Klassische Experimente

Mackworth, J. (1962). The visual image and the memory trace. Canadian Journal of Psychology, 16(1), 55-59.

In dem Versuch geht es um wesentliche Eigenschaften des visuellen Ultrakurzzeitgedächtnisses. 8 bzw. 12 Zahlen werden sehr kurz, aber mit unterschiedlicher Dauer präsentiert. Die Frage ist, wieviele dieser Zahlen man in Abhängigkeit von der Darbietungsdauer wiedergeben kann.

Der Versuch hat zwei Teile:

• Im ersten Teil liegen die Darbietungsdauern zwischen 63 ms und 2000 ms.
• Im zweiten Teil liegen sie zwischen 63 und 16000 ms.

Außerdem gibt es noch zwei Varianten:

• Die Zahlen sind ähnlich weit auseinander wie beim Originalversuch. Hier spielen Augenbewegungen eine größere Rolle.
• Die Zahlen liegen sehr eng, sodass sie alle im engen visuellen Feld liegen.

Hier sind die Links zu den Versuchen:

• Kurze Dauern, weit
• Kurze Dauern, nah
• Lange Dauern, weit
• Lange Dauern, nah

Die Grafik unten zeigt die wesentlichen Ergebnisse aus dem Originalversuch:

• Bei der kürzesten Dauern werden etwas mehr als 3 Zahlen wiedergegeben.
• Je länger die Dauer, desto mehr werden erinnert.
• Ein steiler Zuwachs findet sich bis etwa 4 Sekunden, wo etwas mehr als 7 Zahlen wiedergegeben werden.
• Auch bei der längsten Dauer werden nicht mehr als 9 Zahlen wiedergegeben.

Man schließt daraus auf zwei Gedächtnissysteme:

• Das visuelle Ultrakurzzeitgedächtnis hält das visuelle Bild für etwas mehr als eine Sekunde.
• Das Arbeitsgedächtnis ist von der Menge her begrenzt und kann nicht mehr als 9 Zahlen aufnehmen.

Wie kommt man darauf?

• Bei ganz kurzer Darbietung von 63 ms muss die Erkennung ganz aus dem Ultrakurzzeitgedächtnis geschehen. Hier können 3 Zahlen abgelesen werden. Wenn man 1 Sekunden Zeit hat, um die Zahlen direkt zu lesen, kann man etwa 3 Zahlen mehr wiedergeben. Man kann also ca. 3 Zahlen pro Sekunde lesen. Umgekehrt heisst das, dass das Ultrakurzzeitgedächtnis die visuellen Informationen etwa 1 Sekunde speichert.
• Auch wenn man länger Zeit hat zu lesen, kann man nicht mehr Inhalte wiedergeben. Nach vier Sekunden müsste man 12 Zahlen gelesen haben (4 x 3), kann aber nur 7 wiedergeben. Wenn man das lesen wiederholen kann, kann man das bis 9 Zahlen steigern. Das Arbeitsgedächtnis scheint also eine mengenmäßige Begrenzung zu haben und 7-9 Inhalte (Zahlen) speichern zu können.

Sperling, G. (1960). The information available in brief visual presentations. Psychological Monographs: General and Applied, 75, 1-29.

In dem Versuch geht es um die Kapazität des visuellen Ultrakurzzeitgedächtnisses. Um die mengenmäßige Begrenzung des Arbeitsgedächtnisses zu umgehen, entwickelte er die Teilberichtsaufgabe. Dabei erscheinen drei Reihen von Buchstaben für eine sehr kurze Zeit, z.B.

• AHE
• FIR
• WXP

Weiter wird einer von drei Tönen vorgespielt:

• Beim hohen Ton soll die erste Zeile wiedergegeben werden, beim mittleren Ton die zweite Zeile, beim tiefen Ton die dritte Zeile.

Variiert wird, wann der Ton erscheint, von 50 ms vorher bis eine Sekunde nach Verschwinden des Bildes. Damit lässt sich untersuchen, wie schnell die Inhalte in dem visuellen Speicher zerfallen.

Hier ist der Link zu dem Versuch!

Ein typisches Ergebnis aus dem Versuch ist in der Abbildung dargestellt. Dabei wurde die Anzahl gemerkter Buchstaben mit 3 malgenommen, da ja eine beliebige Reihe genommen wurde. Man erkennt, dass fast alle Buchstaben genannt werden können, wenn der Ton vorher oder gleichzeitig erscheint. Bereits nach 300 ms können nur noch 6 Buchstaben (also 2 pro Reihe) genannt werden. Dieses Gedächtnis enthält also anscheinend alle Informationen aus dem engen Sehfeld, allerdings nur für recht kurze Zeit - die Inhalte zerfallen sehr schnell. 

Averbach, E., & Coriell, A. S. (1961). Short-term memory in vision. Bell System Technical Journal, 40, 309–328.

