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Kognitive Psychologie:Aufmerksamkeit – Entscheidungsfindung – Lernen – Urteilsvermögen – Gedächtnis – Motivation – Wahrnehmung – Denken – Kognitive ProzesseKognition -ÜbersichtIndex

Der Cocktailparty-Effekt ist ein Beispiel für selektive Aufmerksamkeit und bezeichnet das Phänomen, dass man in der Lage ist, seine auditive Aufmerksamkeit auf einen bestimmten Reiz zu fokussieren und dabei eine Reihe anderer Reize auszublenden, ähnlich wie ein Partygänger sich in einem lauten Raum auf ein einzelnes Gespräch konzentrieren kann. Dieser Effekt ist es, der es den meisten Menschen ermöglicht, sich auf eine einzelne Stimme einzustellen und alle anderen auszublenden. Er kann auch ein ähnliches Phänomen beschreiben, das auftritt, wenn man wichtige Wörter aus unbeachteten Reizen sofort erkennt, zum Beispiel wenn man seinen Namen in einem anderen Gespräch hört.

Binaurale Verarbeitung

Der Cocktailparty-Effekt funktioniert am besten als binauraler Effekt, der das Hören mit beiden Ohren erfordert. Menschen mit nur einem funktionsfähigen Ohr scheinen durch Störgeräusche viel mehr gestört zu werden als Menschen mit zwei gesunden Ohren. Aber auch ohne binaurale Ortsinformationen können Menschen, wenn auch mit größeren Schwierigkeiten, selektiv auf einen bestimmten Sprecher achten, wenn die Tonhöhe seiner Stimme oder das Thema seiner Rede hinreichend ausgeprägt ist.

Der binaurale Aspekt des Cocktailparty-Effekts hängt mit der Lokalisierung von Schallquellen zusammen. Experimente haben gezeigt, dass das Gehör in der Lage ist, mindestens zwei Schallquellen gleichzeitig zu lokalisieren und diesen Schallquellen auch gleichzeitig die richtigen Schallquelleneigenschaften zuzuordnen. Mit anderen Worten: Sobald das Gehör eine Schallquelle lokalisiert hat, kann es die Signale dieser Schallquelle aus einem Gemisch von Störschallquellen extrahieren.

Es wird angenommen, dass das Gehör eine Art Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den beiden Ohrsignalen durchführt. Eine Kreuzkorrelationsfunktion projiziert Signale auf eine Achse, die der Zeitdifferenz zwischen beiden Ohrsignalen entspricht. Zum Beispiel wird ein Schall mit einer interauralen Zeitdifferenz von 0,3 ms auf die 0,3 ms Position der Korrelationsachse projiziert. Sind mehrere Schallquellen vorhanden, so treten komplexe Korrelationsmuster auf. Die statistischen Parameter dieser Muster, wie Mittelwert und Varianz, hängen von den Richtungen und Pegeln der Schallquellen ab. Das Gehör ist offensichtlich in der Lage, diese Muster zu analysieren und die Signale einer bestimmten Schallquelle zu bestimmen.

Es wurde versucht, den Cocktailparty-Effekt mit technischen Mitteln zu simulieren. Es wurden Cocktail-Party-Prozessoren konstruiert, die das Signal einer einzelnen Schallquelle aus einem Gemisch von Schallquellen extrahieren können. Es gibt Cocktailparty-Prozessoren, die auf Korrelationsfunktionen basieren und interaurale Zeitdifferenzen auswerten, aber auch Cocktailparty-Prozessoren für interaurale Pegeldifferenzen. Die Prinzipien des menschlichen Cocktailparty-Effekts sind jedoch noch nicht vollständig erforscht. Technische Cocktailparty-Prozessoren erreichen noch nicht die Fähigkeiten des menschlichen Gehörs. Nima Mesgarani und Edward Chang waren in der Lage, allein durch die Beobachtung der Hirnaktivität eines Probanden nachzuvollziehen, welchem Sprecher er gerade zuhörte – das ist das erste Mal, dass dies gelungen ist. Nachdem das Schlüsselwort gesprochen wurde, zeigte das Spektrogramm, dass der auditorische Kortex des Probanden nur auf eine einzelne Stimme reagierte und nicht auf eine Kombination aus beiden. Der Algorithmus ermöglichte es dem Team auch zu erkennen, wenn sich die Zuhörer fälschlicherweise auf den falschen Sprecher konzentrierten, da die übersetzte Hirnaktivität im Spektrogramm einen Satz darstellte, der von der anderen Stimme gesprochen wurde.

