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Visuelle Aufmerksamkeit (Liesefeld)

Zu jedem Zeitpunkt strömt eine unüberschaubare Masse an Informationen auf die Sinnesorgane ein, von denen nur ein kleiner Bruchteil bewusst verarbeitet werden kann. Wie gelingt es dem menschlichen Gehirn, die für den jeweiligen Moment relevantesten Informationen herauszufischen bzw. unter welchen Umständen gelingt dies eben nicht? Diese Fragen sind nicht nur philosophisch spannend (wie kann man vermeiden etwas wahrzunehmen ohne es wahrzunehmen?) und von psychologisch-grundlagenwissenschaftlichem Interesse (Verständnis kognitiver Fähigkeiten und Gehirnprozesse), sondern haben auch praktische Relevanz (sicherheitskritische Designs, z.B. im Straßenverkehr; Optimierung von Benutzerschnittstellen; effiziente Selektion relevanter Informationen in der Bildverarbeitung usw.).

Prioritätskarten

Eine Lösung für das Problem der Selektion ohne bewusste Wahrnehmung ist die Annahme von sogenannten Prioritätskarten: diese entstehen aufgrund massiv-paralleler unbewusster Verarbeitung der visuellen Szene und kodieren, welche Orte von potentiell hoher Relevanz sind. Fokussierte Aufmerksamkeit arbeitet sich dann wie ein Scheinwerfer auf einer dunklen Bühne von einem potentiell relevanten Ort zum nächsten, solange, bis das gesuchte Objekt gefunden ist. Heinrich Liesefeld beschäftigt sich mit der Architektur dieser Prioritätskarten: was sind die ursprünglichen Signale aus der Umwelt und wie werden diese durch Ziele und Erfahrungen moduliert. Die von ihm vertretene und computational explizierte Theorie basiert auf der Guided Search von Jeremy Wolfe und dem Dimension Weighting Account von Hermann J. Müller: Objekte, die sich von ihrer unmittelbaren Umgebung in einer Eigenschaft unterscheiden (z.B. Orientierung, Helligkeit…) sind salient (stechen heraus und diese Salienz-Signale bilden in Kombination und dimensional gewichtet die Prioritätskarte.

Beispielhafte Publikationen:

Liesefeld, H.R., & Müller, H.J. (2020). Modulations of saliency signals at two hierarchical levels of priority computation revealed by spatial statistical distractor learning. Journal of Experimental Psychology: General, 150, 710-728.

Liesefeld, H.R., Moran, R., Usher, M., Müller, H.J., & Zehetleitner, M. (2016). Search efficiency as a function of target saliency: The transition from inefficient to efficient search and beyond. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 42, 821-836

Liesefeld, H.R., Liesefeld, A.M., Pollmann, S., & Müller, H.J. (2018). Biasing allocations of attention via selective weighting of saliency signals: behavioral and neuroimaging evidence for the dimension-weighting account. In: T. Hodgson (Ed.), Processes of Visuo-spatial Attention and Working Memory. Current Topics in Behavioral Neurosciences, vol. 41 (pp. 87-113). Cham, Switzerland: Springer.

Arten der Suche

Allerdings ist das gesuchte Objekt nicht immer salient – man denke z.B. an die Suche nach einem bestimmten Stift in einer Kiste voller verschiedenfarbiger Stifte. In solchen Fällen ist die Prioritätskarte wenig hilfreich und Menschen greifen auf eine andere Strategie zurück: dem schrittweisen Scannen der visuellen Szene. Nach Heinrich Liesefelds Ansicht, folgt dieses Scannen einer räumlichen Ordnung (z.B. von links nach rechts oder im Uhrzeigersinn) und erlaubt die parallele Verarbeitung mehrerer Objekte in jedem Scan-Schritt. Die Annahme zweier Sucharten (Priority Guidance vs. Clump Scanning) basiert auf klassischen Arbeiten von Anne Treisman und Howard Egeth und kann einige Ungereimtheiten in publizierten Arbeiten erklären, bedarf aber noch direkter empirischer Bestätigung.

Beispielhafte Publikationen:

Liesefeld, H.R., Liesefeld, A.M., & Müller, H.J. (2021). Attentional capture: an ameliorable side-effect of searching for salient targets. Visual Cognition.

Liesefeld, H.R., & Müller, H.J. (2020). A theoretical attempt to revive the serial/parallel-search dichotomy. Attention, Perception, & Psychophysics, 82, 228-245.

Ablenkung/Distraktion

Einige Mechanismen der visuellen Aufmerksamkeit lassen sich besonders gut untersuchen in Situationen, in denen sie fehlschlagen, und etwas verarbeitet wird, das eigentlich nicht verarbeitet werden sollte. Im Alltag kennt man dieses Phänomen als Ablenkung – die blinkende Werbung im Browser oder das Kind im Superhelden-Kostüm. Heinrich Liesefeld nutzt Distraktion, um die Funktionsweise von Prioritätskarten zu verstehen (und insbesondere um Vorhersagen des oben erwähnten Dimension Weighting Accounts empirisch nachzuweisen) und um kognitive Korrektur-Prozesse nach einer fehlerhaften Aufmerksamkeitsausrichtung zu untersuchen.

Beispielhafte Publikationen:

Sauter, M., Hanning, N.M., Liesefeld, H.R., & Müller, H.J. (2020). Statistical learning of frequent distractor locations in visual search: A role for post-selective distractor rejection processes? Cortex, 135, 108-126.

Liesefeld, H.R., Liesefeld, A.M., & Müller, H.J. (2019). Distractor-interference reduction is dimensionally constrained. Visual Cognition, 27, 247-259. 

Liesefeld, H.R., & Müller, H.J. (2019). Distractor handling via dimension weighting. Current Opinion in Psychology, 29, 160-167.

Liesefeld, H.R., Liesefeld, A.M., Töllner, T., & Müller, H.J. (2017). Attentional capture in visual search: capture and post-capture dynamics revealed by EEG. NeuroImage, 156, 166-173.