Test für visuell-räumliche Aufmerksamkeitsverschiebung

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Trainingsbeschreibung
Einleitung
SPACE
Im Alltag kann der Fokus unserer Aufmerksamkeit räumlich auf eine andere Quelle gerichtet sein als diejenige, auf die
unsere Wahrnehmungsorgane zielen. Zudem wird unser Aufmerksamkeitsfokus „automatisch“ von peripheren, d.h.
außerhalb unseres zentralen Gesichtfeldes liegenden Reizen angezogen und kann auf diese Weise eine Blick- oder
Kopfbewegung im Raum zu einem Objekt oder Ereignis hin vorbereiten (visuell-räumliche Aufmerksamkeit). Posner und
Mitarbeiter (1978, 1984) unterscheiden bei der räumlichen Ausrichtung der Aufmerksamkeit und räumlichen Verschiebung
des visuellen Aufmerksamkeitsfokus drei unterschiedliche Teilleistungen: Lösung (disengage) vom aktuell beachteten Reiz,
Verschieben (shift) des Aufmerksamkeitsfokus und Fixierung (engage) beim neuen Zielreiz. Das experimentelle Paradigma
basiert auf entweder in der Peripherie oder im Fixationspunkt dargebotenen räumlichen Hinweisreizen (z. B. kurzes
Aufleuchten eines Rahmens in Peripherie des linken oder rechten visuellen Felds oder nach rechts bzw. links weisender
Pfeil im Fixationspunkt). Diese Hinweisreize verursachen eine verdeckte Verschiebung der Aufmerksamkeit (covert shift of
attention) nach rechts oder links und ein leichteres Entdecken von Reizen in der Hälfte des visuellen Felds, auf die der
„cue“ hinweist (valide Bedingung). Zeigt der Hinweisreiz jedoch in die falsche Richtung (invalide Bedingung) verlangsamt
sich die Reaktionsgeschwindigkeit auf den Zielreiz, da die Aufmerksamkeit zuerst vom „falschen“ Fokus zur richtigen
räumlichen Position verschoben werden muss. Zentrale Warnreize führen eher zu einer kognitiv kontrollierten
(endogenen) Aufmerksamkeitsverschiebung (da eine bestimmte Erwartung aufgebaut wird), periphere Warnreize eher zu
einer automatischen (exogenen), „stimulus driven“ räumlichen Verschiebung des Aufmerksamkeitsfokus.
Schädigungen des posterioren Parietallappens scheinen insbesondere zu Störungen des Lösens (disengage) der
Aufmerksamkeit von einem Reiz zu führen, wenn die Aufmerksamkeit zu einem Zielreiz in der Raumhälfte gegenüber der
Läsionsseite verschoben werden soll (Posner et al., 1984). Hier ist auch eine Ursache für einen Halbseiten-Neglect nach
parietalen Läsionen zu sehen. Auf der Grundlage des Modells von Posner und Petersen (1990) vertritt Robertson (1993,
2001) die für die Rehabilitation von Neglect-Patienten wichtige Hypothese, dass zusätzliche Defizite in der
Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeitsintensität neben Störungen der visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsausrichtung
der Persistenz unilateraler Neglect-Symptome nach rechtsseitigen Läsionen zugrunde liegen. So soll ein gestörtes System
der Aufmerksamkeitsaufrechterhaltung, vermittelt über den Neurotransmitter Noradrenalin, eine Unterfunktion des
posterioren Aufmerksamkeitssystems zur Folge haben, die wiederum zu einer mangelhaften Aufmerksamkeitsausrichtung
in einer Raumhälfte führt oder diese verstärkt.
In einer ersten Therapiestudie, die auf den beschriebenen Zusammenhängen aufbaut, trainierten Robertson et al. (1995)
Patienten mit chronischem Neglect mittels eines Selbstinstruktionstrainings. Die Patienten sollten durch die
Selbstinstruktion „Be alert!“ ihre phasische Alertness (s.o.) anregen. In einer Studie an Patienten mit parietalen Läsionen
konnten Posner und Mitarb. (1987) zeigen, dass Patienten mit rechtsparietalen Schädigungen bei einfachen
Reaktionsaufgaben mit Warnreiz (die als typisches Paradigma zur Erfassung der phasischen Alertness eingesetzt werden)
gleich gute Ergebnisse erzielten wie Patienten nach linksparietalen Läsionen. Ohne Warnreiz (intrinsische Alertness)
zeigten die Patienten mit rechtsparietaler Schädigung dagegen deutliche Reaktionsverlangsamungen. Die Patienten
Seite 14 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
SPACE
erzielten also weitgehend normale Leistungen, wenn ihre Aufmerksamkeit extern angeregt wurde, aber schlechte
Ergebnisse, wenn sie ihre Aufmerksamkeitsaktivierung ohne externe Warnreize selbst kontrollieren und aufrechterhalten
sollten. In ihrer Rehabilitationstudie versuchten Robertson und Mitarbeiter (1995) also, dieses intakte phasische
Alertnesssystem zu nutzen und durch die Selbstinstruktion zu aktivieren. Interessanterweise bezeichnen die Autoren diese
Vorgehensweise als „Sustained Attention Training“.
Alle untersuchten Patienten zeigten signifikante Verbesserungen sowohl bei Daueraufmerksamkeits- als auch bei Neglect-
Aufgaben. Die nachweisbaren Verbesserungen unterstützen die Hypothese, dass Neglect-Symptome positiv über eine
gesteigerte Aufmerksamkeitsaktivierung beeinflusst werden können. Die Verbesserungen waren bis zu 2 Wochen stabil.
In einer weiteren Studie (Robertson et al., 1998) konnte gezeigt werden, dass ein Warnreiz (phasischer Alertness-Reiz), der
kurz vor einer Aufgabe gegeben wurde, die räumlichen Aufmerksamkeits-Defizite der Patienten (Abweichung nach rechts)
deutlich reduzierte.
Szene
Der Klient nimmt die Position eines Fotografen ein. Seine Aufgabe besteht darin eine Szene zu betrachten. Der Sucher
einer Fotokamera bewegt sich auf einen bestimmten Punkt im Raum zu und sobald der Sucher stehen geblieben ist,
erscheint im Sucher ein Objekt. Aufgabe des Klienten ist es, mittels Druck auf die Reaktionstaste (grüne Taste am Panel
oder rechte Shift-Taste am Keyboard) ein „Foto“ zu machen, sobald der Sucher ein Objekt eingefangen hat. Es kommt zu
keiner Selektion von Objekten.
Es werden fünf verschiedene Schwierigkeitsstufen vorgegeben, jede Stufe verwendet eine andere interessante Szene am
Bildschirm (Marktplatz, Häuserfront, Flughafen, Bahnhof, Strand). In jedem Bild gibt es mittig einen Fixationspunkt, an dem
der Klient zu Beginn des Trainings seinen Kopf ausrichten soll und wo er den Sucher im Falle vom Verlieren wieder finden
kann.
Schwierigkeitsstufen
Das Trainingsprogramm SPACE arbeitet mit 5 Schwierigkeitslevels. Die Levels unterscheiden sich hinsichtlich folgender
Schwierigkeitsparameter: Bewegung des Rahmens, Art des Suchers, Warnreize und Komplexität der Szene.
Für alle Levels gemeinsam ist, dass die Schwierigkeit pro Level über die Entfernung der Endposition des Suchers vom
Mittelpunkt gesteuert wird. Am Anfang sind die Endpositionen nahe zur vertikalen Mitte des Bildes, mit der Zeit und bei
ausreichender Anzahl rechtzeitiger Reaktionen bewegt sich der Sucher zu Positionen, die von der Mitte weiter entfernt
sind. Die Szene ist erst dann erfolgreich bearbeitet, wenn der Sucher bis in die seitliche Peripherie wandert und dort Reize
einfängt. Die Häufigkeit der Ansteuerung der beiden Gesichtsfeldhälften liegt bei 80% der Reize links und 20% rechts.