In der Studie geht es um die räumliche Kapazität des visuellen Ultrakurzzeitgedächtnisses. Insbesondere fanden die Autoren, dass nicht alle Ort im visuellen Gedächtnis gleichmäßig gut verarbeitet werden konnte. Damit werden die Befunde der Teilberichtsaufgabe von Sperling (1960) erweitert.

Im Versuch werden zwei Reihen von je 8 Buchstaben sehr kurz gezeigt. Nach einer kurzen Pause erscheint dann ein senkrechter Balken über einem Buchstaben der oberen Reihe oder unter einem Buchstaben der unteren Reihe, wobei nur der Balken zu sehen ist und nicht die Buchstaben.

Im Bild links ist ein Beispiel für die 8 Buchstaben zu sehen. Nach einer kurzen Pause ist der Balken aus dem Bild rechts zu sehen, der über dem "E" steht - also müsste jetzt "E" angegeben werden. Die Buchstaben im Bild rechts sind im richtigen Versuch natürlich nicht zu sehen.

Die Aufgabe des Probanden ist es, den entsprechenden Buchstaben zu nennen. Durch die Versuchsanordnung muss der Abruf aus dem visuellen Ultrakurzzeitgedächtnis geschehen. Die zentrale Frage des Versuchs ist, inwieweit alle 16 Positionen gleichgut abgerufen werden können. Die folgende Grafik zeigt als Ergebnis den prozentualen Anteil richtiger Antworten pro Position.

Die rote Kurve im Bild zeigt die Ergebnisse für die obere Reihe von Buchstaben, die blaue für die untere Reihe von Buchstaben. Hier zeigt sich der erste Effekt:

• Auf die Buchstaben der oberen Reihe kann besser zugegriffen werden als auf die Buchstaben der unteren Reihe.

Noch spannender ist der Verlauf der Kurve:

• Bei den mittleren Positionen 4 und 5 gelingt der Abruf am Besten. Die Mitte des visuellen Speichers wird anscheinend bevorzugt verarbeitet.
• Sowohl bei der linken äußeren Position 1 als auch bei der rechten äußeren Position 8 ist der Abruf besser als bei den Positionen 2 und 3 bzw. 6 und 7.

Insgesamt werden damit bestimmte Positionen im visuellen Gedächtnis bevorzugt verarbeitet. Reize im Zentrum werden am besten behalten. Nach außen nimmt die Leistung ab. Ganz am Rande wird die Leistung wieder besser.

• Eine Erklärung dafür könnte sein, dass die Konzentration auf eine bestimmte Position gleichzeitig der Verarbeitung benachbarter Informationen hemmt. Wenn man die Mitte bevorzugt speichert, wird dabei weiter nach außen gehemmt. Ganz außen findet eine Hemmung durch mittlere Positionen statt, aber nicht durch noch weiter äußere Positionen (da hier keine Informationen vorhanden sind). So ist zu Erklärung, dass die beiden äußeren Positionen wieder besser behalten werden.

Der Unterschied zwischen oberer und unterer Reihe könnte mit der typischen Verarbeitung beim Lesen zu tun haben, da wir typischerweise von oben nach unten lesen.

Wenn Sie diesen Effekt einmal selbst erleben wollen, dann können Sie das bei folgendem Link tun:

• Zum Versuch "Balkenindikatoraufgabe"

Sugita, Y., Hidaka, S. & Teramoto, W. (2018). Visual percepts modify iconic
memory in humans. Nature Scientific ReporTS, 8:1396, 1-7. DOI:10.1038/s41598-018-31601-43.

Die menschliche Wahrnehmung ist immer relativ - die Wahrnehmung eines Objekts wird durch andere Objekte in der Umgebung beeinflusst. Sehr schön zeigen das "Täuschungen" wie die Folgende:

Ist das ein Strich, der hinter dem Kasten verläuft? Es scheint so, als sei der linke Teil des Strichs etwas zu tief, um zu dem rechten Teil zu passen.

In Wirklichkeit ist die Linie allerdings durchgängig, wie das folgende Bild zeigt.

Das Vorhandensein des Kastens beeinflusst hier die Wahrnehmung der Linie - die linke Linie wird dadurch im Erleben nach unten verschoben.

Welche Rolle spielt dabei die zeitliche Abfolge der Objekte? Ist diese Täuschung nur dann zu finden, wenn Kasten und Linie gleichzeitig auftauchen? Funktioniert es auch, wenn der Kasten erst und dann die Linie erscheint, und umgekehrt? Dahinter steckt die Frage, was unser Zeitfenster in der visuellen Wahrnehmung ist, innerhalb dessen Informationen integriert werden.

Die Autoren untersuchten dies in einem Versuch, in dem der Kasten 100 ms vor der Linie kurz gezeigt wurde, beide gleichzeitig und 50 bis 300 ms nach der Linie. Gefragt wurde jeweils, ob die Linie durchgängig ist oder nicht. Es zeigt sich, dass die Täuschung nicht auftrat, wenn der Kasten vor der Linie auftauchte. Interessant war weiter, dass die Täuschung sogar noch stärker wurde, wenn erst die Linie und dann bis 200 ms später der Kastetn auftauchte. Die Täuschung verschwand, wenn der Kasten 300 ms später auftauchte.

