Wissen, was falsch lief – wie bemerken wir motorische Perturbationen?

• Antragsteller: Dr. Karl Kopiske
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466287772

Um erfolgreich mit einer dynamischen Umwelt zu interagieren, müssen wir unsere Handlungen immer wieder rekalibrieren. Selbst eingeübte Handlungen sind immer etwas fehlerbehaftet und werden andauernd angepasst; man spricht hier von sensumotorischer Adaptation. Um diese Anpassung experimentell zu untersuchen, werden gezielt Störungen der Handlung (sog. Perturbationen) eingeführt, zum Beispiel durch Diskrepanzen zwischen Sinnesmodalitäten. Dank solcher Experimente ist bekannt, dass sensumotorische Adaptation meist gut als einfache Fehlerkorrektur nach jedem Durchgang modelliert werden kann und auch stattfindet, wenn wir unsere Fehler gar nicht bemerken. Es zeigen sich jedoch auch viele kompliziertere Fälle – zum Beispiel können Fehler je nach Ausmaß unterschiedlich stark korrigiert oder Handlungen auch durch bewusst angewandte Strategien angepasst werden. Woher wissen aber Menschen, wann sie ihre Handlungen anpassen müssen – wodurch bemerken wir Perturbationen oder Fehler in unseren Handlungen? Überraschenderweise ist dies noch nicht sehr genau bekannt. In diesem Antrag soll diese Lücke geschlossen und untersucht werden, das Ausmaß einer Perturbation und die sensorischen Fehlersignale, die Handelnde durch sie erhalten, Menschen helfen, die Perturbation zu bemerken. Zwei typische menschliche Handlungen werden untersucht werden, Greifen und Gehen. Beim Greifen wird die haptische relativ zur visuellen Größe eines zu greifenden Gegenstands variiert und das Ausmaß sowie die funktionale Form der Variation experimentell kontrolliert werden. Analog dazu werden beim Gehen auf einem split-belt-Laufband Geschwindigkeitsdifferenzen der beiden Gurte variiert werden. In beiden Fällen werden sowohl die resultierende sensumotorische Adaptation des Griffes bzw. des Gangs gemessen als auch Wahrnehmungsurteile über die Perturbationen erhoben werden. Dadurch soll in zwei alltagsrelevanten Handlungen der jeweilige Beitrag der Fehlersignale (kontrolliert durch die Form der Variation) und der Perturbationsgröße auf das Bemerken der Perturbation und auf die Anpassung an die Perturbation quantifiziert werden. Während der Messungen wird die Größe der Pupillen der Probanden aufgezeichnet werden, ein Maß, das mit unerwarteten Ereignissen und mentaler Beanspruchung korreliert. Wenn die Pupillengröße systematisch von der Perturbation und ihrem Bemerken abhängt, könnte sie als physiologischer Marker zur Validierung psychophysischer Antworten dienen. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt soll also Einblicke liefern, wie Perturbationen in Handlungsaufgaben erkannt werden, und mit der Pupillenweitung zusätzlich einen möglichen physiologischen Marker dafür untersuchen. Die gewonnenen Erkenntnisse führen zu einem besseren Verständnis für die Rolle das Bemerken einer Perturbation bei sensumotorischer Adaptation. Auf allgemeinerer Ebene verbessern sie unser Verständnis der bemerkenswerten menschlichen Fähigkeiten zur motorischen Anpassung während alltagsrelevanter Handlungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen