College-aantekeningen bij Attention: Theory and Practice aan de Universiteit Leiden - 2014/2015

COLLEGE 1 – History/Information Processing

Aandacht

Cognitie gaat over basisconcepten, zoals perceptie, geheugen, het nemen van beslissingen, acties en controle. Aandacht heeft met al deze concepten te maken.

Geschiedenis van het onderzoek naar aandacht

• Tot ongeveer 1850:

Het belang van aandacht werd geïntroduceerd door filosofen. Er werd in deze tijd enkel getheoretiseerd, er werden dus nog geen experimenten uitgevoerd. De nadruk lag op het verschil tussen automatische en intentionele aandacht.

• 1850-1909:

In deze tijd kwam het onderzoek naar aandacht op gang. Belangrijke namen in deze periode zijn Wundt, Donders, Helmholtz en James.

Hermann von Helmholtz (1894): deed onderzoek naar het richten van aandacht, dit wordt later meer uitgebreid besproken.

William James (1890): zijn definitie van aandacht wordt nog steeds vaak gebruikt, hierbij legde hij nadruk op het selectieve aspect van aandacht.

• 1910-1949:

Tot 1910 werden er veel experimenten gedaan, maar was er nog weinig bekend over de onderliggende mechanismes. Hier werd ook in de periode tot 1949 weinig onderzoek naar gedaan. Dit was de tijd van het behaviorisme, waarin men de nadruk legde op het observeerbare. Er was dus weinig aandacht voor aandacht. Er zijn wel een paar uitzonderingen, zo werd bijvoorbeeld het ‘stroop effect’ ontdekt.

• 1950-1974:

Na het behaviorisme kwam de cognitieve revolutie. Er was sprake van een hernieuwde interesse, voornamelijk door de komst van de computerwetenschap. De nadruk lag op het onderzoek naar het verschil tussen late en vroege selectie van aandacht.

In deze periode werd bijvoorbeeld het ‘Cocktail Party fenomeen’ ontdekt. Als men zich enkel op één informatiestroom richt is men toch in staat gelijk te reageren wanneer de eigen naam wordt genoemd. Als iemand dus in een drukke ruimte een gesprek met persoon A voert, kan hij toch zijn aandacht switchen naar persoon B, wanneer persoon B ineens zijn naam noemt. Dit betekent dat informatie die niet direct je aandacht heeft, toch dieper verwerkt wordt dan je zou denken, zelfs tot op betekenis-niveau.

• 1975-heden:

In deze periode werd/wordt er veel onderzoek gedaan en de neurowetenschap bloeit op.

Overte en coverte aandacht
Overte aandacht is een expressie van de lichamelijke houding. Aan acties van de ogen, het hoofd en het lichaam kun je zien waar de aandacht op gericht is. Hieruit kun je de doelen en interesses van een persoon afleiden.

Bij coverte aandacht wordt de aandacht mentaal gericht op een bepaalde stimulus. Hierbij kunnen de ogen bijvoorbeeld gericht zijn op een stimulus aan de linkerzijde, terwijl de aandacht gericht is op een stimulus aan de rechterzijde. Coverte aandacht verloopt spatieel.

Hermann von Helmholtz deed bij zichzelf onderzoek naar coverte aandacht, hij was dus zijn eigen subject. Hij keek naar een scherm met letters, en richtte zijn ogen op een bepaald punt (overt). Hij onderzocht of hij meer letters kon onthouden wanneer hij zijn aandacht op een vaststaande plek richtte (covert). Dat bleek niet het geval te zijn. Je kunt je aandacht dus maar op één plek tegelijk richten. Ook is gebleken dat je de aandacht maar op één object tegelijkertijd kunt richten. Als je bijvoorbeeld naar een afbeelding kijkt waar je een vaas en twee gezichten in kunt zien, kun je dit niet tegelijkertijd zien. Het is wel mogelijk om heel snel te switchen.

Informatieverwerking
Wanneer de benadering van informatieverwerking wordt toegepast, worden de hersenen gezien als een serie stadia die doorlopen moeten worden. Al deze stadia werken in op de stimulus en zorgen ervoor dat de stimulus wordt verwerkt. Deze stadia zijn discreet, dit betekent dat het vorige stadium voltooid moet zijn voor en aan het volgende stadium begonnen kan worden.

Het basismodel bestaat uit 3 stadia. Er is sprake van een stimulus, waarna stadium 1 (perceptuele verwerking), stadium 2 (respons selectie) en stadium 3 (motor verwerking) doorlopen moeten worden om tot een respons te komen. Het middelste stadium, de respons selectie wordt tegenwoordig de besluitvorming genoemd. Dit model was voor populair in de jaren ’70 en ’80, toen de computer analogie populair was. Tegenwoordig weten we dat informatieverwerking meer parallel en continue verloopt.

Subtractieve methode van Donders
Donders paste de subtractieve methode toe. Hij stelde dat er bij een simpele taak vier stadia van verwerking zijn. Ten eerste de sensatie, waarbij de stimulus wordt opgepikt. Vervolgens de herkenning, waarbij er begrepen wordt wat de stimulus is en waar de stimulus over gaat. Daarna de responsselectie, waarbij de activiteit van de zenuwcellen van het orgaan dat actie uit gaat voeren toeneemt. Je bedenkt je dus hoe je de handeling aan kunt pakken. Ten slotte vindt het uitvoeren van de handeling plaats (‘response execution’). Donders onderzocht hoe lang de verschillende stadia duren.

• A reactie of simpele reactie tijd taak:

De proefpersoon moet op een knop drukken zodra er een lampje gaat branden. De reactietijd wordt gemeten. Deze reactietijd is de sensorische + de motorische tijd. Er is hier sprake van slechts één stimulus.

• B reactie of keuze reactie tijd taak:

Hiermee kan de discriminatietijd + de respons selectietijd worden berekend. Er worden twee verschillende lampjes en twee verschillende knopjes aangeboden. Wanneer er een lampje gaat branden moet je op het bijbehorende knopje drukken. Het is hierbij dus van belang dat je de stimuli kunt discrimineren. Ook moet je bedenken dat wanneer het linker lampje aangaat, je op de linkerknop moet drukken en wanneer het rechter lampje aangaat, je op de rechterknop moet drukken. Dit is een voorbeeld van responsselectie. Om de discriminatietijd + de respons selectietijd te berekenen wordt de reactietijd van de A reactie, afgetrokken van de reactietijd van de b reactie (dus B-A).

• C reactie of go/no go taak:

In dit geval is er maar één knop. Het is de bedoeling dat je de knop indrukt zodra één van beide lampjes gaat branden, maar niet wanneer het andere lampje gaat branden. Met behulp van de C reactie kan de discriminatietijd worden berekend. De reactietijd van de C reactie wordt dan afgetrokken van de reactietijd van de B reactie (dus B-C).

De onderliggende assumptie van deze methode is de ‘assumption of pure insertion’. Deze assumptie is in veel gevallen correct, maar er zijn ook enkele schendingen gevonden, die verklaard worden door de ‘response force’. In het algemeen wordt zijn assumptie nog vaak gebruikt, bijvoorbeeld bij hersenonderzoek (MRI).

Additieve factor methode (AFM) van Sternberg (1969)
Sternberg stelde dat wanneer twee factoren interactie vertonen, zij hetzelfde verwerkingsstadium beïnvloeden. In een grafiek kun je zien dat twee factoren interactie vertonen wanneer zij elkaar kruisen. Als factoren elkaar beïnvloeden werken ze waarschijnlijk via hetzelfde stadium van informatie verwerking.

Wanneer twee factoren elkaar niet beïnvloeden, maar perfect parallel aan elkaar lopen, kan je spreken van een additief effect. In dat geval beïnvloeden de factoren verschillende verwerkingsstadia.

Yerkes-Dodson law

Hoe goed iemand presteert op een taak, is afhankelijk van de mate van ‘arousal’ die de persoon ervaart. Hierbij geldt dat een persoon minder goed presteert wanneer hij een lage mate van arousal (bijvoorbeeld wanneer hij slaapt), of juist een hoge mate van arousal ervaart (bijvoorbeeld wanneer hij gestrest is). Je presteert het best wanneer je een gemiddelde mate van arousal ervaart (de alerte staat). Dit is de Yerkes-Dodson law.

Het optimale arousal level

Het blijkt echter dat het optimale arousal level afhangt van de moeilijkheid van de taak. Bij een makkelijke taak maakt het niet uit hoe ‘aroused’ je bent. Een gemiddeld moeilijke taak voer je het beste uit wanneer je een hoge mate van arousal ervaart. Om een moeilijke taak goed te volbrengen is het juist beter om een lagere mate van arousal te ervaren. Dit komt doordat een moeilijke taak zelf al zorgt voor een hogere mate van arousal. Wanneer je nóg meer arousal zou ervaren zou dit ervoor zorgen dat je de taak minder goed kunt volbrengen.

Noradrenaline is erg belangrijk voor de mate van arousal. Wanneer er veel noradrenaline wordt afgescheiden door de Locus Coeruleus (dit zit in de hersenen in de ‘reticular formation’) dan verkeer je in een gestreste/snel afgeleide staat. Weinig noradrenaline zorgt ervoor dat je je aandacht er niet bij kunt houden. In beide gevallen zul je dan ook niet goed presteren op een taak. Een gemiddelde mate van noradrenaline zorgt ervoor dat je het best presteert.

Aan de Alpha golven in iemand hersenen (EEG) kun je ook zien hoe aroused iemand is.

Variabelen die de mate van arousal beïnvloeden

Te weinig slaap, een ‘time on task’ en het middel Clonidine zorgen ervoor dat iemands mate van arousal omlaag gaat. Veel geluid, koffie en het in het vooruitzicht stellen van een beloning zorgen ervoor dat iemands mate van arousal omhoog gaat. Of dit alleen ervoor zorgt dat iemand beter presteert op een taak is afhankelijk van de mate van arousal die de persoon hiervoor ervaarde.

Iemand met ADHD ervaart een te lage mate van arousal, daarom wordt vaak het middel Ritalin gegeven. Dit zorgt er voor dat de persoon meer ‘aroused’ wordt (doordat er meer dopamine en noradrenaline wordt aangemaakt). De hyperactiviteit van iemand met ADHD is mogelijk de compensatie van de onder arousal.

Een persoon die heel erg angstig is, ervaart juist een te hoge mate van arousal.

Deze variabelen zijn afhankelijk van individuele verschillen en kunnen bij elkaar opgeteld worden en kunnen elkaar opheffen.