Die Autoren schlossen daraus, dass eine Integration von Objekten im Zeitraum von ca. 200 ms stattfindet. Interessant ist, dass die Täuschung nur funktioniert, wenn erst die Linienteile auftauchen, dann der Kasten.

Zum Ausprobieren haben wir den Versuch etwas vereinfacht. Es wird die Zeit variiert, wann der Kasten in Relation zur Linie auftaucht. Man muss jeweils angeben, ob die Linie zu tief erscheint oder richtig (oder sogar zu hoch). 

• Hier ist der Link!

Pro Zeitpunkt wird angegeben, wie stark die Täuschung war (also wie häufig "zu tief" geantwortet wurde). Dabei würde man folgendes Muster erwarten:

Wenn der Kasten vor der Linie kommt (-100 ms), erscheint die Linie durchgängig (0). Wenn der Kasten unmittelbar vor der Linie erscheint oder gleichzeitig, erscheint die Linie etwas zu tief, die Täuschung setzt ein (-0.5). Am stärksten ist die Täuschung, wenn der Kasten 100 oder 200 ms nach der Linie erscheint (-1). Erscheint der Kasten zu spät nach 300 ms, verschwindet die Täuschung und die Linie erscheint wieder durchgängig (0).

Posner, M., Nissen, M. & Ogden, W. (1978). Attended and unattended processing modes: The role of set for spatial location. In: Modes of perceiving and processing information, H. Pick & E. Saltzman (Eds.). Hillsdale, N.J.: Erlbaum.

In dem Versuch geht es darum, inwieweit valide Hinweisreize Reaktionen beschleunigen und invalide (falsche) Hinweisreize diese verlangsamen.

Die Aufgabe ist sehr einfach:

• Wenn ein Kreuz auf der linken Seite erscheint, drücke die linke Taste.
• Erscheint das Kreuz auf der rechten Seite, drücke die rechte Taste.

In einigen Durchgängen erscheint in der Mitte als Hinweisreiz ein Pfeil nach links oder nach rechts. Meistens ist dieser Hinweis richtig.

Wenn du es selbst ausprobieren möchtest, hier ist der Link:

Link zum Experiment

Wie die Grafik unten zeigt, wird die Reaktionszeit langsamer, wenn ein invalider Hinweisreiz vorhanden ist. Sie wird schneller, wenn der Hinweisreiz valide ist.

Driver, J., Davis, G., Ricciardelli, P., Kidd, P., Maxwell, E., & Baron-Cohen, S. (1999).
Gaze perception triggers reflexive visuospatial orienting. Visual Cognition,
6, 509–540.

In diesem Versuch geht es darum, inwieweit die Aufmerksamkeit unwillkürlich durch Hinweisreize in eine bestimmte Richtung gelenkt werden kann. Das Besondere daran ist, das als Hinweisreize nicht Pfeile oder Markierungen dienen, sondern ein Gesicht einer Person, die in eine bestimmte Richtung schaut. Hier ein Beispiel dafür:

Die Frage ist, ob auch ein solcher Reiz zu einer unwillkürlichen Ausrichtung der Aufmerksamkeit führt. Wenn dies der Fall wäre, würde man bei dem Bild oben unwillkürlich nach links schauen. Erscheint dann ein Zielreiz links, sollte die Reaktionszeit schneller sein, als wenn der Zielreiz rechts erscheint. Sie können dies gerne selbst ausprobieren:

• Hier ist der Link zum Versuch!

Den Probanden wurde extra gesagt, dass die Blickrichtung nicht informativ ist, in der Hälfte der Fälle schaut die Frau in die richtige Richtung, in der anderen Hälfte in die falsche Richtung.

Ausgewertet wurde die Reaktionszeit. Die folgende Abbildung zeigt diese bei richtigen und falschen Hinweisreizen.

Das Ergebnis bestätigt die Vermutung: Die Reaktionszeit ist schneller, wenn die Frau in die Richtung schaut, wo dann der Reiz auftaucht. Es dauert etwa 15 ms länger, wenn die Frau in die falsche Richtung schaut. Auch diese Art von ökologisch validen Hinweisreizen lenkt also ganz unwillkürlich die Aufmerksamkeit aus. Dies passiert auch dann, wenn der Hinweisreiz eigentlich nicht informativ ist, also in der Hälfte der Fälle falsch!

LaBerge, D. (1983). Spatial Extent of Attention to Letters and Words. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 9(3), 371-379.

