Kognitive Prozesse in Labyrinthaufgaben mit vollständig sichtbarem Wegsystem bei gesunden Personen

Abstract

Labyrinthaufgaben werden seit Beginn des zwanzigsten Jahrhundert zur Untersuchung von Prozessen spatialer Informationsverarbeitungsowohl im Animal- wie auch im Humanbereich verwendet. Dabei werden sie nicht nur in einer Vielzahl unterschiedlicher Realisierungen,sondern auch im Kontext verschiedener Fragestellungen wie beispielsweise der allgemeinen oder differentiellen Psychologie, derNeuropsychologie oder auch der Psychiatrie eingesetzt. Beim Lösen von Labyrinthaufgaben wird nicht allein eine bestimmte kognitiveFunktion beansprucht, sondern zahlreiche Subfunktionen, deren Zusammenspiel als entscheidend für eine erfolgreiche Aufgabenlösungbetrachtet wird. Bei Labyrinthaufgaben mit vollständig sichtbarem Wegsystem wird insbesondere eine Koordination zwischen eherperzeptiven und eher aktionalen Subprozessen als entscheidend für eine erfolgreiche Aufgabenlösung angesehen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist in drei experimentellen Untersuchungen mit gesunden Personen auf der Basis von Verhaltensmessungenwährend der Labyrinthlösung, Einblick in die bei der Aufgabenbearbeitung eingesetzten kognitiven Subprozesse und ihr Zusammenspiel inAbhängigkeit von Merkmalen der Aufgabe zu gewinnen. In der ersten Untersuchung werden verschiedene Merkmale der präsentiertenLabyrinthe wie Zahl und Form von Sackgassen variiert. Die Wirkung dieser Manipulationen auf verschiedene Aspekte des Verhaltens, wiedie Qualität der Lösung, die Präzision der Bewegung und den Zeitbedarf der Bearbeitung, wird analysiert. In der zweiten Untersuchungwerden Reizkomplexität und Bewegungsschwierigkeit variiert. Hier interessiert besonders die Relation zwischen Prozessen derStimulusanalyse und der Bewegungssteuerung, da als das Hauptmerkmal von Labyrinthaufgaben mit vollständig sichtbarem Wegsystemdie Umsetzung der Ergebnisse visueller Reizverarbeitung in Bewegungen angesehen werden kann. In einem dritten Experiment wird dieAllokation von Aufmerksamkeitsressourcen auf die zur Lösung notwendigen Arbeitsgedächtnisprozesse und die Kontrolle vonBewegungen untersucht. Manipulationen der Labyrinthstruktur, mit denen Stimulusanalyse- und Entscheidungsprozesse beeinflußt werden sollten, wirkten sich dabeiunterschiedlich auf einzelne Aspekte des Verhaltens aus. So scheinen Stimulusanalyseprozesse, wenn die Instruktion präziserBewegungen betont wird, vornehmlich in Bewegungspausen abzulaufen. Dagegen finden Entscheidungsprozesse während des Ablaufesvon Bewegungen statt. Hinweise auf eine Konkurrenz stimulus- und responsebezogener kognitiver Prozesse um limitierte Ressourcen,etwa der Aufmerksamkeit oder der Speicherkapazität des Arbeitsgedächtnisses, während des Ablaufes der Bearbeitung, ließen sich nichtbeobachten. Jedoch wurde entsprechend den aktuellen Anforderungen der Aufgabe an die Bewegungsschwierigkeit von eher paralleler zuserieller Verarbeitung gewechselt. Erschien die Bewegungspräzision weniger wichtig, liefen Stimulusanalyseprozesse zunehmend auchwährend der Bewegungen ab. Dies legt nahe, daß die Zuteilung von limitierten Ressourcen zu den unterschiedlichen Bereichen kognitiverVerarbeitung schon unmittelbar nach Präsentation der Labyrinthe auf der Basis von Vorerfahrungen erfolgt. Die Ergebnisse legen nahe,daß das Verhalten gesunder Personen bei der Bearbeitung von Labyrinthen durch eine hohe Adaptivität gekennzeichnet ist, wobei sichkaum Unterschiede zwischen den Geschlechtern nachweisen ließen. Since the beginning of the 20th century maze tasks are used to analyse spatial information processing in animals as well as in human.Mazes are applied not only in a multitude of realisations, but also in the context of various areas of research. So maze tasks were used ingeneral and differential psychology, neuro-psychology and psychiatry. Successful solutions of mazes require not only a single cognitivefunction, but many sub-functions are involved simultaneously. If the system of paths is completely visible, a co-ordination betweenperceptive and actional sub-processes is considered to be of particular importance. The aim of the present publication is to gain insight into the cognitive sub-processes and their interactions during maze tasks. In threeexperiments with healthy subjects effects of the characteristic features of maze tasks are analysed by means of behavioural measurements.A first experiment varies existence, number and shape of dead-ends in the mazes. The effects of these manipulations on different aspectsof behaviour (quality of task solution, precision of movement, timing) are analysed. In a second experiment complexity of stimuli anddifficulty of movement is manipulated in order to investigate the relationship between processes of stimulus analysis and motor behaviour.This aspect seems to be important in mazes with visible paths, because they require a continuous translation of results of stimulus analysisinto movements. A third experiment investigates the allocation of attentional resources with regard to processes of working memory andmotor actions. Experimental variations of maze stimuli, which were expected to influence stimulus analysis and decision making processes, effecteddifferent aspects of observable behaviour. Stimulus analysis is done primarily in standstills of motion. In contrast, decision making isperformed simultaneously with movements. Stimulus- and response-related cognitive processing did not compete for limited resources asattention or the storage capacity of working memory. There was evidence, however, that depending on the present demands of the tasksubjects changed from parallel to serial processing. If the precision of movements seemed to be less important for the subjects, stimulusanalysis was done more and more simultaneously with movements. This suggests that an assignment of limited resources to differentareas of cognitive processing is done immediately after the presentation of a maze and depends on former experience with the task.Results imply that maze solving behaviour of healthy subjects is characterised by a high adaptivity without marked differences betweenmale and female maze solvers.