De relatie tussen snelheid en accuratesse
Wanneer er bij mensen onderzoek wordt gedaan naar aandacht, wordt er vaak gebruik gemaakt van de reactietijd en de accuratesse. Samen noem je dit de ‘prestatie’. Je kunt mensen de opdracht geven ‘zo snel en juist mogelijk’ te reageren op een taak. In dat geval vind je nooit een normaal verdeling van de reactietijden. Het proces heeft altijd even tijd nodig om op gang te komen. Vooral bij een korte reactietijd worden er veel fouten gemaakt. Dit komt doordat mensen te snel reageren. Wanneer zij iets langer hadden nagedacht, hadden zij misschien wel het juiste antwoord gegeven. De reactietijd neemt gemiddeld toe, wanneer je dingen goed doet.

Je kunt mensen ook de opdracht geven om ‘zo accuraat mogelijk’ te reageren. In dat geval neemt de reactietijd toe. De grafiek die de reactietijden weergeeft, ziet er dan iets meer normaal verdeeld uit, maar nog steeds niet helemaal. Accuratesse kost dus tijd en snelheid kost accuratesse.

Je kunt de snelheid en de accuratesse in een grafiek tegen elkaar afzetten. Je noemt dit de ‘Speed-Accuracy trade-off’ (SAT). In deze grafiek zie je dat hoe sneller iemand reageert, hoe groter de kans is dat hij of zij fouten maakt. De SAT kan per persoon verschillen. Ook kan iemand bewust een andere strategie inzetten. Wanneer een hardloper bijvoorbeeld een keer een valse start heeft gehad, zal hij bij de volgende start meer accuraat proberen te zijn. Je mag immers niet twee keer een valse start maken. Maar door deze toenemende accuratesse, zal ook zijn reactietijd toenemen.

Signaal detectie theorie
Er zijn twee verdelingen. De ene verdeling geeft aan dat iets er is, de andere verdeling geeft aan dat het er niet is. De rechter verdeling geeft bijvoorbeeld de aanwezigheid van een tumor aan. De linker verdeling geeft de afwezigheid van een tumor aan. Vaak overlappen de verdelingen elkaar. In sommige situaties is het dus lastig voor de dokter om te bepalen of de patiënt nou wel of geen tumor heeft. Er zijn vier mogelijke uitkomsten:

• De dokter beslist dat de patiënt een tumor heeft, en dit is ook zo (dit noem je een ‘hit’)

• De dokter beslist dat de patiënt geen tumor heeft, en dit is ook niet zo (‘correct rejection’)

• De dokter beslist dat de patiënt een tumor heeft, terwijl dit niet zo blijkt te zijn (‘false alarm’)

• De dokter beslist dat de patiënt geen tumor heeft, terwijl dit wél zo blijkt te zijn (‘miss’)

Er zijn dus twee soorten negatieve consequenties (‘false alarm’ en ‘miss’). De dokter moet een afweging maken welke consequentie hij "erger vindt’. Afhankelijk daarvan zal zijn criterium naar links of naar rechts verschuiven. Normaal gesproken (wanneer iemand geen bias vertoont) zit het criterium precies daar waar de twee verdelingen elkaar snijden.

Wanneer de dokter een ‘conservatieve bias’ vertoont schuift het criterium op naar links: hij zal dan sneller beslissen een tumor te zien. Hierdoor neemt het aantal ‘misses’ af maar het aantal ‘false alarms’ toe. Wanneer de dokter een ‘liberale bias’ vertoont schuift het criterium op naar rechts. Hierdoor neemt het aantal ‘misses’ toe maar het aantal ‘false alarms’ af.

De sensitiviteit om te kunnen discrimineren tussen wel of geen tumor staat los van de bias, omdat dit geen keuze (of strategie) is. Het is in dit geval afhankelijk van de scan die er gemaakt is. Wanneer je van beide verdelingen de modus neemt, is het verschil daartussen de sensitiviteit. Hoe meer overlap er is, hoe lager de sensitiviteit. De mate van sensitiviteit wordt aangegeven met d’.

COLLEGE 2 – Selective Visual Attention

Kernvragen

1. Wat is de functie van selectieve aandacht?

Integratie van kenmerken, bewustzijn, actiecontrole?

2. Wat is de locus van selectie?

Vroege of late selectie in de informatie verwerking?

3. Wat is het doel van selectie?

Locaties, objecten, acties?

De functie van selectieve aandacht

• Aandacht voor perceptie

Het alom bekende idee is dat selectie nodig is voor perceptie. Het is nodig om een ‘overload’ van de perceptuele systemen te voorkomen, het beschermt dus tegen een overvloed van informatie. De beperkte middelen kunnen hierdoor besteed worden aan belangrijke stimuli. Ook kan hiermee het ‘binding problem’ worden opgelost, want aandacht zorgt ervoor dat je bepaalde kenmerken samen tot een geheel kunt integreren (‘feature integration’). Dit bindingsprobleem is de vraag hoe in onze hersenen allerlei afzonderlijk details van objecten die wij waarnemen, worden gebundeld tot een geheel.

• Aandacht voor bewustzijn

Er wordt gesuggereerd dat bewustzijn enkel iets is voor mensen, echter dieren kunnen ook selectieve aandacht hebben. In het algemeen zijn aandacht en bewustzijn sterk aan elkaar gerelateerd. Het is echter onwaarschijnlijk dat ze sterk afhankelijk zijn van elkaar.

• Aandacht voor actie

Hierbij heeft het een invloed op het bewegingssysteem (‘motor system’). Door bepaalde acties te beperken (‘to constrain’) worden er stimuli geselecteerd. Aandacht pas je dus toe om daarna actie te kunnen uitvoeren.

De locus van selectie

In welk stadium er sprake is van selectie?

• Het ‘dichotic listening’ experiment van Cherry (1953):

Bij deze shadowing-taak krijgt een proefpersoon een koptelefoon op. Uit ieder oor van deze koptelefoon klinkt een ander verhaal. De proefpersoon krijgt de opdracht om slechts op één verhaal te letten, dit heet de ‘attended input’. Het verhaal wat de proefpersoon in het andere verhaal te horen krijgt heet de ‘ignored input’. De aandacht wordt getest doordat hij/zij het verhaal moeten navertellen. Dit wordt ook wel ‘shadowen’ genoemd. Als de proefpersoon het goede verhaal vertelt, is dit een bewijs voor de onderzoeker dat de proefpersoon de aandacht op het juiste verhaal (ook wel de juiste input of het juiste kanaal) heeft gericht. Daarnaast wordt er gekeken naar wat de persoon heeft begrepen/onthouden van het verhaal van de ignored input.

De dichotische luistertaak komt overeen met het vroege selectie model van Broadbent. De proefpersonen zijn goed in staat om het verhaal aan de ene kant van het oor te negeren, en het verhaal aan de andere kant van het oor te schaduwen. Er is geen herinnering aan het verhaal waar geen aandacht aan is geschonken. Het verhaal wordt wel opgemerkt, maar er wordt nog geen betekenis aan gegeven. Er wordt bijvoorbeeld wel opgemerkt wat het geslacht is van de persoon die het verhaal van ignored input verteld.

• Het filter model van Broadbent (1958):

Broadbent vergleek de mens met een computer. De mens kan heel veel opslaan, maar heeft een beperkte capaciteit. Daarom vindt er selectie plaats. Er vindt vroege selectie plaats, waarbij gefilterd wordt op basis van fysieke kenmerken. Voorbeelden van deze fysieke kenmerken zijn de locatie van de stimulus (welk oor), de toonhoogte en de luidheid van de stem. Het filteren vindt plaats voordat binnenkomende stimuli op het semantische niveau is geanalyseerd.

• Late selectie theorie:

Wanneer men uitgaat van deze theorie gelooft men dat er late selectie plaatsvindt, waarbij gefilterd wordt op semantische kenmerken. Men gaat ervan uit dat alle informatie semantisch geanalyseerd wordt, dit kan het cocktail party effect verklaren. Verder kan dit het semantisch ‘priming’ verklaren. Hierbij zorgt informatie in het ongeattendeerde kanaal voor het semantisch begrip van een ambigue begrip/woord in het geattendeerde kanaal. Men is zich dus niet bewust van informatie in het ongeattendeerde kanaal, maar deze informatie is wel belangrijk voor de interpretatie van de informatie in het geattendeerde kanaal. De proefpersonen die de dichotische luistertaak doen, halen de verhalen door elkaar. Wanneer zij het verhaal moeten schaduwen, maken zij de zinnen kloppend door delen van het verhaal dat zij moesten negeren te gebruiken. Dit is een aanwijzing dat er sprake is van late selectie.

• ‘Perceptual load’ theorie:

Beide theorieën van selectie zijn soms correct. Wanneer het filteren plaatsvindt, is afhankelijk van de ‘task load’/’perceptual load’. Volgens de ‘load theory’ van Lavie wordt het late selectiemodel toegepast wanneer iemand nog veel capaciteit heeft. Wanneer iemand nog weinig capaciteit heeft, wordt het vroege selectie model van Broadbent toegepast.

• Een ‘high-load’ taak is moeilijk en vraagt veel van iemands bronnen (‘resources’) voor aandacht. Er zijn dan geen bronnen over om extra stimuli te verwerken. Er is hier sprake van vroege selectie, waarbij de meeste stimuli worden weg gefilterd (gebaseerd op fysieke kenmerken).

• Een ‘low-load’ taak is gemakkelijker en er blijven bronnen voor aandacht over (om extra stimuli te verwerken). Er is hierbij sprake van late selectie, waarbij stimuli verder worden verwerkt tot op het semantische niveau.

Deze theorie kan worden aangetoond met de flankertaak. Hierbij moet er bijvoorbeeld zo snel mogelijk verteld worden of de weergegeven stimuli een ruit of een vierkant is. Er zijn bij deze taak ook flankers aanwezig die overeenkomen met (‘compatible’) of tegenstrijdig zijn aan (competing’) de te detecteren stimuli. Bij de high load conditie van deze taak zijn er ook afleiders (‘distractors’) aanwezig die genegeerd moeten worden, bij de low load conditie niet. De aanwezigheid van tegenstrijdige (‘competing’) flankers verhogen de reactietijd in de low load conditie, maar niet in de high load conditie. De aanwezigheid van overeenkomstige (‘compatible’) flankers zijn niet van invloed op de reactietijd.

Het doel van aandacht

• Aandacht kan min of meer gefocust worden, maar het beweegt niet als een zaklamp.

Een zaklamp is een metafoor voor het bewustzijn. Datgene waar je de aandacht op richt staat in het licht van de zaklamp. Als je een stimulus al verwacht, doordat er van tevoren een ‘cue’ wordt gegeven, kun je de zaklamp er alvast op richten. Hierdoor neemt de reactietijd af.