In dem Versuch geht es darum, inwieweit die visuelle Aufmerksamkeit in einem sehr engen Bereich fokussiert werden kann. Dazu werden Wörter mit 5 Buchstaben präsentiert, wobei diese entweder als Ganzes verarbeitet werden sollen (das Wort verstehen) oder in ihren Einzelteilen (nach einzelnen Buchstaben suchen). Um diese Verarbeitung zu erreichen, gibt es zwei Bedingungen:

• Verarbeitung als Ganzes: In der ersten Bedingung sollen die Wörter danach kategorisiert werden, ob es sich um Namen handelt oder um Gegenstände.
• Verarbeitung in Einzelteilen: In der zweiten Bedingung soll der mittlere Buchstabe der Wörter danach kategorisiert werden, ob er am Anfang des Alphabets steht (B-I) oder am Ende (S-Z).

Um die Auswirkung dieser Aufmerksamkeitsausrichtung zu prüfen, werden zwischendurch Muster mit "xxxxx" gezeigt, in denen entweder eine 7 ("x7xxx") oder ein Z oder T ("xxxTx") enthalten sind. Bei einer 7 soll eine Taste gedrückt werden, bei Z oder T eine andere.

Gemessen wird dann, wie lange die Reaktionszeit bei der 7 ist in Abhängigkeit von der Position. Die Abbildung zeigt das Ergebnis aus dem ersten Versuch. Wie die blaue Kurve zeigt, ändert sich die Reaktionszeit praktisch nicht in Abhängigkeit von der Position, wenn man die ganzen Worte verarbeiten sollte. Ganz anders ist es bei der roten Kurve: Hier hatte man sich in der Hauptaufgabe auf den mittleren Buchstaben konzentriert, der klassifiziert werden sollte. Erscheint dann die 7 auch in der Mitte, ist die Reaktionszeit sehr kurz. Erscheint die 7 weiter rechts oder links, wird die Reaktionszeit umso länger, je weiter außen die Zahl auftaucht. 

Man kann offensichtlich die visuelle Aufmerksamkeit so eng bündeln, dass man nur einen Buchstaben wahrnimmt. Wenn dann Zielreize an einer anderen Stelle auftauchen, muss die Aufmerksamkeit verlagert werden. Ist die Aufmerksamkeit dagegen breiter ausgerichtet (auf das ganze Wort), dann kann man die Zahl unabhängig vom Ort immer gleich schnell erkennen.

Hier kann man den Versuch selbst durchführen:

• Versuchsteil mit Ausrichtung auf Wörter
• Versuchsteil mit Ausrichtung auf den mittleren Buchstaben

Viel Spaß beim Versuch!

Tsal, Y. & Lavie, N. (1988). Attending to color and shape: The special role of location in selective visual processing. Perception & Psychophysics, 44(1), 15-21.

In dem Versuch geht es darum, inwieweit man die Aufmerksamkeit selektiv auf Farben lenken kann. 

In jedem Durchgang sieht man 9 bunte Buchstaben, die im Kreis angeordnet sind. Es gibt 3 Buchstaben von jeder Farbe. Man soll sich möglichst viele Buchstaben merken und die dann nachher eingeben.

Es gibt eine zusätzliche Bedingung: Man soll als erstes einen roten Buchstaben nennen! Und danach alle anderen, die man sich noch gemerkt hat.

Die Frage war, ob durch diese Konzentration auf einen roten Buchstaben man sich dann weitere rote Buchstaben merkt oder eher Buchstaben, die direkt neben dem roten Buchstaben liegen.

Ausgewertet wurde die Anzahl der genannten Buchstaben nach dem ersten roten. Dies wurde berechnet als:

• Prozentsatz der weiteren roten Buchstaben
• Prozentsatz der benachbarten Buchstaben (die zwei direkt neben dem ersten Buchstaben)
• Prozentsatz der anderen Buchstaben.

Die folgende Abbildung zeigt die Ergebnisse.

Das Ergebnis ist sehr eindeutig: 

• Benachbarte Buchstaben werden viel häufiger (32 %) genannt als rote Buchstaben (14 %)

Wenn man einen roten Buchstaben nennen soll, dann richtet man die Aufmerksamkeit auf den Ort aus, an dem ein roter Buchstabe ist. Dadurch kann man benachbarte Buchstaben gut merken. Um weitere rote Buchstaben zu nennen, müsste man die Aufmerksamkeit auf einen anderen Ort ausrichten. Dazu reicht die Zeit anscheinend nicht aus, da das Bild im visuellen Ultrakurzzeitspeicher zerfällt.

Hier können Sie diesen Versuch selbst machen!

 Uns war allerdings aufgefallen, dass dies möglicherweise ein Effekt der Instruktion ist. Was passiert, wenn man die Probanden von vornherein instruiert, möglichst alle roten Buchstaben zu nennen und danach erst noch weitere, die man behalten hat?

Sie können dies hier selbst ausprobieren!

Uns schien es, dass sich dann das Ergebnis ändert. Im Selbstversuch konnte ich 69 % der roten Buchstaben nennen, 0 % der benachbarten. Man sollte das mal in einer Bachelorarbeit untersuchen...

Navon, D. (1977). Forest before Trees: The Precedence of Global Features in Visual Perception. Cognitive Psychology, 9, 353-383.

