichnet wird. Und diese Aufmerksamkeit ist in dem Sinne selektiv, als sie sich ausschließlich auf eine Sache richtet. Diese „Sache“ kann entweder eine Richtung im Raum sein (z.B. das Gespräch der Leute links neben mir), ein Objekt (z.B. eine Fliege), oder ein einziges Merkmal (der rote Punkt auf der Stirn der Frau vor mir). Dass es tatsächlich diese drei Arten von Aufmerksamkeit gibt, wurde bereits häufig nachgewiesen. Eine praktische Implikation hiervon ist übrigens, dass so genannten „Head-up Displays“, bei denen z.B. die gerade gefahrene Geschwindigkeit auf die Windschutzscheibe des Autos projiziert wird, nur eingeschränkt etwas bringen, da die Aufmerksamkeit beim Autofahren nicht einfach nur nach „vorne“ gerichtet ist, sondern auf die Straße – und eben nicht auf die Scheibe!

Ein bekanntes Experiment, das die Selektivität der Aufmerksamkeit verdeutlichst, ist dasjenige, wo einer Person ein Video mit Basketballspielern zweier Teams gezeigt wird. Die Person wird gebeten, alle Pässe zwischen Mitgliedern von Team A zu zählen, nicht aber die von Team B. Die Aufmerksamkeit ruht somit immer auf dem jeweils involvierten Spieler bzw. dem Ball, sodass kaum jemand nachher mitbekommen hat, dass mitten im Spiel ein sehr auffälliger Gorilla durchs Bild gelaufen ist. Eine gute Demonstration finden Sie hier.

Aufmerksamkeit, das heimliche Spotlight

Außerdem unterscheidet man noch zwischen willentlichen und automatischen Aufmerksamkeitsprozessen, die gemäß neurowissenschaftlicher Befunde auch durch unterschiedliche Teile des Gehirns gesteuert werden. Die willentliche Aufmerksamkeit wird aufgrund einer Absicht auf einen Reiz gelenkt (z.B. beim Lesen auf die Wörter im Buch), während die automatische Aufmerksamkeit von hervorstechenden Reizen in der Umwelt in Beschlag genommen wird. Das bringt mich zwingend zu einem wichtigen Thema: Aufmerksamkeitslenkung – d.h. wie bewegt sich unsere Aufmerksamkeit eigentlich? Nun könnte der Laie argumentieren: Na ist doch klar, mit den Augen. Aber das stimmt nicht. Wo unsere Aufmerksamkeit gerade ruht, ist unabhängig von unseren Augen. Zum einen, weil wir unsere Aufmerksamkeit natürlich auch auf akustische Reize lenken können. Zum anderen, weil selbst die visuelle Aufmerksamkeit an einem anderen Ort sein kann als an dem, den unsere Augen gerade fixieren. D.h., obwohl meine Augen den Fernseher anstarren, kann der Fokus meiner Aufmerksamkeit in meinem peripheren Sichtfeld sein, d.h. z.B. beim Ehegatten, der gerade auf dem Schrank neben dem Fernseher Staub wischt. Daher ist die Aufmerksamkeit ein „verdeckter“ („coverter“) Mechanismus – wir können von außen nicht sagen, wo die Aufmerksamkeit eines Menschen gerade liegt. Diese bemerkenswerte Eigenschaft der Aufmerksamkeit fand Hermann von Helmholtz bereits Ende des 19. Jahrhunderts heraus.

Die meisten Forscher gehen heute davon aus, dass sich die Aufmerksamkeit ähnlich einem „Spotlight“ bewegt: Dieses Spotlight fokussiert sich auf einen Punkt im Raum, ein Objekt oder ein Merkmal und verweilt dort, bis es z.B. von einem lauten Geräusch dazu verleitet wird, das Objekt (z.B. ein Buch) zu verlassen („disengage“), sich zu bewegen und erneut ein Objekt des Interesses (eine Fliege auf der Seite, die man gerade liest) zu fokussieren („engage“). Und da die Aufmerksamkeit „heimlich“ wandert, kann all das passieren, ohne dass sich Kopf oder Augen bewegen. Interessanterweise kann übrigens in einem solchen Moment die Aufmerksamkeit nicht sofort wieder zum Ursprungsort zurück wandern: Hemmende Prozesse im Gehirn verhindern, dass die Aufmerksamkeit sofort wieder zu den Buchstaben zurückwandern kann – selbst wenn der ablenkende Reiz völlig irrelevant und ungefährlich war (Dieses Phänomen nennt man „inhibition of return“). Übrigens ist der Gedanke, die Aufmerksamkeit wandere mit den Augen, gar nicht so weit hergeholt, da die Gehirnbereiche, die unsere Augenbewegungen steuern, viele Überlappungen mit denjenigen Bereichen haben, die für die Ausrichtung der Aufmerksamkeit als relevant angesehen werden.