Liegt ein „Quadranten-Neglect“ vor, dann erkennt dies der Algorithmus, der die Bewegung des Suchers steuert, und die
Häufigkeit der Reize im vernachlässigten Quadranten wird zusätzlich erhöht.
Als positives Feedback auf eine rechtzeitige Reaktion kommen ein Blitz und das Verschlussgeräusch. Falls der Klient
innerhalb der maximalen Reaktionszeit (3sec.) nicht reagiert, springt der Rahmen wieder auf den Fixationspunkt in der
Mitte zurück.
Seite 15 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
SPACE
Spezifikation der Level-spezifischen Schwierigkeits-Parameter:
Level 1: Hausfront
In der Mitte des Bildes befindet sich ein Fenster mit Blumen am Fenstersims als Fixationspunkt (siehe Abb. 1). Im Zentrum
(an der gleichen Position wie das Blumenfenster) befindet sich ein Kamera-Leuchtrahmensucher. Dieser Rahmen wird an
einen Ort im linken oder rechten Halbfeld der Hausfront bewegt, wo er räumlich positionierte Reize einfängt. Es erscheint
dann im Sucherfeld z.B. eine Person am Fenster, die rasch fotografiert werden soll.
Abbildung 1: Szene „Hausfront“ im Level 1
Von der Mitte des Bildschirms macht der Rahmen eine kontinuierliche Bewegung zu einer zufälligen Position in einem der
vier Gesichtsfeldquadranten (Bewegungszeit ca. 1-2s, je nach Länge der Strecke). Außerdem wird immer - bevor sich der
Rahmen zu bewegen beginnt - ein optischer und ein akustischer Warnreiz im Mittel etwa 600 msec. vor dem Beginn der
Rahmenbewegung ausgegeben. Optisch: ein Pfeil zeigt an, in welche Richtung sich der Rahmen bewegt. Akustisch: Piepsen
aus jenem Lautsprecher, in dessen Richtung sich der Rahmen bewegt. Der Rahmen ist ursprünglich weiß, d.h.
undurchsichtig. Der Rahmen beginnt sich zu bewegen. Erst wenn der Rahmen stehen bleibt, wird er durchsichtig, man
sieht, was sich dahinter verbirgt und erst dann sollte eine Reaktion des Klienten (Fotografieren des Objektes) erfolgen.
Level 2: Strandszene
In der Mitte der Strandszene befindet sich ein Sonnenschirm als Fixationspunkt (siehe Abb. 2). Objekte, die auftauchen,
sind spielende Kinder am Strand, sonnende Menschen, Fischerboote im Wasser, etc.
Seite 16 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Abbildung 2: Szene „Strand“ im Level 2
SPACE
Von der Mitte des Bildschirms springt der Rahmen zu einem Zielreiz (keine kontinuierliche Bewegung). Etwa 600 msec vor
dem Sprung des Rahmens werden ein optischer und ein akustischer Warnreiz ausgegeben. Optisch: ein Pfeil zeigt an, in
welche Richtung der Rahmen springen wird. Akustisch: Piepsen aus jenem Lautsprecher, in dessen Richtung sich der
Rahmen bewegt. Der Rahmen ist von Beginn an durchsichtig. Wenn der Rahmen an einen bestimmten Ort gesprungen ist
und einen Zielreiz eingefangen hat, dann beginnt er zu flimmern und eine Reaktion des Klienten (Fotografieren des
Objektes) sollte erfolgen.
Level 3: Bahnhofsszene
In der Mitte der Szene befindet sich ein „Meeting-Point“ als Fixationspunkt (siehe Abb. 3). Als räumliche Hinweisreize
fungieren Reisende.
Seite 17 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Abbildung 3: Szene „Bahnhof“ im Level 3
SPACE
Von der Mitte des Bildschirms macht der Rahmen eine kontinuierliche Bewegung zu einem Zielreiz. Nach erfolgter
Reaktion, erfolgt keine Rückkehr zur Mitte, sondern Rahmen bewegt sich gleich zum nächsten Zielreiz. Nachdem ein Objekt
eingefangen wurde, wird der Sucher wieder weiß und der richtungweisende Pfeil erscheint.