In dem Experiment geht es um die unwillkürliche Verarbeitung von Informationen. Das tritt auf, wenn ein Reiz mehrere Informationen enthält. Wenn man zum Beispiel folgende Figur anschaut:

S           S

S     S    S

S           S

Man kann sich hier auf die kleinen S konzentrieren, oder aber das große H sehen. Wenn man sich auf das eine konzentriert, kann man das andere ignorieren oder wird es unwillkürlich verarbeitet?

Man kann dies sehr gut prüfen, indem man entweder dieselben konsistenten Informationen liefert (ein großes H aus kleinen H) oder entgegengesetzte inkonsistente (ein großes H aus kleinen S wie im Beispiel). Man kann dann Probanden bitten,

• entweder nur auf den großen Buchstaben zu reagieren und die kleinen zu ignorieren (er nennt dies "globale" Ausrichtung)
• oder nur auf die kleinen Buchstaben zu reagieren und die großen zu ignorieren (dies heißt "lokale" Ausrichtung)

Die folgende Abbildung zeigt die Ergebnisse aus dem Originalversuch (Experiment 3).

Dargestellt sind die Reaktionszeiten.

• Man sieht zunächst, dass die Reaktion auf globale Reize (die großen Buchstaben) deutlich schneller geht (die rote Linie) als auf lokale, kleine Buchstaben (die blaue Linie). 
• Man sieht bei der blauen Linie, dass wenn man auf die kleinen Buchstaben reagieren soll (also z.B. auf ein kleines S) und der große Buchstabe aber anders ist (z.B. ein großes H aus kleinen S) die Reaktionszeit deutlich länger ist (Bedingung inkonsistent). 

Dieser Effekt zeigt, dass man zwar versucht, sich auf die kleinen Buchstaben zu konzentrieren, man es aber nicht schafft, die großen zu ignorieren. Man muss erst die Information über den großen Buchstaben hemmen, bevor man reagieren kann.

Dieser Effekt tritt nicht auf, wenn man sich auf die großen Buchstaben konzentriert. Dann kann man die kleinen Buchstaben offensichtlich gut ignorieren.

Deshalb nannte Navon seinen Artikel auch "Forest Before Trees" - man sieht immer den Wald, die einzelnen Bäume kann man gut ignorieren, den Wald aber nicht.

Probieren Sie es selbst:

• Hier geht es zum Versuch mit globaler Ausrichtung.
• Und hier zum Versuch mit lokaler Ausrichtung.

Eriksen, B. A., & Eriksen, C. W. (1974). Effects of noise letters upon the identification of a target letter in a nonsearch task. Perception & Psychophysics, 16(1), 143–149. https://doi.org/10.3758/BF03203267 

Hier ist der Link zum Versuch!

In dem Versuch geht es um eine einfache Wahlreaktion:

• Bei den Buchstaben H und K soll die linke Taste gedrückt werden.
• Bei S und C soll die rechte Taste gedrückt werden.

Die Buchstaben erscheinen einmal einzeln (Baseline). in den weiteren Bedingungen ist der Buchstabe jeweils von 6 weiteren umgeben, also z.B.:

• KKKHKKK

Es geht darum, inwieweit diese umgebenden Buchstaben unwillkürlich mit verarbeitet werden. Dazu gibt es folgende Bedingungen:

• Derselbe Buchstabe
• Dieselbe Reaktion (also H umgeben mit K, S umgeben mit C usw.)
• Die gegensätzliche Reaktion (also H umgeben mit S)
• Unähnliche Buchstaben (Noise)
• Ähnliche Buchstaben (Noise)

Die Grafik zeigt die Ergebnisse.

• Die Reaktion war am schnellsten, wenn die Buchstaben alleine gezeigt wurden. 
• Dergleiche Buchstabe und die gleiche Reaktion waren etwas langsamer, werden also mit verarbeitet.
• Unähnlicher und ähnlicher Noise verzögern die Reaktion noch etwas mehr.
• Ungleiche Reaktion verzögert am meisten.

Insgesamt werden also die umgebenden Informationen unwillkürlich mit verarbeitet. Wenn sie eine andere Reaktion nahelegen als der zentrale Buchstabe, muss dieser Konflikt erst aufgelöst werden, was zur größten Verzögerung führt.

Chaikin, J.D., Corbin, H.H. & Volkmann, J. (1962). Mapping a field of short-term visual search. Science 138 (3547), 1327-1328.

Hier geht es um die Frage, in welchem Bereich des Sehfelds eine automatische Verarbeitung von Grundeigenschaften stattfindet. Dazu wird der Pop-Out Effekt genutzt. Gezeigt werden 9 x 9 Kreise in einer Matrix mit 9 Zeilen und 9 Spalten. Einer der Kreise wird durch ein Dreieck ersetzt. Da das Dreieck eine ganz andere Form hat, fällt dies beim Draufschauen sofort auf und zieht die Aufmerksamkeit auf sich. In dem Versuch wird nur untersucht, ob dies tatsächlich im ganzen Sehfeld funktioniert. Dazu wird die Matrix immer nur ganz kurz gezeigt und man muss angeben, ob man ein Dreieck gesehen hat oder nicht.

