Werkzeug-Denkzeug: Zur Transmedialiät kreativer Prozesse. Bielefeld

– 1 –
Erscheint in
Schmitz, T. H. & Groninger, H. (Hrsg.)
Werkzeug-Denkzeug: Zur Transmedialiät kreativer Prozesse.
Bielefeld: Transcript Verlag.
Menschliche Informationsverarbeitung beim Werkzeuggebrauch:
Zur Koordination proximaler und distaler Handlungseffekte
Jochen Müsseler
Christine Sutter
RWTH Aachen University, Germany
Wortanzahl: 3766
Kopfzeile: Informationsverarbeitung beim Werkzeuggebrauch
Adresse:
Jochen Müsseler
Work and Cognitive Psychology
RWTH Aachen University
Jägerstr. 17-19
52056 Aachen
Germany
Email: muesseler@psych.rwth-aachen.de
http://www.psych.rwth-aachen.de/ifp-zentral/front_content.php?idcat=222

– 2 –
Zusammenfassung
Moderne Technik und damit Werkzeuggebrauch zielt darauf ab, menschliche
Informationsverarbeitungsprozesse und deren Umsetzung in motorische Bewegungsabläufe
zu erleichtern. Vergleicht man heutige Arbeitsplätze mit den Arbeitsplätzen, die noch vor 20
oder 30 Jahren existierten, so sind tatsächlich die vielfältigen Anforderungen an Muskelkraft
und grobmotorischer Bewegungssteuerungen in der Regel deutlich reduziert. Auf der anderen
Seite entstehen durch die Verwendung moderner Werkzeuge auch neuartige Probleme,
insbesondere was die sensumotorischen Koordinationsprozesse angeht. So sind beim
Werkzeuggebrauch proximale, also körperbezogene Bewegungen (z.B. der Hand), mit
distalen Werkzeugbewegungen (z.B. Effekte an der Werkzeugspitze) zu koordinieren.
Dadurch entstehen zum Teil hohe Anforderungen an die kognitive Leistungsfähigkeit und die
feinmotorische Geschicklichkeit. Wir untersuchen diese Anforderungen in mehreren
Untersuchungsansätzen, die auf dem Kontinuum zwischen relevanter Grundlagenforschung
und Anwendung angesiedelt sind.

– 3 –
Menschliche Informationsverarbeitung beim Werkzeuggebrauch:
Zur Koordination proximaler und distaler Handlungseffekte
1. Einleitung
Lange dachte man, dass Werkzeuggebrauch allein dem Menschen vorbehalten sei – ja, dass
es gar die Fähigkeit sei, die den Menschen gegenüber anderen Geschöpfen auszeichnet. Sieht
man von anekdotenhaften Einzellfalldarstellungen ab, änderte sich diese Sichtweise
grundlegend erst mit dem Aufschwung der modernen Ethologie im 20. Jahrhundert. Auch
dann wurde ein rudimentärer Werkzeuggebrauch zunächst nur den Menschenaffen
zugestanden. Bahnbrechend waren seinerzeit die Arbeiten des Berliner Gestaltpsychologen
Wolfgang Köhlers, der später auf Teneriffa ein eigenes Affen-Laboratorium unterhielt.
Köhler berichtete, dass sein Schimpanse „Sultan“ Stöcke zusammen steckte oder Kisten
übereinander stapelte, um an eine ansonsten für ihn unerreichbare Banane zu kommen
(Köhler, 1971). Darüber hinaus beobachtete er, dass der Schimpanse sein Ziel nicht einfach
durch Ausprobieren erreichte, sondern dass der Zielerreichung eine Phase des „Überlegens“
vorausging, in der er ruhig dasaß und sein Blicke von den Kisten bzw. Stöcken zu der Banane
hin und her schweiften, um erst dann aktiv zu werden.
Heute weiß man, dass Werkzeuggebrauch nicht nur bei Menschenaffen zu beobachten ist.
Spektakulär sind beispielsweise die Beobachtungen bei Neukaledonischen Krähen, die nicht
nur Stöcke als Werkzeuge gebrauchen, sondern sich widerhakenartige Werkzeuge aus
Pflanzen selbst herstellen, um damit Larven aus Baumlöchern zu ziehen (z.B. Kenward et al.,
2005). Dennoch ist die Fähigkeit des Menschen, Werkzeuge zu erstellen und die Fertigkeit,
mit ihnen umzugehen, unerreicht. Man muss sich daher fragen, was Werkzeuggebrauch
auszeichnet und warum Werkzeuggebrauch nicht zum Verhaltensrepertoire zumindest einer
größeren Anzahl von Spezies gehört.
Eine Antwort auf diese Frage dürfte darin liegen, dass ein erfolgreicher Werkzeuggebrauch

