Was das Gehirn beim Fahren verrät und wie Assistenzsysteme dadurch besser werden

Schwierige Sichtverhältnisse, komplizierte Vorrangregeln, plötzliche Bremsmanöver des Vordermanns — hinterm Steuer zu sitzen, ist häufig herausfordernd. Was im entscheidenden Moment im Gehirn abläuft und welche physiologischen Anzeichen bei den Fahrenden zu erkennen sind, haben Forschende des Leibniz-Instituts für Arbeitsforschung in Dortmund (IfADo) untersucht. Ein tieferes Verständnis dieser Zusammenhänge könnte dazu beitragen, Fahrassistenzsysteme noch präziser und sicherer zu machen.

Zwei Modi der Fahrzeugkontrolle im Gehirn

Die Forschenden interessierte, welche Gehirnbereiche aktiviert werden, wenn Menschen ein Fahrzeug steuern und wie diese mit den Lenk- und Blickbewegungen zusammenhängen. In einem Fahrsimulator fuhren 32 Personen bei verschiedenen Wetter- und Sichtbedingungen wie Sonne, Regen oder Nebel. Währenddessen wurden EEG-Daten, Blickbewegungen und Fahrzeugparameter beim Lenken, Gasgeben und Bremsen erfasst.

„Das Gehirn wechselt beim Fahren dynamisch zwischen zwei Steuerungsmodi: einem vorausschauenden und einem reaktiven Modus“, erklärt Dr. Emad Alyan, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Ergonomie am IfADo. „Bei stabiler Fahrt bleiben die Gehirnwellen im Gleichgewicht, Blick und Lenkrad ruhig – das Gehirn plant voraus und hält das Fahrzeug sicher in der Spur. Kommt es jedoch zu plötzlichen Veränderungen, etwa durch abruptes Bremsen oder starkes Lenken, schaltet das Gehirn in den reaktiven Modus.“ Im EEG zeigen sich dabei charakteristische Veränderungen der Gehirnwellen, begleitet von geweiteten Pupillen und einer unruhigeren Fahrzeugsteuerung. Gleichzeitig erweitern die Fahrerinnen und Fahrer ihre visuelle Suche: Sie blicken häufiger und über größere Winkel, um möglichst viele relevante Informationen aufzunehmen.

Potenzial für Frühwarnsysteme

Solche Untersuchungen liefern wertvolle Einblicke in die physiologischen und kognitiven Mechanismen beim Fahren, und geben Hinweise darauf, wie sich beispielsweise veränderte Gehirnaktivität bei anspruchsvollen Fahrmanövern im Blick- und Pupillenverhalten widerspiegelt. Darauf aufbauend könnten Assistenzsysteme künftig gezielt weiterentwickelt werden, um physiologische Veränderungen früher und zuverlässiger zu erkennen und rechtzeitig zu warnen, bevor kritische Situationen entstehen. Dadurch ließen sich Unfälle vermeiden und Fahrerinnen und Fahrer in kritischen Momenten gezielt unterstützen.