In dem Originalversuch ergab sich das folgende Ergebnis:

Für jedes Feld in der Matrix ist angegeben, wie häufig dort das Dreieck gesehen wurde. Das Dreieck wurde an jeder Stelle 16 Mal gezeigt. Im mittleren Bereich (dunkelgrau hinterlegt) findet man entsprechend auch die 16 - hier funktioniert die automatische Verarbeitung sehr gut. Zu den Rändern hin und oben und unten wird das Dreieck dagegen nur sehr selten entdeckt. Im Original war die Matrix 25 cm hoch und breit und wurde aus 2 Metern Abstand angeschaut. Es ist also nur ein sehr enger Bereich des Sehfelds, in dem eine automatische Verarbeitung von Grundeigenschaften von Objekten stattfindet.

Und hier können Sie das selbst ausprobieren. Wir präsentieren jede Position nur 3 Mal. Dennoch dauert der Versuch mit 81 Positionen etwas länger:

• Hier ist der Link zum Versuch.

Treisman, A.M. & Gelade, G. (1980). A Feature-Integration Theory of Attention. Cognitive Psychology, 12, 97-136.

In dem Versuch geht es darum, wann eine serielle Suche notwendig ist und unter welchen Umständen eine parallele Suche möglich ist.

• Serielle Suche heißt, man schaut sich der Reihe nach alle Objekt an, solange bis man das geforderte Objekt findet.
• Parallele Suche heißt, dann man sich alle Objekte gleichzeitig anschaut und das geforderte Objekt sofort ins Auge springt.

Die Idee ist dabei, dass eine parallele Suche möglich ist, wenn sich das gesucht Objekt in genau einer Grundeigenschaft von allen anderen Objekte unterscheidet.

• Grundeigenschaft Farbe: Wenn ein Buchstabe blau ist, und alle anderen braun oder grün.
• Grundeigenschaft Form: Wenn ein Buchstabe rund ist (S), alle anderen kantig/eckig (X oder T).

Wie kann man zeigen, dass dann tatsächliche eine parallele Suche stattfindet? Ganz einfach, in dem man die Anzahl der Distraktoren variiert. Was passiert, wenn man in der einen Bedingung 5 Distraktoren hat, in der zweiten Bedingung 30?

• Wenn eine serielle Suche notwendig ist, dauert die Suche bei 30 Distraktoren viel länger - es müssen ja viel mehr Objekte angeschaut werden.
• Wenn eine parallele Suche möglich ist, müsste die Suchzeit bei 5 und 30 Distraktoren vergleichbar lang sein.

Damit gibt es zwei Experimente, um das nachzuweisen:

• In Experiment 1 unterscheidet sich der Zielreiz nicht in nur einem Merkmal, sondern man muss zwei Merkmale kombinieren. Gesucht ist ein grünes T, wobei die Distraktoren grüne und braune T und X sind. Es reicht nicht, nur nach grünen Buchstaben zu suchen, weil es könnte ja noch ein X sein. Und es reicht nicht, nach T zu suchen, weil das könnte ja braun sein. Hier müsste eine serielle Suche notwendig sein.
• In Experiment 2 sucht man nach einem blauen Buchstaben oder nach einem S, wobei die Distraktoren grün oder braun sind und außerdem X oder T sind. Hier reicht es nach blauen Buchstaben oder nach einem S zu suchen. Man muss keine Merkmale kombinieren, obwohl man genau wie in Experiment 1 nach zwei Eigenschaften sucht (entweder blau oder S). Hier müsste eine parallele Suche möglich sein.

In beiden Experimenten wird die Anzahl der Distraktoren variiert. Die folgende Grafik zeigt die Ergebnisse aus dem ersten Experiment nach der Studie von Treisman & Gelade (1980).

Die blaue Kurve zeigt die Suchzeiten, wenn kein Zielreiz vorhanden ist. Auf der x-Achse ist die Anzahl der Distraktoren dargestellt. Je mehr Distraktoren vorhanden sind, um so länger dauert es, um sich sicher zu sein, dass kein Zielreiz vorhanden ist.

Spannender ist die rote Kurve: Die Zeit, um das Target zu finden, wird umso länger, je mehr Distraktoren vorhanden sind. 

• Anscheinend müssen bei dieser Suchaufgabe, wo mehrere Eigenschaften kombiniert werden müssen, um das Target zu finden, die Objekte einzeln, also seriell durchsucht werden.

Die nächste Grafik zeigt das Ergebnis bei der zweiten Suchaufgabe:

Auch hier zeigt die blaue Kurve wieder die Suchzeiten, wenn kein Zielreiz vorhanden ist. Wie in der erste Grafik nimmt die Suchzeit zu, je mehr Distraktoren vorhanden sind.