Monaurale Verarbeitung

Das auditorische System verwendet nicht nur Methoden zur richtungsspezifischen Signalverarbeitung, sondern nutzt auch monaurale Effekte zur Rauschunterdrückung. Wenn die Eigenschaften eines gewünschten Signals bekannt sind (wie die Eigenschaften von Sprache) oder abgeschätzt werden können (wie erwartete Phoneme bei beobachteten Mundbewegungen), dann können alle Signalanteile, die nicht mit den erwarteten Eigenschaften übereinstimmen, unterdrückt und die störende Wirkung dieses Rauschens reduziert werden.

Die menschliche Ohrmuschel (der äußere Haut- und Knorpellappen des Ohrs) ist ein richtungsabhängiger Filter, der selektiv bestimmte Frequenzen entfernt, basierend auf der Richtung, aus der der Schall kommt. Dieser Filter kann Geräusche von oben vs. unten und von vorne vs. hinten unterscheiden, selbst wenn nur ein einziges Ohr benutzt wird.

Kontrolle der Aufmerksamkeitsrichtung

In den frühen 1950er Jahren geht ein Großteil der frühen Arbeiten auf diesem Gebiet auf Probleme von Fluglotsen zurück. Damals empfingen die Lotsen Nachrichten von Piloten über Lautsprecher im Kontrollturm. Das Hören der gemischten Stimmen vieler Piloten über einen einzigen Lautsprecher machte die Aufgabe des Lotsen sehr schwierig. Der Effekt wurde erstmals 1953 von Colin Cherry definiert und als „Cocktail-Party-Problem“ bezeichnet. Cherry führte Aufmerksamkeitsexperimente durch, bei denen Versuchspersonen aufgefordert wurden, zwei verschiedene Nachrichten aus einem einzigen Lautsprecher gleichzeitig zu hören und zu versuchen, diese zu trennen. Seine Arbeit zeigt, dass unsere Fähigkeit, Geräusche von Hintergrundgeräuschen zu trennen, von vielen Variablen beeinflusst wird, wie z.B. dem Geschlecht des Sprechers, der Richtung, aus der das Geräusch kommt, der Tonhöhe und der Sprechgeschwindigkeit.

Modelle der Aufmerksamkeit

Eine der frühesten Arbeiten zur Erforschung der Mechanismen der selektiven Aufmerksamkeit wurde von Donald Broadbent durchgeführt, der eine Theorie vorschlug, die als Filtermodell bekannt wurde. Dieses Modell wurde mit Hilfe der dichotischen Höraufgabe aufgestellt. Bei dieser Art von Experiment trägt ein Teilnehmer einen Kopfhörer und hört zwei verschiedene Hörströme, einen in jedem Ohr. Der Teilnehmer schenkt dann einem Strom seine Aufmerksamkeit, während er den anderen ignoriert. Nach dem Hören wird der Teilnehmer gebeten, sich an Informationen aus den beiden beachteten und unbeachteten Kanälen zu erinnern. Broadbents Untersuchungen mit der dichotischen Höraufgabe zeigten, dass die meisten Teilnehmer sich genau an Informationen erinnerten, denen sie aktiv Aufmerksamkeit schenkten, aber weit weniger genau an Informationen, denen sie keine Aufmerksamkeit schenkten. Dies führte Broadbent zu der Schlussfolgerung, dass es im Gehirn einen „Filter“-Mechanismus geben muss, der Informationen, die nicht selektiv beachtet wurden, ausblenden kann. Das Filtermodell, so die Hypothese, funktioniert folgendermaßen: Wenn Informationen durch die Sinnesorgane (in diesem Fall die Ohren) in das Gehirn gelangen, werden sie im sensorischen Gedächtnis gespeichert. Bevor die Informationen weiterverarbeitet werden, lässt der Filtermechanismus nur beachtete Informationen passieren. Die selektierte Aufmerksamkeit wird dann in das Arbeitsgedächtnis weitergeleitet, wo sie bearbeitet werden kann und schließlich in das Langzeitgedächtnis übertragen wird. In diesem Modell können auditive Informationen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften, wie Ort und Lautstärke, selektiv beachtet werden. Andere schlagen vor, dass Informationen auf der Basis von Gestaltmerkmalen wie Kontinuität und Geschlossenheit wahrgenommen werden können. Für Broadbent erklärte dies den Mechanismus, durch den wir uns entscheiden können, jeweils nur einer Informationsquelle Beachtung zu schenken und andere auszuschließen. Broadbents Modell konnte jedoch nicht die Beobachtung erklären, dass Wörter von semantischer Bedeutung, zum Beispiel der eigene Name, sofort beachtet werden können, obwohl sie in einem unbeachteten Kanal waren. Kurz nach Broadbents Experimenten wiederholten die Oxford-Studenten Gray und Wedderburn seine dichotischen Höraufgaben, abgewandelt mit einsilbigen Wörtern, die sinnvolle Phrasen bilden konnten, nur dass die Wörter auf verschiedene Ohren aufgeteilt waren. Zum Beispiel wurden die Wörter „Dear, one, Jane“ manchmal nacheinander dem rechten Ohr präsentiert, während die Wörter „three, Aunt, six“ in einer gleichzeitigen, konkurrierenden Reihenfolge dem linken Ohr präsentiert wurden. Die Teilnehmer erinnerten sich eher an „Liebe Tante Jane“ als an die Zahlen; sie erinnerten sich auch eher an die Wörter in der Reihenfolge der Phrasen als an die Zahlen in der Reihenfolge, in der sie präsentiert wurden.

