Das räumliche Gedächtnis ist nicht wie eine "Karte im Kopf"

Wenn Sie diesen Text lesen, sitzen Sie wahrscheinlich vor Ihrem Computer oder schauen auf Ihr Handy. Versuchen Sie aus Ihrer aktuellen Position heraus in einer geraden Linie direkt auf das Badezimmer zu zeigen, dass Ihnen am nächsten ist, als ob die Wände um Sie herum aus Glas wären.

Wie haben Sie diese Aufgabe gelöst? Sie müssen ein räumliches Gedächtnis Ihrer Umgebung aufgebaut haben, um die Position von Orten zu schätzen, die derzeit nicht in Sichtweite sind. Es wird allgemein angenommen, dass wir zur Lösung solcher Aufgaben auf eine kognitive Karte zurückgreifen, eine metrische mentale Version unserer Umgebung.

Ähnlich wie bei einer echten Papierkarte wird jedem Ort, den wir besuchen, jeder Straße, jedem Gebäude, eine eindeutige (vielleicht nicht 100% korrekte) Position in dieser kognitiven Karte zugewiesen und kann sofort von dieser mentalen Papierkarte abgelesen werden.

Eine neue Studie von Marianne Strickrodt, PD Dr. Tobias Meilinger und Prof. Dr. Heinrich H. Bülthoff wollte herausfinden, ob dieses Verständnis vom räumlichen Gedächtnis tatsächlich korrekt ist.

Die Teilnehmer/-innen lernten eine virtuelle Umgebung bestehend aus acht aneinandergereihten Korridoren. Die Hälfte dieser Korridore gehörte zur blauen Region, die Tiere als Landmarken enthielten, und die andere Hälfte zur roten Region, welche Werkzeuge als Landmarken enthielten.

Die Umgebung wurde den Teilnehmern/-innen über eine Virtual Reality Brille präsentiert, während sie sich in einer großen Laufhalle frei bewegen konnten. Nach intensivem Lernen wurden die Teilnehmer/-innen an verschiedene Orte innerhalb der Umgebung teleportiert. Von dort aus mussten sie aus dem Gedächtnis zu den zuvor gelernten Landmarken in gerader Linie zeigen.

Die Zielorte konnten entweder im benachbarten Korridor, zwei Korridore entfernt, drei Korridore entfernt usw. liegen. Außerdem konnten sich die Zielorte entweder in der gleichen Region wie die Teilnehmer/-innen befinden (z.B. neben der Kuh im blauen Korridor stehend war die Aufgabe zur Giraffe in einem anderen blauen Korridor zu zeigen) oder in der anderen Region (z.B. neben der Kuh im blauen Korridor stehend mussten die Teilnehmer/innen zum Hammer in einem der roten Korridore der anderen Region zeigen).

Unsere Wissenschaftlerin Marianne Strickrodt erklärt: „Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Teilnehmer/-innen nicht einfach Informationen aus einer einzigen kognitiven Karte ausgelesen haben. Stattdessen lassen die Ergebnisse den Schluss zu, dass unser Gedächtnis vom navigierbaren Raum vielschichtig ist.“ Sie geht davon aus, dass „die Teilnehmer/-innen scheinbar lokale, regionale und globale kognitive Karten aufgebaut haben.

Das heißt, sie nutzen kognitive Minikarten, die nur auf einen einzigen Korridor beschränkt sind, begrenzte Karten, die eine Region umfassen (also mehrere Korridore), und eine kognitive Karte, die die gesamte Umgebung abdeckt“. Diese Auswahl an räumlichen Gedächtnisinhalten wird nicht ständig vollumfänglich genutzt. Stattdessen scheint je nach aktuellem Standort und gewünschtem Ziel nur der relevante Gedächtnisinhalt ausgewählt zu werden.

Diese flexible Nutzung impliziert, dass unser Gedächtnis für den navigierbaren Raum hierarchisch sein könnte. Überdies war der Prozess der Richtungsschätzung in allen Fällen an die Lernreihenfolge gebunden, also die Lauferfahrung von Korridor-zu-Korridor. Dies ist ein Prozess, der sich klar unterscheidet von dem reinen Auslesen relationaler Informationen von Ort A und Ort B aus einer kartenartigen Gedächtnisstruktur.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Idee eines kartenartigen, mentalen Bildes der Umgebung aus der Vogelperspektive nicht der tatsächlichen Gedächtnisstruktur wie wir sie in unseren Köpfen abspeichern, entspricht. Lokal begrenzte Orte wie Räume und Korridore scheinen eine große Rolle zu spielen, womöglich als einzelne Erinnerungseinheiten, wie Teile eines Puzzles.