Spannender ist die rote Kurve: Die Zeit, um den Zielreiz zu finden, ist weitgehend unabhängig von der Anzahl der Distraktoren! Das zeigt, dass die Suche nach nur einer Eigenschaft, in der sich der Zielreiz von den Distraktoren unterscheidet, parallel geschieht! Dabei ist egal, ob diese eine Eigenschaft die Farbe (blau) oder der spezielle Buchstabe (S) ist.

Also:

• Wenn sich ein Zielreiz in einer Grundeigenschaft von den Distraktoren unterscheidet, ist eine parallele Suche möglich.
• Wenn sich der Zielreiz in einer Kombination aus zwei Eigenschaften von den Distraktoren unterscheidet, ist eine serielle Suche notwendig.

Das zeigt, dass die Integration von Informationen ein Prozess ist, der die volle Aufmerksamkeit verlangt und deshalb jedes Objekt einzeln so verarbeitet werden muss.

Und jetzt probieren Sie es selbst:

• Hier ist der Versuch mit den kombinierten Eigenschaften, also serielle Suche.
• Hier ist der Versuch mit der einen Eigenschaft, also parallele Suche.

Mal sehen, wie Ihre Ergebnisse sind...

Neisser, U. (1963). Decision-time without reaction-time: Experiments in visual scanning. The American Journal of Psychology, 76(3), 376-385.

Bei der visuellen Suche gibt es Bedingungen, wo man gleichzeitig, mit paralleler Verarbeitung, die vorhandenen Objekte verarbeiten kann. Unter anderen Umständen ist dies nicht möglich, sondern die Objekte müssen der Reihe nach verarbeitet werden.

In dem Versuch von Neisser (1963) wurde dieser Effekt untersucht. Vorgegeben wurde eine Matrix, z.B.:

In dieser Matrix sollte man ein "Z" finden. Es ist hier in der 5. Zeile in der Mitte. Es gab eine weitere Matrix mit nur 2 Spalten, also zwei Buchtstaben pro Zeile. Der Zielreiz "Z" konnte an jeder Position vorkommen. Berechnet wurde dann die durchschnittliche Suchzeit pro Zeile.

Wie man es bei einer seriellen Suche erwarten würde, war diese durchschnittliche Suchzeit pro Zeile kürzer, wenn nur zwei Buchstaben pro Zeile vorhanden waren als bei fünf Buchstaben pro Zeile. Dies zeigt die blaue Linie in der folgenden Abbildung. 

Es gab dann noch eine zweite Bedingung, bei der ein Q gesucht werden sollte. Die Ergebnisse dafür zeigt die rote Linie in der Abbildung. Insgesamt wurde das Q wesentlich schneller gefunden. Weiter war die Suchzeit bei fünf Buchstaben pro Zeile nicht wesentlich langsamer als bei nur zwei Buchstaben. Dies spricht für eine parallele Suche - anscheinend kann man bei einem Q alle Buchstaben gleichzeitig, parallel verarbeiten.

Woran liegt das? Die Vermutung von Neisser (1963) war, dass der Kontext, die anderen Buchstaben, eine Rolle spielen. Das Z ist diesen Buchstaben recht ähnlich, mit geraden Linien. Das Q ist der einzige runde Buchstabe. In dem Augenblick, wo sich ein Objekt in grundlegenden Eigenschaften von anderen Objekten unterscheidet, kann dies sofort entdeckt werden, weil wohl parallel und gleichzeitig bei allen Objekten diese grundlegenden Eigenschaften wahrgenommen werden.

Neisser (1963) konnte diese Vermutung bestätigen. Verwenden man runde Buchstaben statt der hier gezeigten, ist auch bei Q die mittlere Suchzeit bei fünf Buchstaben länger als bei zwei Buchstaben.

Hier kann man den Versuch selbst durchführen - es ist faszinierend, wie viel einfacher die Suche nach dem Q ist!

Je nach Kontext - wie stark sich ein Zielreiz von anderen unterscheidet - kann also eine serielle Suche notwendig sein, bei dem jeder einzelne Reiz verarbeitet werden muss. Oder es kann eine parallele Suche möglich sein, wenn sich der Zielreiz sehr stark von den anderen unterscheidet. 

Henderson, L. & Chard, J. (1978). Semantic effects in visual word detection with visual similarity controlled. Perception & Psychophysics, 23(4), 290-298.

Bei der visuellen Suche spielt der Kontext eine wichtige Rolle. Wenn ein Zielreiz sich sehr stark von den anderen Reize unterscheidet und die anderen Reize relativ ähnlich sind, wird ein Zielreiz schneller gefunden. Je ähnlicher Zielreiz und andere Reize sind, umso länger dauert die Suche. Gilt dies auch, wenn es nicht visuelle, sondern semantische, inhaltliche Ähnlichkeit ist?

Henderson & Chard (1978) untersuchten dies, indem sie entweder einen bestimmten männlichen Namen in anderen männlichen Namen suchen ließen oder in Tiernamen (und umgekehrt). Gemessen wurde die Suchzeit. Unterschieden wurde dabei nach Durchgängen, wo der Zielreiz auch wirklich vorhanden war und anderen Durchgängen, wo er nicht vorhanden war (hier musste man alle Namen durchgehen um sicherzustellen, dass der Zielreiz nicht vorhanden ist).