Frühe Selektion und der Cocktailparty-Effekt

Eine lang währende Debatte drehte sich in der Vergangenheit um die Frage, an welcher Stelle im Informationsverarbeitungsprozess die selektive Aufmerksamkeit „eingreift“ und dafür sorgt, dass nicht relevante (d.h. aufmerksam beachtete) Informationen nicht weiterverarbeitet werden. Konkret ging es darum, ob dieser „Eingriff“ früh, d.h. kurz nachdem die Reize durch unsere Sinnesorgane das Gehirn erreicht haben, passiert, oder spät, d.h. erst nachdem sowohl relevante als auch irrelevante Reize bereits ziemlich weit verarbeitet wurden. Die momentane Befundlage sieht kurz zusammengefasst so aus: Neurowissenschaftliche (MEG, EEG- und fMRT-) Befunde und die Ergebnisse von Reaktionszeitexperimenten belegen vor allem die frühe Selektion, die schon kurz nach Eingang der Sinnesreize die unwichtigen herausfiltert, die dann nicht weiter verarbeitet werden und daher auch nicht unser Bewusstsein erreichen. Bildgebende Experimente konnten zeigen, dass das Gehirn bei der Verarbeitung aufmerksam betrachteter Reize in bestimmten Arealen tatsächlich aktiver ist als bei unaufmerksam betrachteten. Tatsächlich ist es so, dass durch die Ausrichtung der Aufmerksamkeit z.B. auf einen bestimmten Punkt im Raum die Aktivität in eben den Gehirnarealen ansteigt, die für die Verarbeitung von visuellen Reizen an genau dieser Stelle verantwortlich sind – und das, bevor überhaupt ein visueller Reiz erschienen ist. Ziemlich beeindruckend, wie ich finde!

Ein Beleg für die frühe Selektion ist auch der Cocktailparty-Effekt, d.h. das Phänomen, dass Menschen in einer von vielen verschiedenen Geräuschquellen charakterisierten Umgebung (wie einer Cocktailparty) trotzdem nur einer Quelle (z.B. einem Gespräch) folgen können, obwohl die Quelle in der Umgebung vielleicht sogar die leiseste ist. Die selektive Aufmerksamkeit kann aber durchaus auch „gestört“ werden. Bestimmte nicht mit Aufmerksamkeit bedachte Reize, die eine besondere Priorität haben, können die „Schranke“ der frühen Selektion offenbar passieren und gelangen in unser Bewusstsein. Das passiert z.B., wenn wir in einer solchen Cocktailparty-Situation einem Gespräch folgen und von irgendwoher plötzlich unseren Namen hören. Die frühe Selektion lässt also manche Informationen durch, die dann eine Verschiebung des „Spotlights“ bewirken. Dies ist ein Beleg dafür, dass nicht alle irrelevanten Informationen direkt zu Beginn ausgefiltert werden, denn: Es gibt auch noch einen späten Selektionsprozess, der eine etwas andere Art der Aufmerksamkeit darstellt und eine andere Funktion hat.