De vorm van de zaklamp is flexibel. Wanneer je proefpersonen bijvoorbeeld vraagt om te klikken zodra de letter ‘c’ in een woord wordt gezien, en er zit ook echt een ‘c’ in het woord, zal de reactietijd sterk afnemen. Dit wordt een ‘letter task’ genoemd. Bij een ‘word task’ moet de proefpersoon het gehele woord opschrijven, waardoor de aandacht op het gehele woord gericht is. De reactietijd bij een word task is veel regelmatiger.

Wanneer er van tevoren een cue wordt aangeboden, bijvoorbeeld een pijl, kun je de aandacht alvast richten. Deze pijl laat zien waar de target waarschijnlijk zal gaan verschijnen. Des te meer valide de pijl is, des te korter de reactietijd zal zijn. Een pijl is valide wanneer hij de juiste informatie verstrekt. Dus wanneer deze naar rechts staat en de stimulus vervolgens rechts wordt aangeboden, is de pijl valide. De pijl is neutraal wanneer deze bijvoorbeeld zegt dat er zowel links als rechts een stimulus kan voorkomen.

Het veranderen van de aandacht van de ene bron naar de andere bron kost tijd. Er zit een limiet aan de capaciteit van aandacht. Des te groter het gebied is waar de aandacht op gericht moet worden, des te meer concentratie er verloren gaat.

Aandacht kan getrokken worden op een centrale (‘central cuing’) of op een perifere manier

(‘peripheral cuing’). Ook kan er een verschil gemaakt worden tussen de endogene en de exogene richting. Centraal is ook wel endogeen. De endogene richting verloopt op een topdown manier. Je kunt daarbij zelf beslissen waar je de aandacht op richt. Dit heeft een langzame, maar stabiele uitwerking op de aandacht. Perifeer is ook wel exogeen. De exogene richting verloopt op een bottom-up manier. De aandacht wordt daarbij getrokken door een gebeurtenis, bijvoorbeeld door een plotselinge harde klap. Dit heeft een snelle, maar korte uitwerking op de aandacht, zoals een reflex. Je kunt het beste een balans tussen exogene en endogene aandacht zoeken.

In plaats van de zaklamp is een landschap /een gradiënt een betere metafoor. Er is namelijk eerder sprake van sprongen van aandacht, in plaats van licht dat door de ruimte schijnt van punt naar punt. Bij dit landschap is er een geschiedenis van waar aandacht eerder is geweest.

Event-related potentials (ERP’s) zijn een systematische respons op een EEG op een specifieke stimuli. Er is hierbij sprake van negatieve en positieve pieken, die worden aangeduid door een letter en een nummer (N voor negatief, P voor positief). Positief betekent niet dat er sprake is van prikkeling/opwekking (‘excitation’). Een negatieve betekent bovendien ook niet dat er sprake is van inhibitie. Van het feit dat een piek negatief of positief is, valt dus niet veel af te leiden. Deze pieken zijn volledig afhankelijk van de vouwen van de neocortex, van waar de neuronen zich bevinden.

Het blijkt dat de P1/N1 pieken de curve (‘the enhancement’) van de reactie tijd volgen. Bij een ERP van de rechter visuele gebieden, gaat dit over linker gelateraliseerde stimuli. Hierbij staat een grotere amplitude voor een toename van de hersenactiviteit.

• Bewijs voor object-selectie

Andere modellen richten zich op de aandacht voor objecten. Voor object-selectie als doel van aandacht is veel bewijs gevonden door verscheidene studies. Misschien wel de beste steun voor deze theorie komt van Duncan (1980). Hierbij waren er 2 objecten met elk twee dimensies. De ‘box’ heeft als dimensies hoogte en een gat en de lijn heeft als dimensies textuur en oriëntatie. Deze twee objecten liggen boven op elkaar, ze overlappen (ze zijn ‘superimposed’). Er werd verteld welke dimensies er gerapporteerd moesten worden, terwijl men keek naar een gefixeerd punt. De target werd laten zien en vervolgens na 80 milliseconden gemaskeerd, waarna er gerapporteerd moest worden.

Uit dit onderzoek van Duncan bleek dat men nauwkeuriger is in het rapporteren van twee dimensies van hetzelfde object dan één dimensies van elk van de 2 objecten. Verder bleek dat men even nauwkeurig is in het rapporteren van één of twee dimensies van hetzelfde object.

Verder bewijs voor (impliciete) object selectie komt van Moore, Yantis en Vaughan (1998). In hun taak moest er een T of een L gerapporteerd worden. Reactietijd bleek het snelste wanneer er een valide locatie was. Automatisch werd de rest van het object verwerkt.

Visueel zoeken (‘visual search’)

Een voorbeeld van een visuele zoek taak in het dagelijks leven is het zoeken naar de eigen auto op een parkeerplaats vol auto’s.

Bij een visuele zoektaak moet een target gedetecteerd worden dat vooraf is gespecificeerd en dat weergegeven wordt met afleidende elementen. Het target is niet altijd aanwezig en de afleiders (‘distractors’) zijn allemaal stimuli die verschillen van het target. Hierbij is er een belangrijk onderscheid tussen twee zoektaken:

• Feature search: Hierbij verschilt het target van de afleiders op één basis kenmerk (bijvoorbeeld kleur, grootte, oriëntatie of beweging).

Voorbeeld: Een rode balk (=target) moet worden onderscheiden van groene balken.

• Conjunction search: Hierbij verschilt het target van de afleiders op een combinatie (‘conjunction’) van basiskenmerken.

Voorbeeld: Een rode verticale balk (=target) moet worden onderscheiden van groene balken en van horizontale rode balken.

Bij afwezigheid van het target is de reactietijd langer, omdat alle aanwezige stimuli gecontroleerd moeten worden. Dit verschil in reactietijd is alleen gevonden bij conjunction search, omdat de stimuli in deze conditie serieel gescand/gecontroleerd worden.

Feature Integration theorie

Treisman ontwikkelde kenmerk integratie theorie. Elk deel van het brein verwerkt een ander deel (kenmerk) van de stimulus. Er is bijvoorbeeld een map voor ‘kleur’ en een map voor ‘oriëntatie’. Simpele kenmerken van een stimulus kunnen tegelijkertijd opgezocht worden. Om de kenmerken te integreren moet het brein uitzoeken welke kleur en oriëntatie bij elkaar horen. Integreren verloopt serieel. Alle stapjes moeten langsgegaan worden. Hiervoor is veel aandacht nodig. Hoe meer distractoren er aanwezig zijn, hoe groter de toename van de reactietijd. Deze theorie geeft dan ook bewijs voor seriële aandacht.

Verder keek Treisman vooral naar de structuur van de menselijke hersenen. Zij vond dat deze structuur veel te maken heeft met het functioneren van aandacht. De hersenen bestaan uit modules die zich alleen met bepaalde dingen bezig houden. Wanneer je bijvoorbeeld een rode bal ziet, worden de kleur, de vorm en de locatie van die bal op verschillende plaatsen in de hersenen verwerkt. Deze kenmerken worden aan elkaar gekoppeld (‘feature binding’). De vraag die hierbij ontstaat, is hoe je precies kunt weten dat het totaal van deze kenmerken een rode bal is. Dit wordt ook wel het ‘binding problem’ genoemd.

De ‘Master Map of Locations’ is een belangrijk begrip, hier worden alle kenmerken uit de verschillende kenmerk mappen (bijvoorbeeld vorm-map, kleur-map etc.) samen gevoegd.

Treisman stelde dat ook de informatie waar de aandacht niet op wordt gericht wordt verwerkt. Volgens Treisman vindt er geen absolute filtering, maar ‘attenuation’ plaats. De informatie waar de aandacht op gericht is wordt versterkt, en de informatie waar de aandacht niet op gericht is wordt afgezwakt.

Bij deze theorie zijn er twee belangrijke stadia:

• ‘Preattentive stage’: Hierbij worden basiskenmerken van het gehele visuele veld parallel verwerkt voordat selectieve aandacht wordt ingezet.

• ‘Attentive stage’: Hierbij worden kenmerken serieel samengebonden door ruimtelijke aandacht.

College 3 – Auditory & Crossmodal Attention

Brain-imaging technieken

De eerste slide van de powerpoint van dit college gaat nog over hoofdstuk 2, door tijdgebrek in het vorige college wordt deze slide dit college behandeld. Deze slide gaat over veelgebruikte ‘brain-imaging’ technieken. Hierbij is er een scheidingslijn aangebracht tussen studies met mensen en dierstudies. De technieken waarmee dierstudies worden gedaan bevinden zich onder de lijn. Deze technieken zijn erg exact op een hoog niveau (‘high level precision’), denk hierbij bijvoorbeeld aan precisie op het niveau van dendrieten. De technieken boven de lijn worden gebruikt voor studies met mensen. Hierbij is er precisie op het niveau van bijvoorbeeld het brein of bepaalde kolommen van het brein. Deze lijn loopt precies door de technieken: ‘multi-unit recording’ en ‘induced lesions’, beide kunnen namelijk ook gebruikt worden bij studies met mensen (vaak in zeldzame omstandigheden).

Veelgebruikte en belangrijke technieken zijn: MEG & ERP, PET/fMRI en TMS.

In het college is benadrukt dat horen meer gericht is op tijd dan op ruimte.

Dichotische luister paradigma (Cherry, 1953)

In het boek worden vele onderzoeken besproken. Het is niet nodig alle details van al deze onderzoeken te weten. Een paar van de conclusies van deze onderzoeken worden in dit college besproken.

Vele soorten input kunnen onopgemerkt aan ons voorbij gaan. Voorbeelden hiervan zijn:

• Dat de input in een andere taal wordt gesproken.

• Dat er andersom wordt gepraat (‘backwards speech’).

• Dat de input gelijk is aan die van het geattendeerde kanaal, echter met een paar seconden vertraging.

Andere input wordt juist wel voldoende aandacht aan besteed. Voorbeelden hiervan zijn:

• Dat het geslacht van de spreker anders is. De berichten in het ongeattendeerde kanaal worden door een vrouw uitgesproken, in tegenstelling tot de berichten in het geattendeerde kanaal, die door een man uitgesproken worden.

• Dat de auditieve toon verandert.

• Dat de berichten in beide kanalen gelijk zijn, echter met minder dan ene paar seconden vertraging tussen beide kanalen.

Ook uit onderzoek van Corteen en Wood blijkt dat de te negeren informatie bij de dichotome luistertaak toch wordt verwerkt. Wanneer een stad die geconditioneerd is aan iets angstwekkends wordt benoemd in het te negeren oor, neemt de zweetproductie namelijk toe.