– 4 –
die Koordination zweier Regelkreise erforderlich macht. Dazu muss man sich zunächst
vergegenwärtigen, dass einfaches manuelles Handeln ohne Werkzeug, wie etwa das
Aufgreifen eines Apfels, nur gelingt, wenn man nicht nur ein motorisches Kommando an
seine Armmuskeln über die efferenten Bahnen des Nervensystems sendet, sondern auch
Rückmeldung über die erzielten Handlungseffekte durch die afferenten Bahnen erhält
(proximale Handlungseffekte). Diese liefern uns Informationen über die aktuelle Position
unserer Effektoren (Propriozeption) und deren Belastung (taktiler und haptischer Sinn;
gestrichelte Linie in Abbildung 1). Die Bedeutung der Afferenzen für ein geordnetes Handeln
wird gemeinhin unterschätzt, obgleich ein selektiver Ausfall der Propriozeption und des
Tastsinns ein zielgerichtetes Handeln nahezu unmöglich macht 1 (Cole, 2006).
-----ungefähr hier Abb. 1 -----
Neben der Rückmeldung der proximalen Handlungseffekte muss beim Werkzeuggebrauch
ein zweiter Regelkreis berücksichtigt werden (gepunktete Linie in Abbildung 1). Wenn wir
mit einem Werkzeug –beispielweise einem Stock– ein Objekt verschieben, ist zusätzlich die
Stockspitze und damit der distale Handlungseffekt zu regeln. In den notwendigen
sensumotorischen Koordinationsprozessen beider Regelkreise liegt eine Schwierigkeit des
Werkzeuggebrauchs. Man beachte dabei auch, dass die zu koordinierenden Informationen aus
unterschiedlichen Sinnesmodalitäten stammen: Den propriozeptiven, taktilen und haptischen
Informationen vom menschlichen Effektor 2 und den (in der Regel) visuell aufgenommenen
Informationen von der Werkzeugspitze. Werkzeuggebrauch ist damit immer auch mit dem
Problem der intersensorischen Integration konfrontiert.
Allerdings bedarf der Werkzeugbegriff an dieser Stelle einer Spezifikation. Es wird
1
Einfache motorische Handlungen sind zwar auch allein durch efferente Signale steuerbar
(open-loop Steuerung), bei lang andauernden Handlungen wird man aber auf die
Feedbackschleife der afferenten Signale nicht verzichten können.
2
Auch der Effektor kann unter Umständen im Gesichtsfeld des Akteurs liegen, er dürfte aber
weder foveal abgebildet noch mit fokaler Aufmerksamkeit bedacht sein.

– 5 –
deutlich, dass die obigen Ausführungen nur für Werkzeuge zu treffen, mit deren Hilfe die
Effektorbewegungen des Menschen in andersartige distale Bewegungen transformiert werden.
Bei direkten Eingabegeräten, wie zum Beispiel bei der Verwendung eines Touchscreens, fällt
der proximale mit dem distalen Handlungseffekt zusammen. In diesem Fall entsteht das
Problem der Koordination zweier Regelkreise nicht. Allerdings entspricht dies nicht dem
Werkzeugbegriff im engeren Sinne. Der hier verwendete Werkzeugbegriff zielt stattdessen
auf Werkzeuge ab, mit denen die motorischen Möglichkeiten und Fähigkeiten des Menschen
erweitert werden. Selbst wenn es uns mit direkten Eingabegeräten gelänge, einen perfekten
Avatar herzustellen, mit dem menschliche Bewegungen in identische Bewegungen eines
Avatars umgesetzt werden und wenn es uns gelänge, die sensorischen Afferenzen aller Sinne
naturgetreu zu modellieren, so wäre dieser Avatar nur ein Abbild des Menschen. Er wäre
nicht in der Lage, schwerere Lasten zu heben oder andere außergewöhnliche Bewegungen
auszuführen. Würde man ihn mit diesen Fähigkeiten versehen, entstünde wiederum das
Transformationsproblem zwischen proximalem und distalem Handlungseffekt und damit die
Notwendigkeit zur Koordination beider Regelkreise. Ein Werkzeugbegriff, der also darauf
abzielt, mit dem Werkzeug die motorischen Möglichkeiten und Fähigkeiten des Menschen zu
erweitern, kommt am Koordinationsproblem nicht vorbei.
2. Probleme bei der Koordination proximaler und distaler Handlungseffekte
Die Koordination beider Regelkreise gelingt unterschiedlich gut, je nachdem welches
Werkzeug eingesetzt wird bzw. welche Transformationsregel zwischen Handbewegung und
Werkzeug gilt. Um dies zu veranschaulichen, betrachten wir zunächst einfache
Hebelwerkzeuge. Wir werden allerdings sehen, dass hier universelle Prinzipien des
Werkzeuggebrauchs wirksam werden, die bei der Nutzung nahezu aller Werkzeuge
berücksichtigt werden müssen.