Um eine Richtungsabschätzung zu machen scheinen diese Einzelteile Schritt für Schritt mental aneinandergereiht zu werden bis zum Erreichen des Zielortes. Strickrodt betont, dass „mehr Forschung notwendig ist, um zu verstehen, ob und wie diese Einheiten mit zusätzlichen Informationen angereichert werden, zum Beispiel regionale Zugehörigkeit einzelner Korridore oder vielleicht ein imaginärer „mentaler Norden“, der über mehrere Orte hinweg aufrechterhalten werden könnte, um das Verständnis dafür zu erleichtern, wie diese Orte relativ zueinander stehen“.

Originalpublikation:
Strickrodt, M., Bülthoff, H. H., & Meilinger, T. (2018). Memory for navigable space is flexible and not restricted to exclusive local or global memory units. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. Advance online publication. http://dx.doi.org/10.1037/xlm0000624

Interview mit Marianne Strickrodt über ihre Studie: hier
http://www.kyb.tuebingen.mpg.de/press-news-and-events/meet-your-scientist/marian…

Kontakt:
Marianne Strickrodt
Wissenschaftlerin
Tel.: 07071 601- 615
E-Mail: marianne.strickrodt@tuebingen.mpg.de

Marianne Strickrodt arbeitet am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in der Abteilung Wahrnehmung, Kognition und Handlung. In ihrem PhD-Projekt nutzt sie virtuelle Realitäten und ein großskaliertes Bewegungstrackingsystem in einer Laufhalle, welche es den Probanden ermöglicht sich auf natürliche Weise durch virtuelle Welten hindurchzubewegen und diese zu lernen. Sie untersucht wie Menschen komplexe räumliche Aufgaben lösen, zum Beispiel das Zeigen zu zuvor gelernten Landmarken, die sich außer Sichtweite befinden. Hieraus können Erkenntnisse über das menschliche Raumgedächtnis gewonnen werden. Im Speziellen interessiert Frau Strickrodt ob relative Position, Distanz und Richtung mehrere Orte in einem kartenähnlichen Format gespeichert sind oder nicht.

Beate Fülle
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Bildunterschrift: Häufig sehen wir Modelle und Karten von navigierbaren Räumen. Mehr und mehr Forschungsergebnisse weisen allerdings darauf hin, dass unser Raumgedächtnis nicht in dieser Form aufgebaut ist. Dieses Das Bronzemodell der Altstadt steht vor dem Tübinger Stadtmuseum.

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Das Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik beschäftigt sich mit der Signal- und Informationsverarbeitung im Gehirn. Die Wissenschaftler/-innen gehen der Frage nach, welche Signale und Prozesse notwendig sind, damit Menschen aus den vielfältigen Sinnesinformationen ein konsistentes Bild ihrer Umwelt und das dazu passende Verhalten erzeugen können. Mit unterschiedlichen Ansätzen und Methoden arbeiten unsere Forscher/innen aus drei Abteilungen und mehreren Forschungsgruppen an grundlegenden Fragen der Gehirnforschung.

Das Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik ist eine von 84 Forschungseinrichtungen, die die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) im In- und Ausland unterhält und die alle Grundlagenforschung in den Natur-, Bio-, Geistes- und Sozialwissenschaften im Dienste der Allgemeinheit betreiben. Die MPG ist Deutschlands erfolgreichste Forschungsorganisation – seit ihrer Gründung 1948 finden sich alleine 18 Nobelpreisträger und Nobelpreisträgerinnen in den Reihen ihrer Wissenschaftler. Damit ist sie auf Augenhöhe mit den besten und angesehensten Forschungsinstitutionen und Universitäten der Welt.

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Strickrodt, M., Bülthoff, H. H., & Meilinger, T. (2018). Memory for navigable space is flexible and not restricted to exclusive local or global memory units. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. Advance online publication. http://dx.doi.org/10.1037/xlm0000624

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