Alle ongeattendeerde input wordt tot een bepaald onbewust niveau verwerkt. Bij wat meer activering of belang van de input kan deze echter boven de drempel van bewustzijn komen.

Men is beter in het detecteren van stimuli die passen bij hun ‘attentional set’.

Uit ander onderzoek is gebleken dat men goed is in het detecteren van een target als de toon (bijna) gelijke frequentie hoogte heeft. We filteren dus op relevante frequentie, dit filter is erg nauw en daardoor precies. Men is niet goed in het detecteren van tussenfrequenties. De hoogte (‘pitch’)/ de frequentie is de beste variabele voor auditieve selectie.

Uit een onderzoek van Woods en zijn collega’s (2001) kunnen verschillende conclusies getrokken worden over de relatie tussen frequentie en de ‘attentional set’:

• Selectie door frequentie is gemakkelijker dan selectie door locatie.

• Auditieve selectie verschilt fundamenteel met visuele selectie.

• Irrelevante auditieve signalen (‘cues’) trekken ruimtelijke aandacht aan.

• De locatie is minder belangrijk voor auditieve dan voor visuele aandacht.

Auditieve- en visuele cortex

Dit verschil tussen visuele- en auditieve selectie is logisch als je kijkt naar de organisatie van de cortex. De visuele cortex is topografisch georganiseerd, dit betekent dat de organisatie is gebaseerd op locatie. De visuele cortex is gericht op de kenmerk- en ruimtelijke dimensie. De auditieve cortex is tonotopisch georganiseerd, dit betekent dat de organisatie is gebaseerd op frequentie. De visuele cortex is voornamelijk gelegen in de temporale kwab.

Modaliteiten

Spence en Driver hebben in 1997 belangrijk onderzoek verricht naar de relatie tussen aandacht en modaliteiten. Hieruit is onder andere gebleken dat de reactie (‘respons’) sneller is als de modaliteit van het target vooraf bekend is. Aandacht voor een auditieve modaliteit kan al 3 milliseconde na de stimulus evident (‘apparent’) worden in de auditieve zenuwactiviteit.

Visuele dominantie

Visuele- en auditieve stimulatie lopen niet symmetrisch.

Het McGurk effect is wanneer visuele informatie van lipbewegingen de auditieve perceptie van spraak verandert. Wanneer visuele en auditieve targets dus tegelijkertijd plaatsvinden, reageert men in het algemeen op het visuele target, de toon wordt vaak niet eens waargenomen.

Het experiment met de rubberen hand laat de visuele dominantie over tactiele input zien. Hierbij ligt er in een soort doos een zeer realistische rubberen rechter hand naast de eigen rechterhand van de proefpersoon. De proefpersoon kijkt constant naar de rubberen hand. Hoewel de aanraking plaatsvindt op de eigen hand, rapporteert de proefpersoon vaak dat ze deze aanraking op de locatie van de rubberen hand voelen.

Het buikspreker (‘ventriloquist’) effect is de illusie dat geluid uit de mond van de pop komt, terwijl dit in werkelijkheid uit de mond van de buikspreker komt. Dit effect is het sterkste als de bron van het daadwerkelijke geluid moeilijk te lokaliseren is. Ditzelfde effect ontstaat in bijvoorbeeld de bioscoop, wanneer men denkt dat het geluid daadwerkelijk uit de monden van de acteurs komt.

Crossmodale aandacht

Vroeger deed men veel onderzoek naar de competitie tussen de modaliteiten. In het huidige onderzoek ligt de nadruk meer op de integratie van de modaliteiten. Hoe ontstaat een coherent representatie van de wereld?

Crossmodale aandachtssignalen effecten (‘attentional cuing’) vinden plaats wanneer reacties op een target in een modaliteit sneller zijn wanneer de locatie valide wordt gesignaleerd (‘cued’) in een andere modaliteit.

De assumptie van supramodale representaties van ruimte vindt plaats wanneer modaliteiten ruimtelijk informatie delen.

Bij crossmodale facilitatie wordt de bimodale conditie bestaande uit audio en visueel vergeleken met de som van audio en visueel. Verschil hiertussen geeft crossmodale interactie weer. Al in een heel vroeg stadium (na 40 milliseconden) kan er sprake zijn van interactie.

College 4 – Attention & Inhibition

Kernvragen

1. Hoe voorkomen we dat irrelevante informatie (verder) verwerkt wordt?

Stroop taak, Simon taak en flankertaak.

2. Wat gebeurt er met onderdrukte representaties? Welke effecten heeft onderdrukking?

Remming van de terugkeer (‘inhibition of return’) en negatieve priming.

3. Hoe effectief kunnen we in het algemeen onze gedachten en actietendensen onderdrukken?

Onderdrukking van ongewilde gedachtes

In een studie van Wegner en zijn collega’s (1987) kregen participanten de instructie om 5 minuten te praten over hun gedachtes. Er werd aan de participanten gevraagd om niet aan een witte beer te denken. Zij moesten op een knop drukken wanneer zij wel aan een witte beer dachten. Het bleek dat de proefpersonen juist vaker aan een witte beer gingen denken, ook al hadden zij daarvoor nooit aan een witte beer gedacht. Dit gebeurt bijvoorbeeld ook bij het terugkeren van trauma’s. Vervolgens moest er weer 5 minuten gepraat worden over de eigen gedachtes, maar dit keer werd de instructie gegeven om juist wel te praten (expressie) over hun gedachtes aan een witte beer. Bij deze expressie na onderdrukking werd er veel meer gepraat over een witte beer dan bij expressie zonder voorafgaande onderdrukking.

Verschillende vormen van inhibitie

1. Neuraal niveau, hersens

Als noodzakelijke tegenhanger van neurale activiteit. Neuronen met ‘excitatory’ invloeden gaan altijd samen met remmende (‘inhibitory’) invloeden.

2. Mentale representaties, (‘mind’)

Directe top-down inhibitie (bijvoorbeeld ‘visual marking’) en reactieve inhibitie (na- of bijwerkingen van directe inhibitie zoals: ‘inhibition of return’ en negatieve priming).

Dit niveau wordt voornamelijk vanuit de psychologie bestudeerd.

3. Gedrag

Het doel hiervan is een actie of gedachte voorkomen, bijvoorbeeld: afzien van een geplande actie (stop-signaal taak), het vechten tegen verslaving en intentioneel vergeten.

Inhibitie
De tijd tussen een cue en een target wordt Stimulus Onset Asynchrony (‘SOA’) genoemd. Wanneer er van tevoren een cue wordt gegeven, en de cue blijkt te kloppen, is de reactietijd korter. Als de SOA te lang is draait dit effect echter om, je bent dan juist langzamer. Dit zou een automatische suppressie kunnen zijn. Er zou een negatieve bias kunnen bestaan voor dingen die je al een keer gezien hebt, je kruist deze dingen af. Dit geldt alleen voor perifere cues. Perifere cues hebben te maken met externe controle.

Reactieve inhibitie

Bij reactieve inhibitie wordt de remming toegepast als bijkomend effect. Er moet wel sprake zijn van competitie en capaciteitsbeperking. Als het ene geactiveerd wordt, zal het andere niet geactiveerd worden. Om het andere toch te activeren, is aandacht nodig. Aandacht is endogene controle. Een voorbeeld is de stoelendans, waarbij de ene persoon wel een stoel krijgt en de andere persoon geen stoel krijgt. Bij directe inhibitie krijg je bijvoorbeeld de opdracht om niet aan een witte beer te denken, bij reactieve inhibitie krijg je juist de opdracht om aan iets anders te denken. In dat geval werkt reactieve inhibitie beter.

Flanker effect

Een proefpersoon krijgt de opdracht op de linkerknop te drukken wanneer de letters ‘h’ en ‘t’ worden getoond. Bij de letters ‘s’ en ‘f’ moet de proefpersoon op de rechterknop drukken. Wanneer de letters ‘hhh’ worden getoond, is de reactietijd kort. Er zijn geen afleiders. Er vindt geen conflict op stimulus niveau en geen conflict op respons niveau plaats.
Wanneer de letters ‘tht’ worden getoond, neemt de reactietijd toe. De letters ‘t’ zijn in dit geval de flankers. De activering van de letter ‘t’ zorgt ervoor dat de activering van de letter ‘h’ iets wordt geïnhibeerd. De reactietijd neemt niet heel veel toe, omdat bij ‘t’ en ‘h’ dezelfde knop moet worden ingedrukt. Er is in dit geval wel een conflict op stimulus niveau, maar geen conflict op respons niveau.

Als de letters ‘shs’ worden getoond neemt de reactietijd veel meer toe, omdat voor de letter ‘s’ een andere knop moet worden ingedrukt dan voor de letter ‘h’. De letters ‘s’ zijn in dit geval de flankers. Er is zowel sprake van een conflict op stimulus niveau, als van een conflict op respons niveau.

Stroop effect

Door aandacht te schenken aan (‘attended’) relevante informatie wordt de informatie waar geen aandacht aan wordt geschonken (‘unattended’) indirect onderdrukt. Er is hierbij sprake van laterale inhibitie. De Stroop asymmetrie bestaat uit het gegeven dat het woord invloed heeft op het benoemen van de kleur en de kleur geen invloed heeft op het lezen van het woord.

Simon effect

Wanneer er een # wordt getoond, moeten de proefpersonen op de linkerknop drukken. Wanneer er een @ wordt getoond, moeten de proefpersonen op de rechterknop drukken. De locatie van de tekens verschuift. De proefpersonen wordt gevraagd om niet op locatie te letten. Als de stimulus compatibel is met de respons, is de reactietijd lager.

Inhibition of return

Om een target te selecteren moeten de andere targets, die competitie leveren, onderdrukt worden. Hoe sterker de competitie, hoe meer inhibitie er nodig is. Dit wordt inhibition of return genoemd. Inhibition of return is tijdelijk. Een proefpersoon krijgt de opdracht om de groene letter te benoemen. Wanneer er twee letters worden aangeboden, bijvoorbeeld de rode letter ‘A’ en de groene letter ‘B’, worden in eerste instantie beide letters geactiveerd. Maar de letter ‘B’ zal sterker geactiveerd worden en de letter ‘A’ zal na een tijd tot onder het basisniveau onderdrukt worden. Wanneer de geïnhibeerde stimulus weer opnieuw verschijnt, kan er vertraging optreden.

De reactietijd kan ook toenemen door ‘episodic retrieval’. Een stimulus is altijd gerelateerd aan de respons. Wanneer een stimulus eerst onderdrukt is, en deze later weer verschijnt, moet je de reactie weer ophalen uit het episodisch geheugen. Hierdoor kan de reactietijd toenemen.