Späte Selektion & ereigniskorrelierte Potenziale

Dass es auch noch späte Selektionsprozesse gibt, weiß man unter anderem durch die Untersuchung ereigniskorrelierter Potenziale (kurz EKP oder englisch ERP). Dabei handelt es sich um eine Sonderform des EEG (Elektroenzephalographie – das, wo einem Elektroden auf die Kopfhaut geklebt werden). Dieses Verfahren misst die winzigen, im Mikrovolt-Bereich liegenden elektrischen Potenziale der Nervenzellen in unserem Gehirn, die noch an der Kopfhaut messbar sind (oft wird das als „Hirnströme“ bezeichnet, aber dieser Begriff ist ziemlicher Quatsch). Während das EEG an sich es z.B. ermöglicht, verschiedene Schlafstadien zu unterscheiden (weil die Wellenformen je nach Phase anders aussehen), hat die EKP-Methode ein anderes Ziel. Sie will elektrische Potenziale messen, die mit bestimmten „Ereignissen“ korrelieren, d.h. solche, die nach der Darbietung bestimmter Reize wie Tönen, Geräuschen oder Bildern auftreten. Dazu müssen die EEG-Wellen, die leider vielen Störeinflüssen unterworfen sind, erst einmal gemittelt werden. Erst dann werden solche ereigniskorrelierten Potenziale sichtbar. Von diesen EKPs kennt man nun verschiedene, die sich hinsichtlich ihrer Polarität (positive oder negative Spannung) und bezüglich der Zeit unterscheiden, die zwischen der Reizdarbietung und dem Auftreten des EKP liegt (als „Latenz“ bezeichnet). Ein sehr bekanntes und im Hinblick auf späte Selektion wichtiges EKP ist die „P300“. Die heißt so, weil sie ein positiver Ausschlag der Spannung ist, der ca. 300 Millisekunden nach der Darbietung des Reizes auftritt.

Die P300: „Irgendwas ist anders als vorher“

Die P300 tritt immer dann auf, wenn ein dargebotener Reiz von den zuvor dargebotenen abweicht. D.h., einer Person wird z.B. 50 Mal derselbe Ton dargeboten, und plötzlich kommt ein völlig anderer Ton. An dieser Stelle tritt die (sehr stark ausgeprägte und unübersehbare) P300 auf. Diese wird auf Basis bisheriger Forschungsergebnisse vor allem als Maß dafür gesehen, wie viele „Aufmerksamkeitsressourcen“ dem Reiz zugeteilt werden. Hier haben wir es mit einem etwas anderen Verständnis von Aufmerksamkeit zu tun. Der Begriff „Ressource“ soll heißen, dass Aufmerksamkeit ein limitiertes Gut ist. Oder in anderen Worten: Wir können einer Sache unterschiedlich viel Aufmerksamkeit schenken (d.h. Ressourcen zuteilen). Wenn wir bei der Metapher des Spotlights bleiben, könnte man sagen: Je nach zugeteilter Ressourcenmenge ist das Licht des Spotlights unterschiedlich hell.

Die P300 wiederum wird als Indikator für das Ausmaß dieser Ressourcenmenge angesehen. Wenn sich in Reaktion auf einen neuartigen Reiz eine große P300 ergibt, so lässt sich daraus schließen, dass diesem Reiz viele Aufmerksamkeitsressourcen zugeteilt wurden. In Experimenten wie dem, das ich für meine Bachelorarbeit durchgeführt habe, gibt es meist drei Arten von Reizen. Bei 100 akustischen Reizen sind das z.B. 70 „langweilige“ tiefe Töne (=Standardreize), 15 andersartige Töne, nach deren Darbietung der Proband eine Taste drücken soll (=Zielreize), und 15 andersartige Töne, auf die aber nicht reagiert werden soll (= Distraktoren). Nun kommt ein weiterer Begriff ins Spiel, nämlich die „Effizienz der Ressourcenzuteilung“. Das soll bedeuten: Wenn man mit seinen Ressourcen effizient umgeht, dann sollten Reize, die in dem Sinne „wichtig“ sind, weil man auf sie reagieren soll, mehr Ressourcen erhalten als die Distraktoren. So, und hier schließt sich der Bogen zu ADHS, denn: Bei ADHS-Patienten weißt vieles darauf hin, dass diese Ressourcenzuteilung ineffektiv ist. Die P300 in Reaktion auf Distraktoren ist genau so groß oder größer als die nach Zielreizen, und das Umgekehrte gilt für gesunde Menschen. Man könnte dies dahin gehend interpretieren, dass ADHS-Patienten eher von unwichtigen Reizen in der Umwelt abgelenkt werden. Im Gegensatz dazu ist die selektive Aufmerksamkeit, d.h. die frühe Selektion, bei ADHS tendenziell nicht beeinträchtigt, was ich hier noch einmal ganz klar hervorheben möchte!