Die folgende Abbildung zeigt die Suchzeiten in den Fällen wo der Kontext und der Zielreiz aus der gleichen semantischen Kategorie kommen (Jungenname in Jungennamen) und aus einer anderen (Jungenname in Tiernamen).

Die blaue Kurve zeigt die Suchzeiten, wenn man den Zielreiz in derselben semantischen Kategorie sucht. Hier dauert es deutlich länger, den Zielreiz zu finden, als wenn die anderen Reize semantisch unähnlich sind. Auch wenn der Zielreiz nicht vorhanden ist und alle Reize durchsucht werden müssen, dauert die Suche deutlich länger. Wenn der Zielreiz den Distraktoren semantisch ähnlich ist, fällt es schwieriger und dauert länger zu erkennen, dass ein semantisch ähnliches Wort nicht der Zielreiz ist.

Bei der Suche spielt also nicht nur die visuelle Ähnlichkeit eine Rolle, sondern auch die inhaltliche, semantische Ähnlichkeit.

• Und hier kann man diesen Versuch selbst probieren!

In dem Versuch geht es darum, wie die Bewegungsdauer mit der Maus von der Größe des Zielobjekts und der Länge des Wegs abhängt.

Der Versuch ist ganz einfach. Es gibt ein kleines, mittleres und großes Rechteck. Dies taucht links, in der Mitte oder rechts auf dem Bildschirm auf. Gehe mit der Maus so schnell wie möglich zum Rechteckt, das neu auftaucht. Sobald du es berührst, erscheint das nächste Rechteck.

• Hier ist der Link zum Experiment!

Das Experiment zeigt sehr schön, dass die Bewegungszeit in einer linearen Beziehung steht zur Größe des Zielreizes und der Länge des Weges.

Lavie, N. (1995). Perceptual Load as a Necessary Condition for Selective Attention. Journal of Experimental Psychologie: Human Perception and Performance, 21(3), 451-468.

Braucht man kognitive Ressourcen, um die verschiedenen Informationen im Sehfeld gleichzeitig zu verarbeiten? Und wie kann man das nachweisen?

Um das zu untersuchen, gab Lavie Probanden die Aufgabe, auf ein x mit der Taste x zu reagieren, auf ein z mit der Taste z. Diese Aufgabe gab es in zwei Varianten, die unterschiedlich schwierig waren:

• Ein Buchstabe - Einfach: Es tauchte nur entweder ein x oder ein z auf.
• Viele Buchstaben - Schwierig: Es tauchten 5 Buchstaben auf, bei denen entweder x oder z enthalten waren, an unterschiedlichen Positionen, z.B. "vnmsx".

Zusätzlich tauchte über oder unten den Buchstaben noch entweder eine großes Z oder ein großes X auf, das ignoriert werden sollte. Der große Buchstabe konnte derselbe sein, wie der kleine auf den reagiert werden sollte (kompatibel: X und x, oder Z und z) oder der jeweils andere (inkompatibel: Z und x, X und z). 

Wenn dieser große Buchstabe dann doch verarbeitet wird, sollten die Reaktionszeiten länger sein in der inkompatiblen Bedingung und kürzer, wenn großer und kleiner Buchstabe übereinstimmen (kompatibel).

Die Frage war nun, ob diese Verarbeitung durch die unterschiedliche Belastung durch einfache und schwierige Aufgaben beeinflusst wird. Das Ergebnis ist im Bild dargestellt.

Bei der einfachen Aufgabe (blau dargestellt) ist die Reaktionszeit in der inkompatiblen Bedingung deutlich langsamer, d.h. der Distraktor wird mit verarbeitet und es erfordert Zeit, ihn zu ignorieren.

Bei der schweren Aufgabe ist dieser Unterschied fast nicht zu finden. Die Bearbeitung der Aufgabe selbst erfordert so viele Ressourcen, dass der Distraktor gar nicht verarbeitet werden kann. Deshalb kann er auch nicht stören. 

Damit ist es zwar möglich, Informationen an mehreren Orten gleichzeitig zu verarbeiten, aber das erfordert Ressourcen. Wenn die Hauptaufgabe schwerer wird, konzentriert sich die Verarbeitung ganz auf diese Hauptaufgabe.

Man kann das Ergebnis aber auch anders interpretieren: Wenn man das x oder z in vielen Buchstaben suchen muss, muss man die Aufmerksamkeit ganz auf diese Buchstaben konzentrieren. Dadurch werden umgebende Reize, wie die Distraktoren, ausgeblendet. Es geht also gar nicht um die Beanspruchung von Ressourcen, sondern um die Konzentration der Aufmerksamkeit auf das Wesentliche.

Und hier können Sie es selbst probieren:

• Hier ist der Versuch von Lavie (1995).