Leitung
Informationsverarbeitung ist ein zentraler Bestandteil moderner Arbeit. Ob am Büroarbeitsplatz, in einer Überwachungseinheit (wie Flugsicherung oder industrielle Überwachung), am Steuer eines modernen Verkehrsmittels (wie Flugzeug, Zug oder Auto) oder an der Kasse eines Supermarktes - aufgrund der rasanten technologischen Entwicklung müssen Nutzerinnen und Nutzer heutzutage immer mehr Informationen in immer kürzerer Zeit verarbeiten. Die damit verbundenen Anforderungen können oft die Kapazität der menschlichen Informationsverarbeitung übersteigen. Verschiedene moderierende Faktoren wie Alter, Müdigkeit, Ermüdung, Stress oder mangelnde Motivation können die Fähigkeit des Menschen beeinträchtigen, Informationen korrekt aufzunehmen und adäquat zu handeln. Überlastung der individuellen Verarbeitungskapazität sowie Ablenkung durch Störreize sind zentrale Ursachen für Fehler in der Mensch-Maschine-Interaktion und können zu erhöhtem Unfallrisiko und geringerer Effizienz führen.
Im Bereich der Informationsverarbeitung werden Mechanismen und Prinzipien der menschlichen Informationsverarbeitung erforscht. Die Palette der grundlegenden Forschung reicht von der Fokussierung der Aufmerksamkeit auf bestimmte Inhalte über deren Zwischenspeicherung bis hin zur Vorbereitung adäquater Handlungen. Der zweite Schwerpunkt in diesem Bereich ist die Modulation dieser Prozesse durch kognitive Einflussfaktoren. Ein wichtiges Ziel dieser Projekte ist die Umsetzung von psychologischen Experimenten mit einem starken Bezug zu spezifischen Anforderungen in der Arbeitswelt.
Selektive Informationsverarbeitung
Leitende:r Wissenschaftler:in: Daniel Schneider und Laura-Isabelle Klatt
Mitarbeiter:innen: Nathalie Liegel, Melinda Sabo, Ceren Arslan, Şahcan Özdemir
Die Kapazität der menschlichen Informationsverarbeitung ist begrenzt. Daher müssen aus einem kontinuierlichen Strom von Signalen diejenigen ausgewählt und im Kurzzeit- oder Arbeitsspeicher zwischengespeichert werden, die für zukünftige Handlungen relevant sind. Zudem erfordert zielgerichtetes Verhalten die Anpassung der zwischengespeicherten Informationen an sich verändernde Umweltbedingungen. Die Forschungsgruppe untersucht die Grundlagen dieser Auswahlprozesse. Dabei ist auch die Frage von Bedeutung, was mit den nicht ausgewählten Informationen geschieht. Können irrelevante Informationen gezielt unterdrückt oder vergessen werden? Darüber hinaus untersucht das Team, wie die beschriebenen Aufmerksamkeits- und Gedächtnisprozesse bei der Verarbeitung multisensorischer Information ablaufen. Hier liegt der Fokus vor allem auf der Forschung zur Integration visueller und auditiver Information. Unter Laborbedingungen stellen die Forschenden hierbei multisensorische Szenarien nach, um ein realistischeres Verständnis von Aufmerksamkeits- und Gedächtnisprozessen in Alltagssituationen zu erlangen, die häufig die Verknüpfung von Inhalten aus verschiedenen Sinnesmodalitäten erfordern. Als Bestandteil dieses Forschungsfeldes untersuchen sie in Zusammenarbeit mit der Netzwerkgruppe Altern unter anderem auch die Rolle von Aufmerksamkeits- und Arbeitsgedächtnisprozessen für audiovisuelle Sprachverarbeitung.
In vielen Situationen der heutigen Arbeitswelt sehen wir uns mit hohen Anforderungen an unsere Informationsverarbeitungsfähigkeiten konfrontiert. Beispielsweise erfordert die Steuerung eines Kraftfahrzeugs oder die Arbeit mit einem Computer die gleichzeitige Analyse einer Vielzahl perzeptueller Reize. Diesen hohen Anforderungen steht ein Verarbeitungssystem gegenüber, das in seiner Kapazität begrenzt ist. Im Bereich der visuell-räumlichen Informationsverarbeitung konnten bisherige Studien zeigen, dass nur 3-4 Informationseinheiten gleichzeitig im sogenannten Arbeitsgedächtnis zwischengespeichert werden können.
Kognitionspsychologische Theorien beschreiben das Arbeitsgedächtnis als einen Mechanismus, der die aktive Aufrechterhaltung transienter Information für höhere kognitive Operationen ermöglicht. Deswegen ist die Repräsentation relevanter Information im Arbeitsgedächtnis eine Voraussetzung für die intentionale Interaktion mit unserer Umwelt. Wir erforschen die neuralen Mechanismen, die die fortdauernde Repräsentation handlungsrelevanter Information im Arbeitsgedächtnis garantieren. An erster Stelle wird deswegen die Selektion und Speicherung perzeptueller Information (visuell, auditiv und audiovisuell) untersucht. Aufmerksamkeit kann jedoch auch auf mentale Repräsentationen im Arbeitsgedächtnis gerichtet werden. Dies dient der Ausrichtung der Inhalte im Arbeitsgedächtnis zugunsten relevanter Information und ermöglicht die Anpassung des Verhaltens an eine dynamische Umwelt. Wir untersuchen in diesem Zusammenhang die neurokognitiven Mechanismen, die für die Neu-Organisation von Inhalten im Arbeitsgedächtnis verantwortlich sind. In einem weiteren Projekt wird darüber hinaus der Einfluss von kognitiven Kontrollprozessen auf den selektiven Abruf von Information aus dem episodischen Gedächtnis untersucht.