Immer bevor der Rahmen sich zu bewegen beginnt, ertönt ein ungerichteter auditiver Warnreiz (zentrales Piepsen) im
Mittel etwa 600 msec vor dem eigentlichen Reiz. Optisch zeigt ein Pfeil an, in welche Richtung sich der Rahmen bewegt. Der
Rahmen ist von Beginn an durchsichtig. Wenn der Rahmen an einen bestimmten Ort gesprungen ist und einen Zielreiz
eingefangen hat, dann beginnt er zu flimmern und eine Reaktion des Klienten (Fotografieren des Objektes) sollte erfolgen.
Als positives Feedback auf eine rechtzeitige Reaktion kommen wieder ein Blitz und das Verschlussgeräusch. Falls der
Klient innerhalb von der maximalen Reaktionszeit nicht reagiert, ertönt ein eindringliches Geräusch, das den Klienten
darauf hinweist, dass der Rahmen wieder beim Fixationspunkt in der Mitte zu finden ist.
Level 4: Marktplatz
In der Mitte des Bildes befindet sich ein Springbrunnen als Fixationspunkt (siehe Abb. 4).Unterschied zu Level3,
Bahnhofsszene: es wird ein visueller ungerichteter Warnreiz vor dem eigentlichen Reiz ausgegeben. Als Reaktionsreize
fungieren Personen, die am Marktplatz herumgehen, Autos die um den Platz fahren, etc.
Seite 18 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Abbildung 4: Szene „Marktplatz“ im Level 4
SPACE
Von der Mitte des Bildschirms macht der Rahmen eine kontinuierliche Bewegung zu einem Zielreiz. Nach erfolgter
Reaktion, erfolgt keine Rückkehr zur Mitte, sondern der Rahmen bewegt sich zum nächsten Zielreiz. Immer bevor der
Rahmen sich zu bewegen beginnt, erscheint ein ungerichteter, optischer Warnreiz im Sucher (eine Windrose – ein Stern mit
Pfeilen in die 8 Himmels-Richtungen).
Level 5: Unterwasser-Szene
Die Szene zeigt eine Unterwasseraufnahme mit einem Korallenriff im Vordergrund und einer roten Qualle als Fixationspunkt
in der Mitte (siehe Abb. 5). Der Sucher springt zu einer Position im Raum und Objekte (Fische, Taucher,
Meeressäugetiere, etc.) erscheinen.
Seite 19 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Abbildung 5: Szene „Unterwasser“ im Level 5
Schwierigkeitsparameter:
Rahmen: Sprung ohne Rückkehr zur Mitte
Warnreiz: selten und am Schluss sogar falsche Warnreize; immer ein auditiver/ungerichteter Warnreiz
Rahmen: durchsichtig
Feedback: Verschluss-Geräusch der Kamera und Blitz
SPACE
Von der Mitte des Bildschirms springt der Rahmen zu einem Zielreiz. Nach erfolgter Reaktion, erfolgt keine Rückkehr zur
Mitte, sondern der Rahmen springt von seiner letzten Position zum nächsten Zielreiz. Die optischen Warnreize werden in
diesem Level nur sehr selten ausgegeben und sind am Schluss auch öfters falsch gerichtet d.h. der Reiz erfolgt rechts bzw.
Pfeil der nach links zeigt.