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In einer späteren Ergänzung zu dieser bestehenden Theorie der selektiven Aufmerksamkeit entwickelte Anne Treisman das Attenuationsmodell. In diesem Modell wird die Information, wenn sie durch einen Filtermechanismus verarbeitet wird, nicht vollständig ausgeblendet, wie Broadbent vermuten lässt. Stattdessen wird die Information abgeschwächt (attenuiert), so dass sie alle Stufen der Verarbeitung auf einer unbewussten Ebene durchläuft. Treisman schlug auch einen Schwellenmechanismus vor, bei dem einige Wörter aufgrund ihrer semantischen Bedeutung die Aufmerksamkeit aus dem unbeachteten Strom auf sich ziehen können. Der eigene Name, so Treisman, hat einen niedrigen Schwellenwert (d.h. er hat einen hohen Bedeutungsgrad) und wird daher leichter erkannt. Das gleiche Prinzip gilt für Wörter wie Feuer, die unsere Aufmerksamkeit auf Situationen lenken, die sie unmittelbar erfordern. Die einzige Möglichkeit, wie dies geschehen kann, so Treisman, ist, dass die Informationen im unbeaufsichtigten Strom kontinuierlich verarbeitet werden.

Um genauer zu erklären, wie Wörter auf der Basis ihrer semantischen Bedeutung beachtet werden können, schlugen Deutsch & Deutsch und Norman später ein Modell der Aufmerksamkeit vor, das einen zweiten, auf der Bedeutung basierenden Selektionsmechanismus beinhaltet. Im so genannten Deutsch-Norman-Modell wird die Information im unbeaufsichtigten Strom nicht vollständig im Arbeitsgedächtnis verarbeitet, wie es Treismans Modell implizieren würde. Stattdessen wird die Information im unbeaufsichtigten Strom nach der Mustererkennung durch einen sekundären Filter geleitet. Wenn die unbeaufsichtigte Information erkannt und vom sekundären Filter als unwichtig eingestuft wird, wird verhindert, dass sie in den Arbeitsspeicher gelangt. Auf diese Weise können nur unmittelbar wichtige Informationen aus dem unbeaufsichtigten Kanal ins Bewusstsein gelangen.