Negatieve Priming

Wanneer je proefpersonen vraagt de kleur van een woord te benoemen, kan er ‘negatieve priming’ optreden. Er wordt als stimulus bijvoorbeeld het woord ‘blauw’ aangeboden, geschreven in gele letters. De proefpersoon moet in dat geval ‘geel’ zeggen en ‘blauw’ onderdrukken. ‘Blauw’ is in dat geval reactief geïnhibeerd. Wanneer vervolgens het woord ‘groen’ wordt aangeboden, geschreven in blauwe letters, zal er negatieve priming optreden. Omdat ‘blauw’ net geïnhibeerd was, kost het nu meer tijd om het te activeren.

College 5 – Multiple-task performance

Kernvragen

1. Hoe beheren/organiseren we meerdere taken?

2. Hoe bereiden we ons voor op een taak en wisselen we tussen taken?

3. Kunnen we tegelijkertijd meerdere taken uitvoeren?

Zo niet, kunnen we leren om te multitasken? Welke processen kunnen parallel lopen en welke niet?

Oefening en automatisme

De limitaties van ons aandachtssysteem worden duidelijk als we twee dingen tegelijkertijd willen doen. Voorbeelden hiervan zijn autorijden terwijl je een gesprek voert, huiswerk doen terwijl je muziek luistert. Cognitieve psychologen hebben veel onderzoek gedaan naar in welke mate een individuele taak lijdt onder het combineren met andere taken. De kernboodschap van al dit onderzoek is: oefen! Oefening zorgt ervoor dat op den duur elke ‘dual’ taak kan worden uitgevoerd. Als één of twee taken geautomatiseerd zijn door oefening zijn er geen aandachtsbronnen nodig, dual taken zijn dan mogelijk zonder kosten.

Wanneer het lijkt alsof iemand perfect aan het multitasken is, zou het zeer goed mogelijk kunnen zijn dat er eigenlijk een ander proces plaatsvindt. Namelijk dat men perfect is in het wisselen tussen taken. Dit in combinatie met het bufferen van de respons kan de indruk geven dat men perfect aan het ‘timesharing’ is, terwijl er dus eigenlijk een ander proces plaatsvindt. Een andere uitzondering is dat sommige raken niet volledig geautomatiseerd kunnen worden.

Mogelijke problemen van (ongeoefende) dual taken

Een mogelijk probleem zouden perifere beperkingen kunnen zijn. Je kunt bijvoorbeeld niet met één vinger twee schilderijen tegelijkertijd maken, of met het ene de Foxtrot dansen en met het andere been de Wals. Dubbele taken kunnen dus niet tegelijkertijd worden uitgevoerd. Dit probleem wordt geëlimineerd door onderzoekers, stimuli worden namelijk meestal gepresenteerd in twee verschillende zintuiglijke modaliteiten.

Een ander probleem is het na-effect van de vorige actie. De eerste taak heeft een na-effect, wat een vertraging oplevert voor het uitvoeren van de volgende taak. Er wordt namelijk eerst gekeken of de vorige taak goed is gegaan en of er feedback is gegeven. Ook het voorbereiden op een aankomende actie kan een probleem veroorzaken. Voor iedere taak heb je even voorbereiding nodig. Deze voorbereiding kost tijd.

Het voorbereidingseffect
Aan proefpersonen werd een vierkant met daarin vier vakjes laten zien. In elk vakje stond een letter en een cijfer. Bij de bovenste twee vakjes moesten de proefpersonen de letter verwerken. Zij moesten aangeven of het om een klinker of om een medeklinker ging. Bij de onderste twee vakken moesten de proefpersonen het cijfer verwerken, en aangeven of het een even of een oneven getal was. Zij moesten dit steeds in dezelfde volgorde doen.
Uit dit onderzoek is gebleken dat het switchen tussen de taken enkel bij de eerste keer tijd kost. Wanneer je de taken blijft herhalen, kost de switch geen tijd meer. Je weet dan wat je moet doen en hoeft je niet meer voor te bereiden. Voorbereiding kost tijd. Als het niet duidelijk is hoelang de voorbereidingstijd er is, is er geen voordeel van voorbereidingstijd. Wanneer het wel duidelijk is wanneer de volgende stimulus zal verschijnen en dus hoelang men zich kan voorbereiden, is er wel voordeel van voorbereidingstijd.

Er zijn switchkosten wanneer een stimulus de verkeerde taak activeert. Hierbij treden episodische effecten op. Als je bijvoorbeeld wilt stoppen met roken, kunnen de ‘wil om te stoppen’ en de ‘gewoonte om te roken’ met elkaar in conflict komen.

Wanneer er geswitcht moet worden van de ene naar de andere taak, zal de reactietijd toenemen. De accuratesse zal afnemen. Wanneer je bijvoorbeeld eerst het woord ‘yellow’ moet oplezen, en vervolgens de kleur van het woord moet benoemen, is er sprake van verschuivingkosten (‘shift costs’).

‘Switch costs’ kunnen worden gereduceerd door het respons stimulus interval te verhogen. Hierdoor is er sprake van ‘task-set reconfiguration’ vóór de stimulus. Des te eerder dit plaatsvindt, des te minder vertraging er op treedt.

Er zijn twee redenen waarom de residuele switch cost bestaat. Een reden is dat task-set reconfiguration alleen deels worden volbracht door vrijwillige controle. De stimulus is nodig om het te voltooien. Een andere reden zou zijn dat een task set in principe volledig kan worden voorbereid, maar dit proces kan misschien niet volledig uitgevoerd in sommige trials omdat het zo inspannend is.

Bronnen van de switch costs

4. Interferentie tussen de concurrerende task sets (door priming van eerder relevante task sets).

Verhoogt de duur van respons selectie.

5. Itemspecifieke interferentie tussen nu relevante en eerder relevante stimulus taak associaties.

Verhoogt de duur van respons selectie.

6. De tijd die nodig is om de nu relevante task sets te configureren.

Informatieverwerking moet wachten op dit controle proces om voltooid te kunnen worden. Dit wordt gereflecteerd door de vermindering van switch costs met voorbereidingstijd.

Het psychologische refractie periode paradigma
Bij de eerste taak horen proefpersonen één toon per trial. De proefpersonen moeten aangeven of deze toon hoog of laag is. De tweede taak maakt van ander sensorisch systeem dan het auditieve gebruik, bijvoorbeeld van het visuele systeem. De proefpersonen zien drie letters op het scherm en moeten een knop indrukken wanneer de target in beeld komt.
De ‘Stimulus Onset Asynchrony’ (SOA) is de tijd tussen twee taken. Wanneer de tijd tussen taak 1 en taak 2 heel kort is, spreekt men van een korte SOA. In dat geval overlappen de twee taken sterk. Wanneer de tijd tussen taak 1 en taak 2 lang is, spreekt men van een lange SOA. De overlap tussen de twee taken is dan gering. Wanneer er weinig overlap is tussen de taken, gaat de reactietijd omlaag. Er is dan sprake van een lange SOA. Wanneer er veel overlap is, gaat de reactietijd omhoog. Er is dan sprake van een korte SOA. Door de psychologische refractie periode (PRP) wanneer twee taken ongeveer tegelijkertijd moeten worden uitgevoerd, wordt de reactietijd van de tweede taak verlengd.

De uitvoer van taak 1 is onafhankelijk van de SOA. Bij het uitvoeren van de eerste taak hebben mensen geen last van de tweede taak. De proefpersoon heeft taak 1 dus ook echt als eerste uitgevoerd.

Het bottleneck model

Proefpersonen werden gevraagd om op een knop te drukken zodra het lampje aanging. De tijd tussen twee lampjes werd gemanipuleerd. Bij 100 milliseconden tussentijd blijkt dat er 0 accuratesse is. Mensen vinden het blijkbaar moeilijk om stimuli die heel snel op elkaar volgen te rapporteren. Het zou zo kunnen zijn dat het bewustzijn eventjes uit moet rusten nadat het iets heeft gedaan. Er is dan ook even een vermindering in prestatie.

College 6 – Memory & Attention

Kernvragen

1. Welke geheugen systemen bestaan er?

Zintuiglijke opslag, korte termijn/werk geheugen en lange termijn geheugen.

2. Is aandacht nodig om informatie te coderen (‘encode’), consolideren of op te halen (‘retreive’)?

3. Hoe beïnvloedt geheugen aandacht.

Geheugen systemen/functies
De ‘central executive’ is de menselijke wil. De central executive is doelgericht. Het visuospatieel schetspad en de fonologische loop zijn afhankelijke ‘slave systems’. Deze systemen kunnen we de informatie korte tijd actief onthouden.

Met de fonologische loop kun je informatie op een verbale manier korte tijd onthouden door de informatie in stilte voor jezelf te herhalen. De fonologische loop wordt beperkt wanneer informatie op elkaar lijkt. Als informatie op elkaar lijkt is het moeilijker te onthouden. Ook is de fonologische loop afhankelijk van de spraakperceptie. Mensen die heel snel kunnen praten, zijn vaak ook in staat veel dingen te onthouden. Zij hebben een grotere capaciteit van de fonologische loop. De fonologische loop is belangrijk om interferentie te voorkomen. Het helpt om tegen jezelf te praten, hierdoor raak je minder snel afgeleid. Wanneer je tijdens de strooptaak bijvoorbeeld steeds het woord ‘maandag’ moet herhalen, is er een minder groot Stroop effect. Er vindt articulatorische suppressie plaats. Je kunt de woorden die met de strooptaak te maken hebben niet herhalen, omdat je het woord ‘maandag’ steeds moet herhalen. Hierdoor neemt de interferentie af, want je hebt geen tijd om de woorden die in de Stroop taak moeten worden aangeboden te lezen.

Het sensorische geheugen

Het sensorische geheugen is een heel vroege vorm van geheugen. Het is de input die je selecteert bij het waarnemen van bepaalde informatie.

Iconisch geheugen

Sperling deed onderzoek naar het iconische geheugen. Dit geheugen is op zicht gebaseerd. Sperling liet proefpersonen 50 milliseconden een kaart met letters zien. Vervolgens werd een blanco kaart getoond. De proefpersonen kregen een opdracht mee. Bij het ‘whole report’ moesten zij alle letters onthouden. Wanneer zij een hoge toon hoorden, moesten zij bijvoorbeeld aangeven welke letters er op de bovenste rij stonden. Wanneer zij een lage toon hoorden, moesten zij aangeven welke letters er op de onderste rij stonden. Bij het ‘partial report’ verscheen er achteraf een pijltje bij de rij van letters die de proefpersonen aan moesten geven.