– 6 –
In Abbildung 2 sind unterschiedliche Hebel dargestellt, deren Drehpunkt durch den grauen
Kreis und deren Effektpunkte durch die weißen Kreise symbolisiert werden. Im linken Teil
der Abbildung ist die Handamplitude gleich, die unterschiedliche Position der Drehpunkte
bewirkt aber verschiedene Werkzeugamplituden. Zwischen proximalem Handeffekt und
distalem Effekt am Werkzeug wird also ein Verstärkungsfaktor wirksam. Viele Werkzeuge
unseres alltäglichen Lebens arbeiten mit einem solchen Verstärkungsfaktor: Zum Beispiel
werden die Handbewegungen mit der Computermaus in der Regel nicht in einer 1:1
Beziehung in Bewegungen des Cursors auf dem Bildschirm umgesetzt, sondern sind um ein
vielfaches verstärkt und dazu nicht notwendigerweise linear. Ein weiteres Beispiel ist das
Autolenkrad. Eine viertel Drehung am Lenkrad führt bei weitem nicht zu einer viertel
Drehung der Vorderreifen. Außerdem hängt die gefahrene Kurve von zeitlichen Parametern
ab, die durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werden. Als letztes Beispiel sei
der ferngesteuerte Industrieroboter genannt, mit dem man beispielsweise ein Kanalsystem auf
Undichtigkeiten überprüft. Hier werden die Bewegungen der Hand mittels eines Joysticks in
entsprechende Bewegungen des Roboters umgesetzt.
-----ungefähr hier Abb. 2 -----
Auffallend ist, dass wir viele dieser Aufgaben mit relativer Leichtigkeit erledigen und uns
bisweilen der sensumotorischen Transformation zwischen proximalem und distalem
Handlungseffekt gar nicht bewusst sind. Dies offenbart sich auch in der hohen
Adaptationsfähigkeit des menschlichen informationsverarbeitenden Systems: Verändern wir
beispielsweise die Einstellungen der Computermaus, lernen wir innerhalb kürzester Zeit die
distalen Handlungseffekte zu kontrollieren (Rieger et al., 2005; Sutter et al., 2008). Dies kann
auch online geschehen, also schon während der Ausführung der ersten Handlung
(Müsseler/Sutter, 2009).
Aber es gibt auch Grenzen: Bei zu großem oder zu kleinem Verstärkungsfaktor fällt die

– 7 –
Kontrolle der distalen Handlungseffekte deutlich schwerer, was sich selbst nach eingehendem
Training in einer Verlängerung der Bewegungszeiten und in Fehlern bemerkbar macht
(Casiez et al., 2008; Sutter et al., 2010). Auch Werkzeuge mit ungewöhnlichen
Transformationen, bspw. sind in der Medizintechnik häufig rotierende Steuerungselemente
(Trackball) oder Kraftaufnehmer (isometrischer Joystick) zu bedienen, erschweren gegenüber
Werkzeugen mit einfacher Transformation (Computermaus oder Touchpad) deutlich die
distale Handlungskontrolle (Armbrüster et al., 2007; Guardiera et al., 2007; Sutter, 2007;
Sutter et al., 2011). Diese Problematik bleibt selbst nach jahrelanger Übung auch auf
Expertenniveau bestehen (Sutter/Ziefle, 2005; Sutter, 2007).
Im rechten Teil der Abbildung 2 ist die Handrichtung gleich, die unterschiedliche Position
der Effektpunkte bewirkt aber verschiedene Werkzeugrichtungen. Die Transformation einer
Handbewegung in eine entgegengesetzte Werkzeugrichtung (inverse
Werkzeugtransformation) stellt dabei eine besondere Herausforderung für das
informationsverarbeitende System dar. Unter diesen Bedingungen verlängern sich die
Bewegungszeiten deutlich, außerdem steigt die Anzahl der Fehlreaktionen erheblich an
(Massen/Prinz, 2007; Müsseler et al., 2008; Müsseler/Skottke, 2011). Ein
Anwendungsbeispiel mit einer inversen Transformation stellt die minimal-invasive Chirurgie
dar, in der der/die Chirurg/in durch eine kleine Körperöffnung einen operativen Eingriff
mittels eines starren Endoskops vornimmt. In diesem Fall muss die Hand nach rechts bewegt
werden, um die Endoskopspitze nach links zu bewegen (Kunde et al., 2007). Mehr noch, die
Bewegungsweite der Endoskopspitze steht in einer variablen Beziehung zur Weite der
Handbewegung, je nachdem wie tief das Endoskop in der Körperhöhle eingeführt wird. Die
sich daraus ergebenden Probleme sind bekannt (Sülzenbrück/Heuer, 2009), und es bleibt
deshalb nur erfahrenen und mit Umgang des Endoskops vertrauten Chirurgen/innen
vorbehalten, solche Operationen vorzunehmen.

