Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Frage, inwieweit die neuronale Verarbeitung visueller Stimuli durch Prozesse der Aufmerksamkeit und des Arbeitsgedächtnisses moduliert werden kann. Darüber hinaus wurde untersucht, welche „top down“ Prozesse diese Modulation steuern. Dabei wurden zwei konkurrierende Ansichten als mögliche Erklärungsmodelle zugrunde gelegt und überprüft. Zum einen wäre es möglich, dass selektive Aufmerksamkeit zwei qualitativ unterschiedliche Mechanismen beinhaltet. Demnach würde neben dem Fokussieren auf relevante Informationen auch ein aktiver Prozess der Inhibition der Verarbeitung irrelevanter Stimuli existieren. Zum anderen ist es aber auch denkbar, dass aufgrund begrenzter Verarbeitungsressourcen das Fokussieren auf relevante Reize automatisch mit dem Nichtbeachten irrelevanter Stimuli einhergeht und nur ein Mechanismus existiert. In einem ersten Experiment wurde vorab die Alertness als ein grundlegender Prozess der Aufmerksamkeit mit der Nah-Infrarot Spektroskopie (NIRS) untersucht. Mittels eines zweigestuften Studiendesigns wurden in einem ersten Schritt für die Alertness relevante Regionen über fronto-temporalen Hirnarealen definiert. Als relevant erwiesen sich Areale des mittleren und superioren temporalen Kortex der rechten Hemisphäre und der ventrale Teil des inferioren frontalen Kortex der linken Hemisphäre. In einer zweiten Datenerhebung konnte für diese Regionen eine signifikant höhere Aktivierung während der Alertnessbedingung im Vergleich zu einer visuellen und motorischen Kontrollbedingung gefunden werden. Mit dem zweiten Experiment sollten bestehende, mit dem Elektroenzephalogramm (EEG) erhobene, Befunde zur Modulation der neuronalen Verarbeitung visueller Stimuli repliziert werden. Dies geschah mithilfe eines neu entwickelten Untersuchungsparadigmas, einer modifizierten n-back Aufgabe. Wie erwartet fand sich eine erhöhte Verarbeitung aufgaben-relevanter Reize im Vergleich zu einer perzeptuellen Kontrollbedingung. Die Verarbeitung irrelevanter Reize wurde allerdings nicht unterdrückt. Explorativ fand sich ein entsprechendes Korrelat der Aufmerksamkeitslenkung über frontalen Elektroden. In einem dritten Experiment wurde das modifizierte n-back Paradigma an die Anforderungen einer NIRS Messung angepasst, um frontale Effekte der Aufmerksamkeitslenkung direkter erfassen zu können als mit dem EEG. Wie erwartet fand sich bezüglich des Beachtens wie auch des Ignorierens von Stimuli eine Beteiligung frontaler Strukturen. Auf beachtete Stimuli folgte eine bilaterale Aktivierung des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DL-PFK) und eine Aktivierung des linken inferioren frontalen Kortex bis hin zum prä- und postzentralen Kortex. Das Ignorieren visueller Stimuli führte zu einer weitläufigen Aktivierung des rechten präfrontalen Kortex (PFK). Eine Beteiligung des linken inferioren frontalen Gyrus an der Interferenzkontrolle konnte nicht wie erwartet nachgewiesen werden. Der Vergleich der beiden Aktivierungsmuster ergab keine signifikanten Unterschiede. Die zugrunde liegenden Prozesse des Arbeitsgedächtnisses und der Interferenzkontrolle führten also zu einer Aktivierung stark überlappender Hirnregionen. Nachdem die Ergebnisse der Experimente 2 und 3 keinerlei Hinweise auf einen aktiven Prozess der Interferenzinhibition nachweisen konnten, wurde im Experiment 4 die bisher genutzte 1-back Aufgabe durch eine schwierigere 2-back Aufgabe ersetzt. Aufgrund der erhöhten Auslastung des Arbeitsgedächtnisses sollte eine stärkere Anstrengung und damit eine verstärkte frontale Aktivierung bei der Interferenzinhibition auftreten. Diese Hypothese wurde mit einer frontalen NIRS Messung überprüft (Experiment 4a). Wie erwartet führte die erhöhte Auslastung des Arbeitsgedächtnisses zu einer verstärkten Aktivierung des PFK bezüglich beachteter Reize. Hinsichtlich ignorierter Reize fand sich allerdings keine frontale Beteiligung. Parallel erhobene EEG Daten zeigten keinen Unterschied zwischen der Verarbeitung beachteter und ignorierter Gesichter. Die Verarbeitung passiv betrachteter Gesichter war im Gegensatz zu beachteten und ignorierten Gesichtern vermindert. Im zweiten Teil der Studie (Experiment 4b) wurden erstmals die okzipitalen Effekte der Aufmerksamkeitslenkung mit der NIRS erfasst. Im Einklang mit den Ergebnissen der ersten EEG Studie (Experiment 2) fand sich zwar eine verstärkte Verarbeitung beachteter, aber keine verminderte Verarbeitung ignorierter Reize. Zusammengenommen sprechen