Bij de ‘whole report’ opdracht konden de proefpersonen gemiddeld 50% van de letters juist berichten. Bij de ‘partial report’ opdracht konden de proefpersonen 100% onthouden, mits de tijd tussen de stimulus en de rapportage niet meer dan 250 milliseconde was. Na 250 milliseconde was er geen verschil meer met het ‘whole report’. De conclusie die hieruit getrokken kon worden is dat men alles in het geheel opslaat, maar dat dit na 250 milliseconde ook weer verdwijnt. De capaciteit van het iconische geheugen is ongeveer 3-4 items.

Echoïsch geheugen

Norman deed onderzoek naar het echoïsch geheugen. Dit geheugen is gebaseerd op het gehoor. De proefpersoon kreeg een koptelefoon op en hoorde aan beide oren een ander verhaal. Na afloop moest hij alleen de linker of alleen de rechter auditieve informatie herhalen.

Gesproken taal verloop serieel. Je kunt bijvoorbeeld niet meer dan één woord tegelijkertijd uitspreken. Er is veel tijd nodig om alle informatie te integreren en te begrijpen wat er wordt gezegd. Het echoïsch geheugen heeft een capaciteit van vijf seconden.

Werkgeheugen belasting (‘load’)
De mate van mentale werklast heeft te maken met de capaciteiten van een persoon. Er kan discrepantie bestaan tussen datgene wat een taak vraagt en iemands capaciteiten. Er bestaan individuele verschillen tussen mensen wat betreft de mentale werklast die zij ervaren. De ene persoon kan bijvoorbeeld heel snel lezen, terwijl de andere persoon over een sterk ruimtelijk inzicht beschikt.

Verschillende factoren spelen een rol bij het bepalen van de mentale werklast. Hoeveel energie een persoon heeft is een van deze factoren. Wanneer je bijvoorbeeld slecht hebt geslapen kost het meer moeite om een taak uit te voeren. Dit is een modererende factor. Ook structurele factoren kunnen een rol spelen en schaarste: Bronnen waarvan gebruik wordt gemaakt om een taak op te lossen kunnen bijvoorbeeld op zijn. Een andere factor is de vraag of een taak gecontroleerd of automatisch uitvoerbaar is. Wanneer een taak veel automatische processen bezit, zal het uitvoeren van de taak bijvoorbeeld minder moeite kosten en als minder belastend ervaren worden. Ook de factor topdown regulatie speelt een rol bij het bepalen van de mentale werklast. Hoe meer topdown processen er voor het uitvoeren van een taak nodig zijn, hoe zwaarder de taak aanvoelt.

Het meten van mentale werklast
Mentale werklast kan op verschillende manieren gemeten worden, zoals op basis van fysiologische reacties, prestatie en op een subjectieve manier.

Fysiologische reacties zijn bijvoorbeeld het verwijden van de pupil wanneer resources geactiveerd worden. Ook kan de hartslag toenemen. Deze fysiologische reacties zijn echter niet alleen afhankelijk van arousal. De pupil is bijvoorbeeld ook afhankelijk van de hoeveelheid licht. De hartslag is ook afhankelijk van de conditie die iemand heeft. Het is van belang hier rekening mee te houden wanneer men fysiologische reacties gebruikt bij onderzoek. Daarom worden fysiologische reacties vooral gebruikt in laboratoriumsettings.

Ook kunnen er metingen gedaan worden op basis van prestaties. Wanneer een taak zwaar is, zullen personen minder goed presteren. Bij een ‘primaire taak’ moeten mensen één taak tegelijkertijd uitvoeren. Dat lukt meestal wel. Bij een ‘secundaire taak’ moeten mensen twee taken tegelijkertijd uitvoeren. Het doel hiervan is om alle resources die overblijven bij het uitvoeren van de eerste taak, te gebruiken bij het uitvoeren van de tweede taak. Er kan een ‘lastprofiel’ (‘load profile’) gemaakt worden van de interferentie die de hoofdtaak heeft met de bijtaken.

Subjectieve metingen kunnen ook gebruikt worden om werklast te meten. Een subjectieve meting kan bijvoorbeeld de meting van de hartslag valideren. Er wordt aangenomen dat mensen kunnen aangeven hoe zwaar zij een taak ervaren hebben. Een voordeel van een subjectieve meting is dat het de meting niet beïnvloedt (‘nonintrusive’). Bij een hartslagmeting gaat de hartslag vaak al omhoog bij alleen al het zien van het meetinstrument. Daarnaast zijn subjectieve metingen niet duur. Subjectieve metingen zijn multidimensionaal.

Attentional blink

Proefpersonen krijgen binnen korte tijd een stroom van letters aangeboden. Zij krijgen de opdracht om te onthouden hoe vaak zij een bepaalde letter hebben gezien. Wanneer proefpersonen maar één target moeten berichten (‘single task’), presteren zij goed. De taak wordt lastiger wanneer de proefpersonen twee targets moeten berichten (‘dual task’). Wanneer de tweede target direct op de eerste target volgt, gaat het nog best goed. Maar de dual task is vooral moeilijk wanneer de tweede target snel, en niet direct, op de eerste target volgt.

Semantische verwerking vindt altijd plaats, onafhankelijk van of je de informatie kunt berichten. Wanneer je de tweede target niet kunt berichten, heb je de informatie dus wel voor een deel verwerkt. Wanneer je de informatie niet kunt berichten, is het niet geconsolideerd (verwerkt) in het werkgeheugen.

De Attentional blink heeft te maken met consolidatie. Wanneer de informatie niet wordt geconsolideerd, kan het ook niet actief worden gehouden. De psychologische refractie periode heeft te maken met responsselectie. Consolidatie en responsselectie delen de capaciteit van aandacht. Zij mogen dus niet overlappen.

Tweefase model van Chun en Potter

Dit model bestaat uit de volgende twee fases:

4. Identificatie van items in een conceptuele korte termijn geheugen systeem. Dus alle items worden geïdentificeerd en vergeleken met templates van de targets die in het korte termijn geheugen zit. Dit vindt snel plaats met ongelimiteerde capaciteit. Deze representaties zijn echter zwak en kwetsbaar voor verval.

5. Geheugen consolidatie proces, nodig om de target representaties te stabiliseren zodat ze aan het eind van de trial gerapporteerd kunnen worden. Dit is een langzaam proces met een gelimiteerde capaciteit. Het kan slechts bij één doel tegelijk worden uitgevoerd.

Change Blindness

Dit is het onvermogen om verandering waar te nemen in visuele taferelen.

Waarom is het zo moeilijk de verandering waar te nemen?

4. Als beweging detectie verstoord wordt is het erg moeilijk om veranderingen waar te nemen van ‘unattended image locations’.

5. Het brein maakt redelijke assumpties dat dingen niet onverwacht veranderen.

6. Hoewel we denken dat “zien”een subjectieve ervaring is, is onze analyse van het visuele veld eigenlijk nogal beperkt.

7. Percepties van (veranderde) beelden (‘images’) hebben aanzienlijke bronnen nodig, aandacht is nodig om de verandering te zien.

8. Soms zijn we niet eens in staat om verandering te zien terwijl onze aandacht gefocust is op de juiste locatie (maar niet op de juiste objecten!)

[toc:menu]

College 7 - Attention & Displays

Displays

Onder ‘display’ wordt alles wat tussen mens en systeem in kan zitten verstaan. Een display kan ervoor zorgen dat het verwerken van relevante informatie gemakkelijker verloopt. Er kan onderscheid gemaakt worden tussen visuele, tactiele en auditieve displays. Een voorbeeld van een tactiele display is een pinautomaat. Je kijkt meestal niet echt naar wat je invult, maar je voelt aan de knopjes. Een voorbeeld van een auditieve display is het geluid dat je hoort wanneer er iets gebeurd op een computer.

Design factoren

Bij het ontwerpen van een display moet rekening gehouden worden met fysieke eigenschappen, taken en met de gebruiker. Het is van belang is dat er rekening gehouden wordt met de taak van een display, omdat de situatie waarin een display gebruikt wordt, de volgorde en hoeveelheid van de handelingen kunnen verschillen. Ook moet er rekening worden gehouden met de sterke en zwakke kanten van de gebruiker. De gebruiker is namelijk degene die het apparaat moet gebruiken en dus moet weten hoe het bediend moet worden.

Visueel zoeken

Het oog heeft vooral bij de phobia veel kegeltjes. Daarom kun je vooral met de phobia erg scherp zien. Het is verstandig om een zoekbalk bijvoorbeeld in het midden van het scherm te plaatsen, omdat daar de centrale focus ligt. Aan de zijkant van het oog bevinden zich meer staafjes. Staafjes zijn gevoelig voor bewegingen. Daarom zou je bijvoorbeeld in de zijkanten balken kunnen laten flikkeren. Ook kan er een belangrijke eigenschap van de target veranderen, bijvoorbeeld de kleur, zodat de target zich onderscheidt van de afleiders. Er kunnen bijvoorbeeld targets onderstreept worden, of er kan een ingedrukte knop worden weergegeven. Hierdoor kun je snel en gemakkelijk zien wat er afwijkt.

Mensen maken oogbewegingen om informatie te winnen over de omgeving. Deze oogbewegingen gebeuren niet random, maar zorgen ervoor dat wij steeds meer relevante informatie binnenkrijgen. Ook bij het ontwerpen van displays kan er rekening gehouden worden met oogbewegingen. Het kan bijvoorbeeld van belang zijn om te onderzoeken hoe mensen websites bekijken. Uit dit onderzoek blijkt dat mensen dit vooral in een F vorm doen. Ze kijken vooral naar de titel en de kopjes.

Computer menu’s

Bij het ontwikkelen van computer menu’s moet rekening gehouden worden met ‘matching types’, ‘smart menu's’ en breedte versus diepte. Als een menu in de breedte is, zijn er veel knopjes naast elkaar. Een menu in de diepte heeft veel knopjes onder verschillende categorieën.

Er wordt gesproken van ‘identiteit matching’ wanneer je bijvoorbeeld zoekt naar informatie over ‘politiek’ en er ook daadwerkelijk een kopje ‘politiek’ op de site staat. Er wordt gesproken van ‘equivalente matching’ wanneer onderwerpen die op elkaar lijken bij elkaar worden gezet. Er wordt gesproken van ‘inclusion’ als je van sommige onderwerpen niet weet waar je moet zoeken.

Een voorbeeld van een ‘smart menu’ is om knoppen die veel gebruikt worden bovenaan te zetten. Als je bijvoorbeeld de knop ‘kopiëren’ vaak gebruikt, komt deze bovenaan in de lijst te staan. Dit is niet zo handig, want mensen zijn gewend aan wetmatigheden en raken op deze manier het overzicht kwijt.