Auf die Überraschung kommt’s an

Was ich in meiner Arbeit außerdem untersucht habe, ist, welchen Einfluss es hat, ob die Distraktoren den Zielreizen ähneln (d.h. auch Töne sind) oder einer anderen Reizkategorie angehören (Umweltgeräusche). Es zeigte sich, dass die Umweltgeräusche eine deutlich größere P300 erzeugten, woraus man schließen kann, dass diese neuartiger als die Töne waren und daher mehr Aufmerksamkeitsressourcen erhalten haben. Ich habe am Ende dieses Abschnitts eine Abbildung eingefügt, die die P300 in Reaktion auf Umweltgeräusche zeigt. Die drei verschiedenen Kurven stehen für drei verschiedene Elektroden am Kopf, an denen ich gemessen habe. Auf der y-Achse ist die Spannung in Mikrovolt abgetragen, auf der x-Achse die Zeit in Millisekunden, wobei die gestrichelte vertikale Linie den Zeitpunkt anzeigt, an dem dem Probanden das Geräusch vorgespielt wurde. Die Sternchen markieren den Punkt der maximalen Spannung, der als Index für die P300 verwendet wird. Achtung: Bei EEG-Abbildungen ist es üblich, dass positive Werte unten abgetragen werden und negative nach oben (niemand weiß, warum). Die Skala reicht von ca. -14 bis +14 Mikrovolt. Konkret ging es in meiner Arbeit allerdings auch noch um die Unterscheidung zweier verschiedener „Versionen“ der P300 (genannt P3a und P3b), was aber den Rahmen dieses Eintrags sprengen würde. Aber so habe ich euch zumindest eine gewisse Idee von dem vermittelt, womit ich mich ein halbes Jahr beschäftigt habe!

Doch warum fasse ich all das unter dem Punkt „späte Selektion“ zusammen? Ganz einfach: Es muss sich um späte Selektion handeln, da eine Aufmerksamkeitsreaktion auf einen abweichenden Reiz nur dann stattfinden kann, wenn der Reiz bereits soweit verarbeitet wurde, dass er kategorisiert wurde – und zwar als „neuartig“. Daher tritt die P300 auch erst nach rund 300 Millisekunden auf. Frühe Selektionsprozesse sind bereits ca. 50-100 Millisekunden nach der Reizdarbietung abgeschlossen.

Welche Gehirnregionen sind an der Aufmerksamkeit beteiligt?

Aufgrund von zahlreichen neurowissenschaftlichen Befunden unterscheidet man, entsprechend der oben vorgestellten Unterteilung, ein System der willentlichen („endogenen“) und eines der automatischen („exogenen“) Aufmerksamkeit. Die Gehirnbereiche, die für die willentliche Ausrichtung der Aufmersamkeit („Ich will mich jetzt auf diesen Film konzentieren“) zuständig sind, befinden sich, grob gesagt, im Parietallappen (d.h. recht an der oberen, hinteren Oberfläche des Gehirns, unterhalb des Scheitels) und werden aufgrund der Gehirn-spezifischen Lagebezeichnungen als „dorsales Aufmerksamkeitssystem“ zusammengefasst. Diejenigen Bereiche, die dafür sorgen, dass unsere Aufmerksamkeit durch auffällige Reize (z.B. einen orgasmatischen Schrei aus der Nachbarwohnung) automatisch wandert, liegen weiter vorne im Gehirn im Frontallappen (unterhalb der Stirn) und werden zusammenfassend als „ventrales Aufmerksamkeitssystem“ bezeichnet. Das dorsale Aufmerksamkeitssystem sorgt derweil genau für das, was ich oben bereits kurz beschrieben habe: Es sorgt durch Nervenverbindungen für eine „Vorab“-Aktivierung derjenigen Gehirnbereiche, die für die Verarbeitung von den dann aufmerksam beobachteten Reizen zuständig sind. Somit gibt es im Prinzip einerseits die Gehirnareale, die Aufmerksamkeit „auslösen“, und andererseits solche, die, beeinflusst durch diese, ihre Aktivität erhöhen. Ziemlich clever, oder?

Fazit

Ich hoffe, ich konnte hiermit ein wenig deutlich machen, wie komplex das Thema „Aufmerksamkeit“ ist – und wie unterschiedlich dieses Thema sogar in der Forschung behandelt wird. Zudem wäre es prima, wenn ich einen Eindruck von dem vermitteln konnte womit ich mich vergangenes Jahr über ein halbes Jahr beschäftigt habe 🙂

© Christian Rupp 2013

Ein Kommentar zu “„Aufmerksamkeit“: Was ist das eigentlich und wie funktioniert es?

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