– 8 –
Das Beispiel der minimal-invasiven Endoskopie verdeutlicht noch weitere
Transformationsprobleme. Die visuelle Information von der Werkzeugspitze kann direkt über
das Endoskop oder indirekt über ein Display vermittelt werden (vgl. auch Abbildung 3). In
beiden Fällen wird die räumliche Information auf eine zweidimensionale Fläche projiziert.
Der Tiefeneindruck geht also verloren. Außerdem, wenn eine Eigenbewegung auf einem
Bildschirm dargeboten wird, entspricht die Weite der Werkzeugbewegung selten der Weite
der auf dem Bildschirm gesehenen Bewegung. Dies hängt von der Kameraoptik ab, dem
Blickwinkel der Kamera und natürlich auch von der Größe des Bildschirms. Zusätzlich ist der
Bildschirm in der Regel nicht in der Handlungsebene positioniert; so ist es möglich, dass man
rechts mit der Hand agiert, was man links sieht (Hegele/Heuer, 2010). Es ist offensichtlich,
dass diese perspektivischen Komponenten zusätzlich den Werkzeuggebrauch erschweren
(Sutter/Müsseler, 2010; Weiss et al., 2010).
Neurophysiologische Befunde deuten ferner darauf hin, dass man Handlungen
unterscheiden muss, die in Handreichweite (peripersonaler Raum) oder außerhalb der
Handreichweite (extrapersonaler Raum) durchgeführt werden. Handlungen im peripersonalen
Raum scheinen differenziell eher Hirnareale entlang des dorsal-visuomotorischen
Verarbeitungspfad zu aktivieren, während (Werkzeug-)Handlungen im extrapersonalen Raum
in Hirnarealen am ventral-visuoperzeptiven Verarbeitungspfad anzusiedeln sind (z.B. Weiss
et al., 2000; Weiss-Blankenhorn/Fink, 2007). Dem ventralen Verarbeitungspfad wird die
Funktion der Objekterkennung („Was“-Pfad) zugeschrieben und dem dorsalen Pfad
ursprünglich die Funktion der Objektlokalisation („Wo“-Pfad; vgl. Ungerleider/Mishkin,
1982). Später hat man insbesondere dem dorsalen Pfad auch die Funktion unterstellt, an der
visuellen Kontrolle von Handlungen beteiligt zu sein (Milner/Goodale, 1995). Er gilt
deswegen auch als der schnellere Verarbeitungspfad und in ihm laufen automatisierte und
nicht notwendigerweise ins Bewusstsein tretende Informationsprozesse ab. Wenn es stimmen

– 9 –
sollte, das Werkzeughandlungen insbesondere im extrapersonaler Raum mehr unter der
Beteilung des ventralen Pfades verarbeitet werden, dann ist dies ein Hinweis auf andersartige
Verarbeitungsprozesse.
3. Theoretische Einbettung
Um Werkzeughandlungen theoretisch einzuordnen, muss man sich zunächst mit der Frage
auseinandersetzen, wie zielgerichtetes Handeln überhaupt entsteht. Frühe Antworten auf diese
Frage wurden bereits im 19. Jahrhundert von Hermann Lotze und William James formuliert.
Wie Lotze ging James davon aus, dass zielgerichtete Handlungen durch ein „anticipatory
image ... of the sensorial consequences of a movement“ initiiert und kontrolliert werden
(James, 1890, S. 1111). Dem ähnlich spricht Lotze in diesem Zusammenhang davon, dass die
„Vorstellung des Gewollten“ (Lotze, 1852, S. 302) eine Handlung in Gang setzt. Wenn wir
also einen Apfel ergreifen, dann ist die handlungsauslösende Komponente nicht ein irgendwie
generiertes motorisches Programm, das über die Efferenzen an die Muskeln geschickt wird,
sondern es sind die erwarteten Handlungseffekte der Afferenzen, die eine Handlung initiieren
und die dann letztlich das motorische Programm aufrufen.
Während die frühen Theoretiker die körperbezogenen Handlungseffekte (also die oben
eingeführten proximalen Handlungseffekte) in den Vordergrund stellten, nehmen die neueren
theoretischen Ansätze auch eine handlungsantizipierende Wirkung der distalen
Handlungeffekte an (Hommel et al., 2001). Der erwartete distale Effekt beim Einschalten
eines Fernsehers wäre demnach das handlungsauslösende Ereignis im menschlichen System,
obwohl dieses Ereignis durch den Tastendruck auf der Fernbedienung erzeugt wird.
Es ist offensichtlich, dass dieser Ansatz auch für den zielgerichteten Einsatz eines
Werkzeugs prädestiniert ist. Es sind die distalen Effekte am Werkzeug, die einen
erfolgreichen Werkzeuggebrauch ausmachen sollten. Dementsprechend könnten die