Ook moet rekening gehouden worden met breedte en diepte. De ontwerper kan ervoor kiezen om alle opties naast elkaar te zetten, of hiërarchie aan te brengen. Het is afhankelijk van de situatie welke optie beter is. Bij een afstandsbediening is het bijvoorbeeld effectiever om belangrijke knoppen bovenaan te zetten.

Display organisatie

Met behulp van organisatie kan de ontwerper de gebruiker in staat stellen om op een snelle en efficiënte manier ergens naar te kijken. Het is van belang dat er rekening gehouden wordt met de organisatie bij het ontwerpen van een display. Voorbeelden waarmee je een display kunt organiseren zijn ‘proximity’, waarbij voorwerpen bij elkaar in de buurt worden gezet, waardoor het een eenheid lijkt. Bij ‘similarity’ worden voorwerpen die op elkaar lijken als een eenheid gezien. Bij ‘continuity’ worden losse onderdelen bijvoorbeeld als een samenhangende lijn gezien. Bij ‘closure’ wordt een onafgemaakt lijntje bijvoorbeeld doorgetrokken, waardoor het een cirkel lijkt. Bij ‘common fate’ wordt ervoor gezorgd dat het lijkt alsof bepaalde dingen bij elkaar horen, door bijvoorbeeld kleur of lijntjes te gebruiken. Hierbij is een relatie te zien tussen de items.

Betekenis

In het ideale geval komt het beeld van de ontwerper precies overeen met het beeld van de gebruiker. De gebruiker weet dan precies wat hij moet doen. Vaak is dit echter niet het geval. Dit komt doordat de ontwerper zijn systeem al kent. Hij is dus geen objectieve tester en kan niet beoordelen of zijn systeem duidelijk genoeg is. Daarom wordt er vaak gebruik gemaakt van onafhankelijke testpersonen.

Het kan nuttig zijn om als ontwerper zaken die echt belangrijk zijn te signaleren. Dit kun je bijvoorbeeld doen door deze zaken een bepaalde kleur te geven. Er kan ook geluid gebruikt worden. Geluid is moeilijk te negeren. Hiermee kunnen de verwachting en interpretatie van de gebruiker gestuurd worden.

Bij displays wordt veel gebruik gemaakt van metaforen. Er worden iconen en pictogrammen op het scherm gebruikt, bijvoorbeeld een diskette om op te slaan. Tegenwoordig worden diskettes niet veel meer gebruikt, maar omdat mensen dit nog wel met ‘opslaan’ associëren, kan het nog gebruikt worden.

College 8 - Individuele verschillen

Kernvragen

Hoe beïnvloeden inter-individuele verschillen aandacht?

Intelligentie, werk geheugen capaciteit, ontwikkeling en veroudering, persoonlijkheid en predispositie.

Hoe beïnvloeden intra-individuele verschillen aandacht?

Tijd op de dag, training en oefening, stemming.

De bron van IQ verschillen

Onderzoekers hebben meerdere voorspellers van IQ verschillen gevonden. Maar voor de meeste van deze metingen zijn de correlaties bescheiden of in sommige gevallen inconsistent over onderzoeken. Voorbeelden van deze voorspellers zijn:

• Mentale snelheid of efficiëntie (bijvoorbeeld de snelheid van zenuwgeleiding, inspectie tijd, glucose verbruik).

• Dual taak prestatie.

• Aandachtscontrole (bijvoorbeeld conjunction search).

• Attentional-set shifting en goal neglect.

Prestatie vroeg in de oefening van aandachtseisende taken is hoger gecorreleerd met IQ dan prestatie later in de oefening. Beperkingen van correlaties worden veroorzaakt door de vraag: Bepaalt aandachtsvermogen het IQ, of andersom?

Circadiaans ritme van arousal en cognitie

Niveaus van arousal volgen het circadiaanse ritme van lichaamstemperatuur.

Uit onderzoek is gebleken dat cognitie wordt beïnvloedt door het niveau van arousal. Prestatie op taken met hoge werkgeheugen eisen pieken namelijk vroeg op de dag. Daarbij komt dat prestatie op simpele perceptuele motor taken verhoogt met arousal.

Ontwikkeling van aandacht

De ontwikkeling van aandacht en het werkgeheugen is parallel aan de rijping van de frontale kwab, in het bijzonder de prefrontale cortex. Een reflectie van deze ontwikkeling is de verhoging van de capaciteit van het werkgeheugen en de verhoging van de mogelijkheid om ongewenste acties te onderdrukken.

Het verouderende brein

Oudere volwassen laten verslechtering zien in een breed scala aan aandacht taken. Dit is niet verrassend gezien de veranderingen in de hersens die plaatsvinden bij veroudering. Er is hierbij veel sprake van atrofie, celdood.

Veroudering gaat samen met:

• Minder variabele strategie selectie (snelheid-nauwkeurigheid)

• Hogere dual taak costs (coördinatie costs)

• Langzamere respons-‘stopping’ (stopsignaal taken)

• Grotere Stroop effecten

• Minder betrouwbare expliciete herkenning van errors

De frontaalkwab hypothese van veroudering houdt in dat prestatie van oudere volwassen disproportioneel verslechterd bij taken die de frontaalkwabben nodig hebben. Deze taken beroepen zich op het executieve component van het werkgeheugen en/of aandacht. Het is bekend dat de frontaalkwabben het snelste krimpen bij veroudering, dit is het ‘last in, first out’ principe. De correlatie tussen frontaalkwab atrofie en aan cognitieve achteruitgang gerelateerd aan de leeftijd is echter zwak en de theorie is niet goed gespecificeerd.

Affectieve stimuli trekken aandacht

Voorbeelden hiervan zijn dat emotionele woorden de attentionele blink taak overleven en het kleur benomen van de Stroop taak vertragen. Dit vindt echter niet plaats bij amygdala patiënten, wat suggereert dat er een neuraal mechanisme bestaat voor de affectieve invloed op aandacht.

Bij mensen met een angststoornis wordt de aandacht snel getrokken door stimuli die gerelateerd zijn aan bedreiging

Mensen zijn geneigd gebeurtenissen die consistent zijn met hun huidige stemming beter te herinneren dan stemmingsincongruente gebeurtenissen. Dit principe heet het stemmingscongruente geheugen.

Mensen die vatbaar zijn voor depressie laten geen bias zien voor materiaal/gebeurtenissen/stimuli die gerelateerd zijn aan depressie wanneer ze momenteel niet depressief zijn. Bij mensen met een depressie kan afname van het functioneren van de cognitieve vaardigheden optreden. Een depressie heeft weinig invloed op het functioneren van de aandachtspan en de gedeelde aandacht. Mensen met een depressie kunnen moeite hebben met het oplossen van problemen en met plannen.

College 9 – Mental workload & situation awareness

Werk

Het soort werkzaamheden dat mensen uitvoeren is sterk veranderd. Na de informatierevolutie werd er steeds minder fysieke arbeid geleverd en steeds meer mentale arbeid. Het is lastig om het begrip ‘mentale arbeid’ te definiëren. De mate van mentale arbeid die geleverd wordt, kan worden gemeten om prestatie te voorspellen. Aan de hand van werklast (‘workload’) kun je bijvoorbeeld voorspellen of mensen hun baan vol kunnen houden en hoe groot de kans is dat zij een burn-out zullen krijgen.

Mentale Werklast

De mate van mentale werklast heeft te maken met de capaciteiten van een persoon. Er kan discrepantie bestaan tussen datgene wat een taak vraagt van iemand en zijn/haar capaciteiten. Er bestaan individuele verschillen tussen mensen wat betreft de mentale werklast die zij ervaren. De ene persoon kan bijvoorbeeld heel snel lezen, terwijl de andere persoon over een sterk ruimtelijk inzicht beschikt.

Verschillende factoren spelen een rol bij het bepalen van de mentale werklast. Hoeveel energie een persoon heeft is één van deze factoren. Wanneer je bijvoorbeeld slecht hebt geslapen kost het meer moeite om een taak uit te voeren. Dit is een modererende factor. Ook structurele factoren en schaarste kunnen een rol spelen: Bronnen waarvan gebruik wordt gemaakt om een taak op te lossen kunnen bijvoorbeeld op zijn.

Een andere factor is de vraag of een taak gecontroleerd of automatisch uitvoerbaar is. Wanneer een taak veel automatische processen bezit, zal het uitvoeren van de taak bijvoorbeeld minder moeite kosten en als minder belastend ervaren worden. Ook de factor topdown regulatie speelt een rol bij het bepalen van de mentale werklast. Hoe meer topdown processen er voor het uitvoeren van een taak nodig zijn, hoe zwaarder de taak aanvoelt.

Unity-Resource Model

Kahneman bedacht het Unity-Resource Model. Volgens dit model zorgt opwinding (‘arousal’) ervoor dat capaciteit (‘resources’) wordt vrijgemaakt. De capaciteit waarover een persoon beschikt wordt verdeeld over de verschillende deeltaken waaruit een taak is opgebouwd. Dit wordt ook wel ‘allocation policy’ genoemd.

Multiple-Resource model

Wickens bedacht het Multiple-Resource model. Bij dit model wordt rekening gehouden met de asymmetrie die kan ontstaan wanneer twee taken tegelijkertijd worden uitgevoerd. Sommige taken kunnen heel goed tegelijkertijd uitgevoerd worden, terwijl andere taken elkaar verstoren wanneer zij tegelijkertijd worden uitgevoerd. Dit komt omdat taken gebruik maken van verschillende capaciteiten (‘resources’). Wanneer voor het uitvoeren van twee taken dezelfde bron wordt gebruikt, wordt de uitvoer negatief beïnvloedt (‘performance hit’). Wanneer er echter geen overlap is, hoeft het uitvoeren van twee taken tegelijkertijd geen conflict op te leveren.

Het kan zijn dat gescheiden modaliteiten in eerste instantie niet overlappen, maar dat ze dit in een ander stadium toch wel doen. In dat geval levert het uitvoeren van deze twee taken tegelijkertijd alsnog een conflict op.

Strategieën

Wanneer het uitvoeren van een taak zwaarder wordt, gaan mensen strategieën hanteren om de taak wat lichter te maken. Zij worden bijvoorbeeld wat slordiger en maken sneller foutjes. Ook kan het zijn dat het veld van aandacht wat verkleind wordt, dit heet aandachtsvernauwing (‘attentional narrowing’). De aandacht wordt in dit geval op de meest voor de hand liggende prikkel gericht. Een persoon die in de auto zit neemt zich bijvoorbeeld voor om alleen op de auto voor zich te letten.

