Augenbewegungen könnten das fehlende Glied in unserem Verständnis des Gedächtnisses sein

Menschen haben die faszinierende Fähigkeit, Ereignisse bis ins kleinste Detail vor dem geistigen Auge nachzubilden. Vor über 50 Jahren stellten Donald Hebb und Ulrich Neisser, die Urväter der kognitiven Psychologie, die Theorie auf, dass Augenbewegungen für unsere Fähigkeit dazu von entscheidender Bedeutung sind. Sie wiesen darauf hin, dass wir unsere Augen nicht nur bewegen, um visuelle sensorische Informationen zu erhalten, sondern auch um im Gedächtnis gespeicherte Informationen abzurufen. Unsere jüngste Studie liefert den bisher einzigen akademischen Beweis für ihre Theorie.

Es könnte der Forschung in allen Bereichen von der Humanbiologie bis zur Robotik helfen. Zum Beispiel könnte es ein neues Licht auf die Verbindung zwischen Augenbewegungen, mentalen Bildern und Träumen werfen.

Wir können jeweils nur Informationen aus einem kleinen Teil unseres Gesichtsfeldes verarbeiten. Wir überwinden diese Einschränkung, indem wir unsere Aufmerksamkeit durch Augenbewegungen ständig verschieben. Augenbewegungen treten in Sequenzen von Fixationen und Sakkaden auf. Fixationen treten drei- bis viermal pro Sekunde auf und sind die kurzen Momente der Konzentration, die es uns ermöglichen, visuelle Informationen abzutasten, und Sakkaden sind die schnellen Bewegungen von einem Fixationspunkt zum anderen.

Obwohl an jedem Fixationspunkt nur eine begrenzte Menge an Informationen verarbeitet werden kann, verbindet eine Abfolge von Augenbewegungen visuelle Details (z. B. Gesichter und Objekte). Es ermöglicht uns, eine Erinnerung an das zu codieren, was wir als Ganzes sehen können. Unser visuelles Abtasten der Welt – durch unsere Augenbewegungen – bestimmt den Inhalt der Erinnerungen, die unser Gehirn speichert.

Eine Reise in die Vergangenheit

In unserer Studie sahen sich 60 Teilnehmer Bilder von Szenen und Objekten an, z. B. eine Stadtansicht und Gemüse auf einer Küchentheke. Nach einer kurzen Pause wurden sie gebeten, die Bilder so vollständig wie möglich abzurufen, während sie auf einen leeren Bildschirm blickten. Sie bewerteten die Qualität ihres Gedächtnisses und wurden gebeten, das richtige Bild aus einer Reihe sehr ähnlicher Bilder auszuwählen. Unter Verwendung modernster Eye-Tracking-Techniken maßen wir die Scanpfade der Teilnehmer, ihre Sequenzen von Augenbewegungen, sowohl während sie die Bilder betrachteten als auch als sie sich an sie erinnerten.

Wir haben gezeigt, dass die Scanpfade während des Gedächtnisabrufs mit der Gedächtnisqualität der Teilnehmer zusammenhängen. Wenn die Scanpfade der Teilnehmer die Art und Weise, wie sich ihre Augen beim Betrachten des Originalbildes bewegten, am ehesten reproduzierten, gaben sie während der Erinnerung ihr Bestes. Unsere Ergebnisse belegen, dass die tatsächliche Wiedergabe einer Augenbewegungssequenz die Gedächtnisrekonstruktion stimuliert.

Wir analysierten verschiedene Merkmale, wie die Scanpfade der Teilnehmer in Raum und Zeit fortschritten, wie die Reihenfolge der Fixierungen und die Richtung der Sakkaden. Einige Scanpfad-Merkmale waren wichtiger als andere, abhängig von der Art des durchsuchten Speichers. Beispielsweise war die Richtung der Augenbewegungen wichtiger, wenn man sich an Details erinnerte, wie Gebäck auf einem Tisch nebeneinander platziert wurde, als wenn man sich an die Form einer Felsformation erinnerte. Diese Unterschiede können auf unterschiedliche Speicheranforderungen zurückgeführt werden. Die Rekonstruktion des genauen Layouts des Gebäcks ist anspruchsvoller als die Rekonstruktion des groben Layouts einer Felsformation.

Das episodische Gedächtnis ermöglicht es uns, mental durch die Zeit zu reisen, um vergangene Erfahrungen wiederzuerleben. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass wir dazu neigen, Blickmuster des ursprünglichen Ereignisses zu replizieren, an das wir uns zu erinnern versuchen, und dass die Blickpositionen während des Abrufens von Erinnerungen wichtige Konsequenzen für das haben, woran Sie sich erinnern. Bei diesen Ergebnissen dreht sich alles um den statischen Blick, nicht um Augenbewegungen.

Die Theorie von Donald und Ulrich aus dem Jahr 1968 besagte, dass Augenbewegungen verwendet werden, um “Teilbilder” zu organisieren und zu einem Gesamtbild zusammenzusetzen, das während der episodischen Erinnerung betrachtet wird. Unsere Studie hat gezeigt, dass die Art und Weise, wie sich Scanpfade im Laufe der Zeit entfalten, der Schlüssel zur Wiederherstellung von Erfahrungen in unserem Geist ist.

Einen Schritt nach vorne

Die Ergebnisse könnten für die Forschung in den kognitiven Neurowissenschaften und der Humanbiologie und in so unterschiedlichen Bereichen wie Informatik und Bildverarbeitung, Robotik, Arbeitsplatzgestaltung sowie klinischer Psychologie wichtig sein. Tatsächlich liefern sie Verhaltensbeweise für eine entscheidende Verbindung zwischen Augenbewegungen und kognitiver Verarbeitung, die für Behandlungen wie die Rehabilitation von Hirnverletzungen genutzt werden kann. Beispielsweise ist Eye Movement Desensitization and Reprocessing (EMDR) eine etablierte psychotherapeutische Behandlung der posttraumatischen Belastungsstörung (PTSD).

In dieser Therapie konzentriert sich der Patient auf das Trauma und führt bilaterale Augenbewegungen durch, was mit einer Verringerung der Lebendigkeit und Emotion verbunden ist, die mit der Erinnerung an das Trauma verbunden sind. Doch die Mechanismen, die der Therapie zugrunde liegen, sind noch nicht vollständig verstanden. Unsere Studie zeigt eine direkte Verbindung zwischen Augenbewegungen und menschlichen Gedächtnissystemen, die ein entscheidender Teil des Puzzles sein könnte.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

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