– 10 –
proximalen Handlungseffekte in den Hintergrund der bewussten Verarbeitung treten, um die
Koordinationskosten zu reduzieren. Tatsächlich wissen wir beim Werkzeuggebrauch oft
wenig darüber, was unsere Hände tatsächlich tun. Müsseler und Sutter (2009) demonstrierten
dies mit einer Versuchanordnung, in der die Probanden Kreise auf einem Computermonitor
zeichneten, wobei die dazugehörigen verdeckten Handbewegungen auf einem Grafiktablett
entweder in Bezug auf die x- oder y-Achse elliptisch verzerrt waren. Diese Verzerrungen in
den Handbewegungen blieben den Probanden meist verborgen und sie wussten nicht, ob eine
x- oder y-verzerrte Ellipse der Handtrajektorie vorlag.
Mehr noch, aus Versuchen zur bimanuellen Koordination weiß man, dass ein
antiphasisches Kreisen der beiden Hände nahezu unmöglich ist. Gibt man den Probanden aber
ein Werkzeug in die Hand, das die antiphasische Bewegung der Hände in eine sichtbare
symmetrische Bewegung transformiert, wird das eigentlich unmögliche Kreisen der Hände
möglich oder zumindest deutlich erleichtert (Mechsner et al., 2001). Auch dies demonstriert,
dass es die distalen Handlungseffekte sind, auf die wir unser Handeln ausrichten und dass es
dem Menschen ausgesprochen gut gelingt, die proximalen Handlungseffekte von der
bewussten Verarbeitung auszuschließen.
Aus dem obigen Ansatz kann man allerdings auch noch weitere Rückschlüsse auf
menschliche Informationsverarbeitungsprozesse ziehen: Wenn die zu erwartenden afferenten
distalen Handlungseffekte unser motorisches Tun repräsentieren, dann sind Wahrnehmung
und Handlung keine wirklich trennbaren psychischen Funktionen. Grundsätzlich
unterscheidet sich ja eine durch die Hand bewegte Werkzeugspitze nicht von einer
Werkzeugspitze, die nur vor uns liegt. Wahrnehmung und Handlung gelten deshalb als
kommensurabel kodiert, interagieren also auf einer gemeinsamen Repräsentationsebene
(Prinz, 1992). Das Ausmaß der Merkmalsüberlappung auf dieser Repräsentationsebene
bestimmt die Leichtigkeit, mit der wir Handlungen ausführen. Der Begriff der

– 11 –
Merkmalsüberlappung entstammt der Kompatibilitätsforschung und beschreibt dort den
Sachverhalt, dass man beispielsweise auf einen linken Reiz schneller mit einem linken
Tastendruck reagieren kann als mit einem rechten (Überblick bei Proctor/Vu, 2006; Heuer,
2010). Die Merkmalsüberlappung ist im ersten Fall kompatibel, im zweiten Fall
inkompatibel. Ein unterschiedliches Ausmaß an Merkmalsüberlappung lässt sich auch
zwischen Hand- und Werkzeugbewegung konstatieren (vgl. Massen, 2011).
So wird verständlich, dass ein zu großer oder zu kleiner Verstärkungsfaktor zwischen
Hand- und Werkzeugbewegung größere Probleme bereitet als ein kleiner oder mittlerer
Verstärkungsfaktor (Casiez et al., 2008; Sutter et al., 2010); dass die Handlungskontrolle bei
Werkzeugen mit unterschiedlichen Bewegungsbahnen von Hand und Werkzeugspitze, bspw.
wenn proximale Rotation oder Kraft in eine distale Bewegung transformiert wird, deutlich
eingeschränkt ist gegenüber von Werkzeugen mit übereinstimmenden Bewegungsbahnen
(Sutter, 2007; Sutter et al., 2011); ebenso wird deutlich, dass inverse
Werkzeugtransformationen besonders schwierig sind (Müsseler/Skottke, 2011).
4. Schlussfolgerungen
Im vorliegenden Beitrag haben wir uns mit den informationsverarbeitenden Prozessen beim
Gebrauch eines Werkzeugs auseinandergesetzt, das die motorischen Möglichkeiten und
Fähigkeiten des Menschen erweitert. Ein solcher Werkzeuggebrauch verlangt die
Koordination zweier Regelkreise, die Hand- und Werkzeugbewegung aufeinander
abstimmen. Jeglicher Koordinationsbedarf belastet das informationsverarbeitende System
Mensch mit Kosten, wobei das Ausmaß der Kosten von den Anforderungen des Werkszeugs
und natürlich vom Ausmaß des Trainings mit dem Werkzeug abhängt. Im Einzelnen sind
dies:
• der zwischen proximalen und distalem Handlungseffekt wirkende