Daniel Kahneman hat ebenfalls ein Modell der Aufmerksamkeit vorgeschlagen, das sich jedoch von den bisherigen Modellen dadurch unterscheidet, dass er die Aufmerksamkeit nicht im Sinne einer Selektion, sondern im Sinne einer Kapazität beschreibt. Für Kahneman ist Aufmerksamkeit eine Ressource, die auf verschiedene Reize verteilt werden kann, eine These, die eine gewisse Unterstützung erfahren hat. Dieses Modell beschreibt nicht, wann die Aufmerksamkeit fokussiert wird, sondern wie sie fokussiert wird. Nach Kahneman wird die Aufmerksamkeit im Allgemeinen durch Erregung bestimmt; ein allgemeiner Zustand der physiologischen Aktivität. Das Yerkes-Dodson-Gesetz sagt voraus, dass die Erregung bei einem moderaten Niveau optimal ist – die Leistung wird schlecht sein, wenn man über- oder untererregt istVorlage:Refn. Die Erregung bestimmt also unsere verfügbare Kapazität für Aufmerksamkeit. Anschließend wird die verfügbare Aufmerksamkeit durch eine Allokationspolitik auf eine Vielzahl von möglichen Aktivitäten verteilt. Denjenigen, die von der Zuweisungspolitik als am wichtigsten erachtet werden, wird die meiste Aufmerksamkeit geschenkt. Die Allokationspolitik wird von dauerhaften Dispositionen (automatische Einflüsse auf die Aufmerksamkeit) und momentanen Absichten (eine bewusste Entscheidung, sich mit etwas zu beschäftigen) beeinflusst. Momentane Absichten, die eine fokussierte Ausrichtung der Aufmerksamkeit erfordern, benötigen wesentlich mehr Aufmerksamkeitsressourcen als dauerhafte Dispositionen. Zusätzlich findet eine ständige Bewertung der besonderen Anforderungen bestimmter Aktivitäten an die Aufmerksamkeitskapazität statt. Das heißt, dass Aktivitäten, die die Aufmerksamkeitsressourcen besonders stark beanspruchen, die Aufmerksamkeitskapazität senken und die Allokationspolitik beeinflussen – in diesem Fall wird die Allokationspolitik, wenn eine Aktivität die Kapazität zu sehr beansprucht, wahrscheinlich aufhören, die Ressourcen auf diese Aktivität zu richten und sich stattdessen auf weniger belastende Aufgaben konzentrieren. Kahnemans Modell erklärt das Cocktailparty-Phänomen dahingehend, dass momentane Absichten es uns erlauben, uns ausdrücklich auf einen bestimmten auditorischen Reiz zu konzentrieren, dass aber dauerhafte Dispositionen (die neue Ereignisse und vielleicht Wörter von besonderer semantischer Bedeutung beinhalten können) unsere Aufmerksamkeit fesseln können. Es ist wichtig anzumerken, dass Kahnemans Modell nicht notwendigerweise im Widerspruch zu Selektionsmodellen steht und daher ergänzend verwendet werden kann.

Visuelle Korrelate

Einige Forschungen haben gezeigt, dass der Cocktail-Party-Effekt nicht nur ein auditives Phänomen ist, sondern dass relevante Effekte auch beim Testen visueller Informationen erzielt werden können. So konnten Shapiro et al. mit visuellen Aufgaben einen „own name effect“ nachweisen, bei dem die Probanden ihre eigenen Namen leicht erkennen konnten, wenn sie als unbeobachtete Stimuli präsentiert wurden. Sie nahmen eine Position ein, die mit späten Selektionsmodellen der Aufmerksamkeit wie dem Treisman- oder dem Deutsch-Normal-Modell übereinstimmt, die nahelegen, dass frühe Selektion ein solches Phänomen nicht erklären würde. Die Mechanismen, durch die dieser Effekt auftreten könnte, blieben unerklärt. In bildgebenden Untersuchungen des Gehirns mit PET wurde vorgeschlagen, dass eine Vielzahl von Hirnarealen an der selektiven Verarbeitung von visuellem sprachlichem Material (d.h. Wortform) beteiligt sein könnte, darunter der inferiore präfrontale und der posteriore insuläre Kortex, die Amygdala, der Nucleus caudatus und verschiedene Bereiche des temporalen Kortex. Es ist derzeit nicht bekannt, ob dieselben Hirnareale an der Fokussierung der Aufmerksamkeit für andere visuelle oder auditive Reize beteiligt sind.

Dieses Phänomen ist immer noch Gegenstand der Forschung, sowohl beim Menschen als auch bei Computerimplementierungen (wo es typischerweise als Quellentrennung oder blinde Quellentrennung bezeichnet wird). Der neuronale Mechanismus im menschlichen Gehirn ist noch nicht vollständig geklärt.

Notizen

Siehe auch

• Attenuationstheorie
• Auditive Verarbeitungsstörung
• Auditive Maskierung
• Auditive Szenenanalyse
• Bottleneck-Theorie
• Kognitionswissenschaft
• Konzentration
• Echogedächtnis
• Filtertheorie
• Sprachverarbeitung
• King-Kopetzky-Syndrom
• Traumsprache
• Raumhörverlust
• Franssen-Effekt

Weiterführende Literatur