Ein wesentlicher Bestandteil dieser Forschung ist die Datenerhebung auf Basis des Elektroenzephalogramms (EEG) und (in naher Zukunft) der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT).
- Klatt L-I, Begau A, Schneider D, Wascher E, Getzmann S: Cross-modal interactions at the audiovisual cocktail-party revealed by behavior, ERPs, and neural oscillations. NeuroImage 271: 120022 (2023) (17 pp)
- Getzmann S, Schneider D, Wascher E: Selective spatial attention in lateralized multi-talker speech perception: EEG correlates and the role of age. Neurobiol Aging 126: 1-13 (2023)
- Begau A, Arnau S, Klatt L-I, Wascher E, Getzmann S: Using visual speech at the cocktail-party: CNV evidence for early speech extraction in younger and older adults. Hear Res 426: 108636 (2022) (14 pp)
- Begau A, Klatt L-I, Schneider D, Wascher E, Getzmann S: The role of informational content of visual speech in an audiovisual cocktail party: Evidence from cortical oscillations in young and old participants. Eur J Neurosci 58: 5215-5234 (2022)
- Liegel N, Schneider D, Wascher E, Arnau S: Task prioritization modulates alpha, theta and beta EEG dynamics reflecting proactive cognitive control. Sci Rep 12 (1): 15072 (2022) (15 pp)
- Rösner M, Sabo M, Klatt L-I, Wascher E, Schneider D: Preparing for the unknown: How working memory provides a link between perception and anticipated action. NeuroImage 260: 119466 (2022) (16 pp)
- Klatt L-I, Getzmann S, Schneider D: Attentional modulations of alpha power are sensitive to the task-relevance of auditory spatial information. Cortex 153: 1-20 (2022)
- Sabo M, Schneider D: Pattern reinstatement and attentional control overlap during episodic long-term memory retrieval. Sci Rep 12(1): 10739 (2022) (17 pp)
- Schneider D, Herbst SK, Klatt L-I, Wöstmann M: Target enhancement or distractor suppression? Functionally distinct alpha oscillations form the basis of attention. Eur J Neurosci 55: 3256–3265 (2022)
Kognitive Faktoren
Leitender Wissenschaftler: Daniel Schneider
Mitarbeiter:innen: Stefan Arnau, Nathalie Liegel, Soner Ülkü
Wahrnehmungs- und Informationsverarbeitungsprozesse werden von kognitiven Faktoren beeinflusst. Wie schnell und wie gut wir beispielsweise eine Aufgabe bearbeiten, hängt davon ab, wie stark wir uns auf die Aufgabe konzentrieren können oder wollen, ob wir mehrere Aufgaben parallel bearbeiten müssen und wie wir die bearbeitete Aufgabe bewerten. Aufgaben und Arbeitsumgebungen sollen auf Basis dieser Forschungsarbeiten so gestaltet werden, dass kognitive Faktoren möglichst positive Effekte auf Leistung und Wohlbefinden haben.
In welchem Maße Menschen ihre mentalen Ressourcen bei einer Aufgabe einsetzen, hängt von vielen internen und externen Einflussfaktoren ab. Beispielsweise beeinträchtigen Unterbrechungen und parallel auszuführende Aufgaben die für eine Primäraufgabe verfügbaren kognitiven Ressourcen. Einen weiteren (kognitiven) Einflussfaktor auf unsere Informationsverarbeitung stellen Annahmen über und Bewertungen von Aufgaben dar. Diese Faktoren und ihr Einfluss auf die kognitive Leistungsfähigkeit werden hier untersucht. Dies geschieht auf Basis von psychologischen Experimenten unter gleichzeitiger Ableitung des Elektroenzephalogramms (EEG).
Ein wesentliches Ziel dieser Projekte ist die Umsetzung psychologischer Experimente mit einem starken Bezug zu spezifischen Anforderungen in der Arbeitswelt. Experimente werden unter Laborbedingungen so angepasst, dass sie beispielsweise spezifische Anforderungen der Arbeit von Pflegepersonal in Kliniken oder beim Führen eines Kraftfahrzeugs nachbilden.
- Rösner M, Zickerick B, Sabo M, Schneider D: Aging impairs primary task resumption and attentional control processes following interruptions. Behav Brain Res 430: 113932 (2022)
- Zickerick B, Rösner M, Sabo M, Schneider D: How to refocus attention on working memory representations following interruptions - Evidence from frontal theta and posterior alpha oscillations. Eur J Neurosci 54: 7820-7838 (2021)
- Arnau S, Brümmer T, Liegel N, Wascher E: Inverse effects of time-on-task in task-related and task-unrelated theta activity. Psychophysiology 58: e13805 (2021) (15 pp)
- Zickerick B, Kobald SO, Thönes S, Küper K, Wascher E, Schneider D: Don't stop me now: Hampered retrieval of action plans following interruptions. Psychophysiology 58: e13725 (2021) (17 pp)
- Thönes S, Arnau S, Wascher E, Schneider D: Boosting working memory with accelerated clocks. NeuroImage 226: 117601 (2021) (12 pp)
- Zickerick B, Thönes S, Kobald SO, Wascher E, Schneider D, Küper K: Differential effects of interruptions and distractions on working memory processes in an ERP study. Front Hum Neurosci 14: 84 (2020) (13 pp)
Team