– 12 –
Verstärkungsfaktor und dessen Variabilität,
• die Übereinstimmung bzw. Nicht-Übereinstimmung zwischen Effektor- und
Werkzeugbewegung (Stichwort: Inverse Werkzeugtransformation),
• das Ausführen des Werkzeuggebrauchs unter direkter bzw. indirekter Sicht,
• die perspektivischen Verzerrungen, die insbesondere bei der Steuerung der
distalen Handlungseffekte über Monitore zu beobachten sind und
• die Unterschiede im Werkzeuggebrauch, die sich durch das Handeln im peri- und
extrapersonalem Raum aufgrund der Beteiligung unterschiedlicher
neurophysiologischer Verarbeitungspfade ergeben.
Bei hoher Merkmalsüberlappung zwischen Hand- und Werkzeugbewegung, beispielsweise
bei kleinem bis mittlerem Verstärkungsfaktor, gelingt die erforderliche Adaptation an das
Werkzeug schnell und mit großer Leichtigkeit. Wir haben dies darauf zurückgeführt, dass die
proximalen zugunsten der distalen Handlungseffekte in den Hintergrund der (bewussten)
Verarbeitung treten. Was wir (bewusst) kontrollieren, sind die distalen Handlungseffekte,
während die proximalen Handlungseffekte automatisiert (und damit nahezu unbewusst)
ablaufen können. 3 An der Koordination beider Regelkreise könnten demnach zwei
unterschiedliche Verarbeitungsebenen beteiligt sein. Vielleicht ermöglicht und fördert erst
dies den spielerischen und damit kreativen Umgang mit den Werkzeugen, denen eine hohe
Merkmalsüberlappung zwischen Hand- und Werkzeugbewegung zugrunde liegt.
Bei ungünstigen Transformationen zwischen Hand- und Werkzeugbewegung und damit
geringen oder sogar widersprechenden Merkmalsüberlappungen ist eine eingehendere
3
Interferenzeffekte sind aber auch zwischen automatisierten und bewusst intendierten
Verarbeitungsprozessen möglich. Eine Erklärung des oben genannten Kompatibilitätseffekts
bezieht sich beispielsweise darauf, dass der linke Präsentationsort eines Reizes eine
automatisierte Verhaltenstendenz auslöst, die mit einem intendierten rechten Tastendruck in
Konflikt gerät.

– 13 –
(bewusste) Kontrolle sowohl der proximalen als auch der distalen Handlungseffekte
unumgänglich. Die Koordination beider Regelkreise findet dann –möglicherweise sogar
seriell– auf einer Verarbeitungsebene statt, was die Interferenzanfälligkeit des
Koordinationsprozesses erhöhen sollte.
Vor diesem Hintergrund stellt man fest, dass die menschliche Informationsverarbeitung
außerordentlich gut in der Lage ist, auf Veränderungen in der Umwelt zu reagieren und daran
zu adaptieren. Diese Flexibilität zeichnet auch den Umgang mit Werkzeugen aus, die den
menschlichen Aktionsradius erweitern. In diesem Sinne kann man schlussfolgern, dass das
menschliche Informationsverarbeitungssystem in besonderem Maße befähigt ist, diskordante
Information aus den beiden Regelkreisen zu integrieren. Dies könnte der Grund sein, warum
Werkzeuggebrauch nicht zum Verhaltensrepertoire einer größeren Anzahl von Spezies
gehört: Denn vielleicht ist es nur hochentwickelten Lebewesen vorbehalten, die distalen
Handlungseffekte zu kontrollieren, während der Großteil der Spezies nur über eine Kontrolle
der proximalen Handlungseffekte verfügt. Oder aber: Vielleicht ist es hochentwickelten
Lebewesen vorbehalten, die erforderlichen Koordinationsprozesse beim Werkzeuggebrauch,
also die zwischen proximalen und distalen Handlungseffekt, auf verschiedenen
Verarbeitungsebenen anzusiedeln. Andere Spezies haben diese Möglichkeit vielleicht nicht –
mit der Konsequenz, dass selbst einfachste Werkzeughandlungen ein großes Problem
darstellen. Dies berührt dann die Frage: Setzt zumindest der Erwerb von
Werkzeughandlungen eine Verarbeitungsebene voraus, die mit dem Bewusstsein verknüpft ist
— also einer Repräsentation, die Gegenstand übergeordneter, koordinierter und kontrollierter
Verarbeitungsprozesse ist (sog. Zugriffsbewusstsein)? Nur hochentwickelten Lebewesen, also
auch Menschenaffen, gesteht man dieses Bewusstsein zu.