Seite 20 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Instruktion
Verbale
Instruktion
Beschreibung der
Szene und
Vorstellung der
Aufgabe
Abbildung 6 Instruktionsablauf in SPACE
Rotes
Fenster
Der Klient wird
aufgefordert den
Betreuer zu
kontaktieren
Nach 5 Fehl-
Reaktionen
Übungsphase
Ablauf wie in der
Trainingphase;
bei Fehlreaktionen:
verbales Feedback
und erneute
Aufgaben-Instruktion
Nach 5 richtigen
Reaktionen in Folge
geht’s weiter zur…
SPACE
Trainingsphase
Der Ablauf der Instruktion in SPACE ist schematisch in Abbildung 6 dargestellt. Das Trainingsprogramm SPACE startet mit
einer verbalen Instruktion, in der dem Klienten zunächst die Aufgabe erklärt wird (siehe Abb. 7). Beim erstmaligen Training
mit SPACE folgt zwingend eine Übungsphase. Bei aufgabenwidrigen Reaktionen – ausgelassene Reaktionen und vorzeitige
Reaktionen – wird dem Klienten die Aufgabe noch einmal erklärt (siehe Abb. 8). Bei jeder weiteren Trainingssitzung mit
SPACE wird dem Klienten die Möglichkeit geboten, die Übungsphase zu überspringen und direkt in die Trainingsphase
einzusteigen. Jeder Levelwechsel während des Trainings (bei Auf- und Abstieg) wird über eine Instruktionsseite
angekündigt. Die Einstellung, ob die Instruktionsseiten rechts- oder linksseitig präsentiert werden, erfolgt über das
Eingabefeld „Gesichtsfeldausfall/Neglect“ in der Lasche „Klientendaten“ (siehe Abb. 9).
Seite 21 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Abbildung 7 Aufgabeninstruktion
Abbildung 8 Verbales Feedback bei Fehlreaktionen in der Übungsphase
SPACE
Seite 22 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Abbildung 9 Einstellung der Neglect-Region oder des Gesichtfeldausfalls
Eingriff während des Trainings
[fehlt noch]
Auswertung
SPACE
Die Leistungen des Klienten können bei SPACE sowohl in der leicht verständlichen Gesamtdarstellung des
Leistungsverlaufs in den letzten Sitzungen als auch mittels der Detailergebnisse pro Sitzung beurteilt werden.
Gesamtdarstellung des Leistungsverlaufs
Die erste Graphik der Resultatausgabe stellt einen Level-Verlauf über die Trainingssitzungen hinweg dar (siehe Abb. 10).
Pro durchgeführte Sitzung wird das zuletzt erreichte Level angezeigt.
Seite 23 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Zuletzt erreichtes Level in den bisherigen Sitzungen:
15
10
5
0
Level
1 2 3 4 5 6
Abbildung 10 Level-Verlauf über die Trainingssitzungen hinweg
Die Globalergebnisse sind weiters in einer Tabelle zusammengefasst (siehe Abb. 11).
Resultat-Tabelle:
Sitzung Zuletzt erreichtes Level
1 4
2 6
Abbildung 11 Zusammenfassung der Globalergebnisse in einer Tabelle
SPACE
Sitzung
Detailauswertung pro Sitzung
In der Darstellung der Detailergebnisse pro Sitzung (siehe Abb. 12) wird für jedes bearbeitete Level ein
Oberflächendiagramm ausgegeben, in dem jede Reaktion mit ihrer Bewertung (rechtzeitig, verspätet, nicht-gefordert,
ausgelassen) und ihrer Position im Raum eingetragen wird. Zusätzlich werden in einer Tabelle die mittleren
Reaktionszeiten und die Streuungen der Reaktionszeiten pro Quadrant ausgegeben (siehe Abb. 13).
Seite 24 von 29

Test für visuell-räumliche
Aufmerksamkeitsverschiebung
Type of reactions in quadrants 5 "Unterwasser":
Anmerkung(en): ?
- Zeitgerechte Reaktionen
- Verspätete Reaktionen
- Verpasser
- Falsche Reaktionen
Quadrant 4
Abbildung 12 Oberflächendiagramm
Quadrant 1
Quadrant 3 Quadrant 2
Quadrant 1 Quadrant 2 Quadrant 3 Quadrant 4
Reaktionszeit 542.17 1351.30 852.04 660.70
Streuung der
Reaktionszeit
711.97 459.63 415.60 320.95
Anzahl verspäteter
Reaktionen
0 0 0 0
Anzahl ausgelassener
Reaktionen
0 0 0 0
Abbildung 13 Zusammenfassung der Detailergebnisse in einer Tabelle
SPACE
Seite 25 von 29