Wanneer moeheid optreedt, kunnen ook strategieën worden toegepast om de taak wat minder zwaar te maken. Iemand let bijvoorbeeld minder goed op tijdens college vanwege de moeheid, en neemt zich voor de sheets goed door te lezen. Naarmate het uitvoeren van een taak zwaarder wordt, moet gekozen worden voor een snelle of voor een accurate uitvoering. Snelheid en nauwkeurigheid gaan niet samen, dus zal er een afweging moeten worden gemaakt voor een van beide. Een andere factor die een zware taak wat lichter kan maken, is om te kiezen voor een manier van uitvoeren die mentaal gemakkelijk is maar meer tijd kost, in plaats van te kiezen voor een manier waarbij je erg veel moet nadenken.

Het meten van mentale werklast

Mentale werklast kan op verschillende manieren gemeten worden, zoals op basis van fysiologische reacties, prestatie en op een subjectieve manier.

Fysiologische reacties zijn bijvoorbeeld het verwijden van de pupil wanneer resources geactiveerd worden. Ook kan de hartslag toenemen. Deze fysiologische reacties zijn echter niet alleen afhankelijk van arousal. De pupil is bijvoorbeeld ook afhankelijk van de hoeveelheid licht. De hartslag is ook afhankelijk van de conditie die iemand heeft. Het is van belang hier rekening mee te houden wanneer men fysiologische reacties gebruikt bij onderzoek. Daarom worden fysiologische reacties vooral gebruikt in laboratoriumsettings.

Ook kunnen er metingen gedaan worden op basis van prestaties. Wanneer een taak zwaar is, zal men minder goed presteren. Bij een ‘primaire taak’ moeten mensen één taak tegelijkertijd uitvoeren. Dat lukt meestal wel. Bij een ‘secundaire taak’ moeten mensen twee taken tegelijkertijd uitvoeren. Het doel hiervan is om alle resources die overblijven bij het uitvoeren van de eerste taak, te gebruiken bij het uitvoeren van de tweede taak. Er kan een ‘lastprofiel’ (‘load profile’) gemaakt worden van de interferentie die de hoofdtaak heeft met de bijtaken.

Subjectieve metingen kunnen ook gebruikt worden om werklast te meten. Een subjectieve meting kan bijvoorbeeld de meting van de hartslag valideren. Er wordt aangenomen dat mensen kunnen aangeven hoe zwaar zij een taak ervaren hebben. Een voordeel van een subjectieve meting is dat het de meting niet beïnvloedt, dit heet ‘nonintrusive’. Bij een hartslagmeting gaat de hartslag vaak al omhoog bij alleen al het zien van het meetinstrument. Daarnaast zijn subjectieve metingen niet duur. Subjectieve metingen zijn multi-dimensionaal.

Bewustzijn van de situatie

Wanneer men in situaties is waarbij dingen misgaan, is men vaak met veel taken tegelijkertijd bezig. Beginnende volleyballers slaan bijvoorbeeld bepaalde delen van de taak over, omdat zij nog niet ervaren genoeg zijn om alle deeltaken tegelijkertijd uit kunnen voeren. Je leert patronen om met situaties om te gaan. Je weet bijvoorbeeld beter wat je kunt verwachten.

Het belangrijkste aspect van situatiebewustzijn is het bijhouden van zaken. Op grond hiervan maak je voorspellingen voor toekomstige gebeurtenissen. De situaties veranderen steeds: het is een dynamisch model.

Het is van belang elementen niet alleen perceptueel waar te nemen, maar ook de betekenis van de elementen te begrijpen. Daarnaast is het van belang te weten wat je van de elementen kunt verwachten.

Een hapering in de aandacht naar de situatie (het situatiebewustzijn) is de grootste oorzaak van verkeersongelukken. Als er bijvoorbeeld een paaltje of een struikje staat wat je niet verwacht, kan dit al snel een onveilige situatie veroorzaken.

College 10- Cognitive neuroscience of attention

Kernvragen

• Welke neurale systemen dragen bij aan de controle van aandacht?

• Waar vinden de downstream effecten van aandacht selectie plaats (in de hersens)?

fMRI BOLD signaal

De afkorting BOLD staat voor blood-oxygen-level dependent.

Om neuraal te kunnen vuren is er zuurstof en glucose nodig als brandstof. Zuurstofrijke hemoglobine (in de rode bloedcellen) stroomt naar actieve gebieden. Het BOLD signaal reflecteert de magnetische eigenschappen van zuurstof in het brein.

ERP

ERP staat voor Event Related Potential.

EEG reflecteert zowel signaal (stimulus gerelateerde EEG respons) als ruis (achtergrond activiteit gerelateerd aan voortdurende processen). De signaal gerelateerde activiteit kan worden geëxtraheerd omdat het ‘time-locked’ is aan de presentatie van de stimulus. Time-locked betekent dat het een systematische timing heeft ten opzichte van de stimulus.

Signal avering is de meest gebruikelijke methode voor het extraheren van het signaal.

1. Isoleer EEG voor 1 seconde na elke stimulus presentatie en neem het gemiddelde.

2. Time-locked signaal (ERP) komt naar voren.

Endogene en exogene aandacht

Mensen wennen erg snel aan zich herhalende stimuli. Dit fenomeen wordt ook wel ‘habituatie’ genoemd. De interne presentatie van deze stimuli neemt dan af, waardoor ook de aandacht afneemt.

Exogene aandacht wordt veroorzaakt door een prikkel van buitenaf. Wanneer je bijvoorbeeld steeds tonen rond dezelfde frequentie hoort, en dan ineens een toon op een afwijkende frequentie, trekt dit de aandacht. De temporele cortex is gevoelig voor de auditieve verwerking. De ‘mis match negativity’ (MMN) is een representatie van de automatische en niet bewuste verwerking van fouten. De MMN treedt op als je op exogene wijze met een stimulus bezig bent. De p3a is een representatie van de bewuste verwerking. De MMN is een representatie van de automatisch, exogene, verwerking. De p3a treedt alleen op als je op bewuste, endogene wijze met een stimulus bezig bent.

De endogene aandacht kan onderzocht worden door de proefpersoon een koptelefoon op te zetten waarbij in beide oren verschillende letterreeksen worden opgenoemd. De proefpersoon krijgt de opdracht om enkel op een target in één oor te letten. Hij moet bijvoorbeeld alleen op de letter ‘T’ letten aan de linkerkant. Het andere kanaal moet de proefpersoon volledig negeren. Uit dit onderzoek blijkt dat er bij de informatie uit het te negeren oor vroege selectie plaatsvindt. De informatie uit het te negeren oor wordt dus niet verwerkt, maar wel opgemerkt.

Wanneer er aan proefpersonen van tevoren een valide ‘cue’ wordt getoond, neemt de reactietijd af. In een onderzoek moeten proefpersonen bijvoorbeeld aangeven aan welke kant het blokje verschijnt. Van tevoren verschijnt er een cue. Deze cue kan juist (‘valide’) zijn, onjuist (‘invalide’) zijn of neutraal zijn. Bij een valide cue presteren de proefpersonen beter dan bij een invalide cue. De target wordt sneller verwerkt wanneer je er op let. De proefpersoon bereid zich op deze manier op endogene wijze voor op de vertoning van de target. Omdat de activering sterker is, kun je sneller reageren en neemt de reactietijd af. Endogene aandacht vindt al heel vroeg in het informatieverwerkingsproces plaats.

Source en site

Een ‘source’ is een bron van aandacht die vertelt waar de aandacht op gericht moet worden. De ‘site’ zijn de gevolgen die plaatsvinden.

Uit onderzoek is gebleken dat de rechter dorsolaterale prefrontale cortex een belangrijke rol speelt bij aandachtscontrole. Verder blijkt dat de anterieure cingulate cortex een belangrijke rol speelt bij prestatie controle, dus het detecteren van de behoefte voor controle.

Wanneer aan proefpersonen een plaatje met verschillende gezichten en huizen over elkaar wordt laten zien, is er sprake van het binding probleem: het brein moet alle afzonderlijke informatie integreren tot één geheel. De proefpersoon krijgt bijvoorbeeld de opdracht om alleen op het huis te letten. Je zou verwachten dat datgene waarop gelet moet worden sterker wordt geactiveerd in het brein. Gezichten, huizen en bewegingen worden op verschillende plaatsen in het brein verwerkt. Verwerking van gezichten gebeurt in de ‘Fusiform Face Area (FFA)’. Verwerking van huizen vindt plaats in de ‘Parahippocampal Place Area (PPA)’ en verwerking van beweging gebeurt in de MT.

Als je op ‘beweging’ let, wordt datgene geactiveerd wat beweegt. Wanneer in het plaatje het gezicht beweegt, is de FFA bijzonder actief. Als het huis beweegt, wordt de PPA geactiveerd. De conclusie die uit dit onderzoek getrokken kan worden, is dat je twee kenmerken van één object niet uit elkaar kunt halen en niet afzonderlijk kunt verwerken.

Unilateraal neglect

Mensen met neglect hebben moeite aandacht te richten op voorwerpen die aan een bepaalde kant van het visuele veld aanwezig zijn. Deze mensen kunnen bijvoorbeeld alleen de linkerkant of alleen de rechterkant zien in de ruimte. Spatieel neglect kan ontstaan door een laesie in de pariëtale cortex en is contralateraal. De aandacht wordt niet gericht op het visuele veld contralateraal aan de laesie. Mensen met neglect zijn zich hier vaak niet bewust van.

Wanneer een valide cue wordt aangeboden, neemt de reactietijd af. Het maakt daarbij niet veel uit of de stimulus contralaesionaal of ipsilaesionaal wordt aangeboden. Wanneer er een invalide cue contralateraal aan de laesie wordt aangeboden, neemt de reactietijd sterk toe. Door het aanbieden van een invalide cue contralateraal aan de laesie, wordt de focus van de aandacht gefixeerd. De aandacht zelf is daarbij niet beschadigd, maar het vermogen om de aandacht te verschuiven is beschadigd. Ook bij het aanbieden van een invalide cue ipsilateraal aan de laesie neemt de reactietijd toe, maar minder dan wanneer de invalide cue contralateraal aan de laesie wordt aangeboden.

Bij mensen met spatieel neglect is niets mis met de sensorische verwerking. Wanneer deze mensen het midden van een lijn moeten aangeven, tekenen zij het midden bijvoorbeeld te veel naar de rechterkant. De patiënt ziet blijkbaar een groot deel van de linkerkant van de lijn niet. Ook wanneer patiënten gevraagd wordt alle streepjes te doorkruisen, doen zij dat bijvoorbeeld alleen bij de streepjes aan de rechterkant. Of wanneer de patiënt gevraagd wordt een klok te tekenen, wordt alleen de rechterkant getekend. Bij alle objecten ontbreekt er dus een zijde. Hieruit is af te leiden dat aandacht zich ook richt op objecten.