– 14 –
Literaturverzeichnis
Armbrüster et al. (2007): Claudia Armbrüster, Christine Sutter & Martina Ziefle, Notebook
input devices put to the age test: The usability of trackpoint and touchpad for middle-aged
adults. Ergonomics (2007), 50, 426-445.
Casiez et al. (2008): Géry Casiez, Daniel Vogel, Ravin Balakrishnan & Andy Cockburn, The
impact of control-display gain on user performance in pointing tasks. Human-Computer
Interaction (2008), 23, 215-250.
Cole (2006): Jonathan Cole: Ein Leben ohne Propriozeption und Berührungssinn. Edition
Sehen & Bewegen, Online-Artikel (2006), Nr. 3, URL: http://www.sehen-undbewegen.de/infothek/Jonathan_Cole-Propriozeption.pdf.
Guardiera et al. (2007): Simon Guardiera, Ottmar Bock, Hans Pongratz & Wolfgang Krause,
Acceleration effects on manual performance with isometric and displacement joystick.
Aviation, Space, and Environmental Medicine (2007), 78, 990-994.
Hommel et al. (2001): Bernhard Hommel, Jochen Müsseler, Gisa Aschersleben & Wolfgang
Prinz, The theory of event coding: A framework for perception and action planning.
Behavioral and Brain Sciences, (2001), 24, 869-878.
James (1890): William James, The Principles of Psychology. New York 1890: Holt.
Hegele/Heuer (2010): Matthias Hegele & Herbert Heuer, Anpassung an visumotorische
Transformationen unter indirekter Sicht in frühem und spätem Erwerbsalter. Zeitschrift für
Arbeitswissenschaft (2010), 64, 265-275.
Heuer (2010): Herbert Heuer: Wahrnehmung und Arbeitshandeln. In Uwe Kleinbeck &
Klaus-Helmut Schmidt. Arbeitspsychologie (S. 177-214). Göttingen, 2010: Hogrefe.
Kenward et al. (2005): Ben Kenward, Alex A. S. Weir, Christian Rutz and Alex Kacelnik:
Behavioural ecology: Tool manufacture by naive juvenile crows. Nature (2005), 433,
121(13 January 2005).

– 15 –
Köhler (1971): Wolfgang Köhler, Die Aufgabe der Gestaltpsychologie. Berlin 1971: De
Gruyter.
Kunde et al. (2007): Wilfried Kunde, Jochen Müsseler, & Herbert Heuer, Spatial
compatibility effects with tool use. Human Factors, (2007), 49, 661-670.
Lotze (1852): Hermann Lotze. Medicinische Psychologie oder Physiologie der Seele. Leipzig
1852: Weidmann.
Massen (2011): Cristina Massen, Planung und kognitive Repräsentation von Handlungen mit
Werkzeugen. Psychologische Rundschau (im Druck).
Massen/Prinz (2007): Cristina Massen & Wolfgang Prinz, Programming tool-use actions.
Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance (2007), 33, 692-
704.
Mechsner et al. (2001): Franz Mechsner, Dirk Kerzel, Günther Knoblich & Wolfgang Prinz,
Perceptual basis of bimanual coordination. Nature (2001), 414, 69–73.
Milner/Goodale (1995): David A. Milner & Melvyn A. Goodale, The visual brain in action.
Oxford 1995: Oxford University Press.
Müsseler et al. (2008): Jochen Müsseler, Wilfried Kunde, Detlef Gausepohl & Herbert Heuer,
Does a tool eliminate spatial compatibility effects? European Journal of Cognitive
Psychology (2008), 20, 211-231.
Müsseler/Skottke (2011): Jochen Müsseler & Eva-Maria Skottke, Compatibility relationships
with simple lever tools. Human Factors (2011).
Müsseler/Sutter (2009): Jochen Müsseler & Christine Sutter, Perceiving one's own
movements when using a tool. Consciousness and Cognition (2009), 18, 359-365.
Prinz (1992): Wolfgang Prinz, Why don't we perceive our brain states? European Journal of
Cognitive Psychology (1992), 4, 1-20.
Proctor/Vu (2006): Robert W. Proctor & Kim-Phuong L. Vu, Stimulus–response

– 16 –
Compatibility Principles: Data, Theory, and Application. Boca Raton 2006, FL: CRC
Press.
Rieger et al. (2005): Martina Rieger, Günther Knoblich & Wolfgang Prinz, Compensation for
and adaptation to changes in the environment. Experimental Brain Research (2005), 163,
487-502.
Sülzenbrück/Heuer (2009): Sandra Sülzenbrück & Herbert Heuer, Learning the visuomotor
transformation of virtual and real sliding levers: simple approximations of complex
transformations. Experimental Brain Research (2009), 195, 153-165.
Sutter (2007): Christine Sutter, Sensumotor transformation of input devices and the impact on
practice and task difficulty. Ergonomics (2007), 50, 1999-2016.
Sutter et al. (2008): Christine Sutter, Jochen Müsseler, Laszlo Bardos, Rafael Ballagas & Jan
Borchers, The impact of gain change on perceiving one’s own actions. In Michael Herczeg
& Martin Christof Kindsmüller (Hrsg.). Mensch & Computer 2008 (pp. 147-156).
München 2008, Germany: Oldenburg Wissenschaftsverlag.
Sutter et al. (2010): Christine Sutter, Jochen Müsseler & Laszlo Bardos, Effects of
sensorimotor transformations with graphical input devices. Behaviour & Information
Technology (2010), iFirst, 1-10. DOI: 10.1080/01449291003660349.
Sutter et al. (2011): Christine Sutter, Michael Oehl & Claudia Armbrüster, Practice and
carryover effects when using small interaction devices. Applied Ergonomics (2011), 42,
437-444.
Sutter/Müsseler (2010): Christine Sutter & Jochen Müsseler, Action control while seeing
mirror images of one’s own movements: Effects of perspective on spatial compatibility.
The Quarterly Journal of Experimental Psychology (2010), 63, 1757-1769.
Sutter/Ziefle (2005): Christine Sutter & Martina Ziefle, Interacting with notebook input
devices: An analysis of motor performance and user’s expertise. Human Factors (2005),

– 17 –
47, 169-187.
Ungerleider/Mishkin (1982): Leslie G. Ungerleider & Mortimer Mishkin, Two cortical visual
systems. In David J. Ingle & Melvyn A. Goodale & Richard J. W. Mansfield (Eds.),
Analysis of Visual Behavior (pp. 549-580). Cambridge 1982: MIT Press.
Weiss et al. (2010): Malte Weiss, Simon Völker, Christine Sutter & Jan Borchers, BendDesk:
dragging across the curve. In ITS '10: Proceedings of the ACM International Conference
on Interactive Tabletops and Surfaces (pp. 1-10). New York 2010, NY: ACM.
Weiss-Blankenhorn/Fink (2007): Peter H. Weiss-Blankenhorn & Gereon R. Fink, Motorik
und Handlung. In Frank Schneider & Gereon R. Fink (Hrsg.), Funktionelle MRT in
Psychiatrie und Neurologie (S. 199-218). Berlin 2007: Springer.
Weiss et al. (2000): Peter H. Weiss, John C. Marshall, Gilbert Wunderlich, Lutz Tellmann,
Peter W. Halligan, Hans-Joachim Freund, Karl Zilles & Gereon R. Fink, Neural
consequences of acting in ear versus far space: a physiological basis for clinical
dissociations. Brain (2000), 123, 2531-2541.

– 18 –
Abbildungslegenden
Abbildung 1: Werkzeuggebrauch erfordert die Koordination der proximalen
Handlungseffekte der Körperbewegung mit den distalen Handlungseffekten des Werkzeugs.
Abbildung 2: Unterschiedliche Hebelwerkzeuge, die eine gleiche Handamplitude, aber eine
unterschiedliche Werkzeugamplitude demonstrieren (linke Abbildungen) und in denen die
Handrichtung gleichbleibt, aber die Werkzeugrichtung unterschiedlich ist (rechte
Abbildungen). Weiße Kreise symbolisieren die Effektpunkte des Hebelwerkzeugs, graue
Kreise deren Drehpunkt.
Abbildung 3: Sensumotorische Transformationsprozesse sind beim Werkzeuggebrauch
omnipräsent: Beim Endoskop mit direkter Sicht in der KFZ-Werkstatt, beim Bedienen eines
Baukrans mittels Fernbedienung, bei der Steuerung eines Avatars in virtuellen Welten oder
beim Endoskopeinsatz mit indirekter Sicht über einen Bildschirm in der Chirurgie (von oben
links nach unten rechts).

Input
wahrgenommener
Körper- und
Werkzeugraum
motorisches
Kommando
Effektor:
Körper
intern
Körperbewegung
Effektor:
Werkzeug
extern
Werkzeugbewegung
proximaler Handlungseffekt
distaler Handlungseffekt
Müsseler / Sutter: Abbildung 1

Gleiche Handamplitude,
unterschiedliche Werkzeugamplitude
Gleiche Handrichtung,
unterschiedliche Werkzeugrichtung
Müsseler / Sutter: Abbildung 2

Müsseler / Sutter: Abbildung 3