die fehlende aktive Inhibition von Distraktorreizen im okzipitalen Kortex und die vergleichbaren neuronalen Korrelate von Prozessen des Arbeitsgedächtnisses und der Interferenzinhibition im frontalen Kortex für die Hypothese einer Aufteilung von begrenzten Verarbeitungsressourcen zugunsten beachteter Reize. / The aim of the present work was to investigate, to what extend the neural processing of visual stimuli could be modulated by processes of attention and working memory and which top down processes control this modulation. Two competing explanatory models were proved in the present work. On the one hand it is possible that selective attention comprise two qualitatively different mechanisms, the focussing on relevant information and the active inhibition of irrelevant stimuli. On the other hand it is possible that the limited processing capacities lead to an automatic disregard of irrelevant stimuli when focussing on relevant information. According to this, there would be only one mechanism. In a first experiment alertness was investigated with near-infrared spectroscopy (NIRS) as a basic process of attention. In a two step design relevant areas for alertness over the fronto-temporal cortex were defined first. Alertness related activity was found in the middle and superior temporal cortex of the right hemisphere and in the ventral part of the inferior frontal cortex of the left hemisphere. The analyses of a second measurement for these specific regions revealed a significantly increased activation for alertness in contrast to a visual and a motor control condition. The aim of a second experiment was to replicate existing electroencephalographic (EEG) results of the modulation of the neural processing of visual stimuli with a new developed paradigm, a modified version of the n-back task. As expected there was a higher processing of relevant stimuli in comparison to a perceptual control condition. The processing of irrelevant stimuli was not suppressed. Explorative, there was an analogue result of the modulation of attention over frontal electrodes. In a third experiment the modified n-back paradigm was adjusted to the standards of NIRS measurements to capture frontal effects of attentional modulation more immediate than with EEG. As expected both attended and ignored stimuli were associated with activation of frontal structures. Relevant stimuli were linked with a bilateral activation of the dorsolateral prefrontal cortex (DL-PFC) and activation from the left inferior frontal cortex to the pre- and postcentral cortex. Irrelevant stimuli were linked with a distributed activation of the right PFC. An involvement of the left frontal gyrus could not be verified. The comparison of the two activation patterns revealed no significant difference, the basic processes of working memory and interference control led to an activation of highly overlapping brain regions. The results of the experiments 2 and 3 revealed no evidence of an active process of interference control. Therefore, the 1-back task was replaced by a more difficult 2-back task in experiment 4. Due to the higher working memory load, there should be a stronger effort and therefore a stronger frontal activation during interference inhibition. This hypothesis was proved with a frontal NIRS measurement (experiment 4a). As expected, the higher working memory load led to a stronger activation of the PFC in respect of the relevant stimuli. Concerning irrelevant stimuli, there was no frontal activation. EEG data that were collected simultaneously showed no difference between the processing of attended and ignored faces. In comparison to that the processing of passively viewed faces was decreased. The second part of this study examined occipital effects of attentional modulation with NIRS for the first time. In line with the results of the first EEG study (experiment 2) there was an enhanced processing of relevant, but no decreased processing of ignored stimuli. In sum, the absent active inhibition of distractors in the occipital cortex and the similar neural correlates of processes of working memory and interference inhibition in the frontal cortex argue for the hypothesis of one uniform mechanism of focussing attention without an active and independent mechanism of interference inhibition.

Since the turn of the millennium, a large number of computational models of visual salience have been put forward. How best to evaluate a given model's ability to predict where human observers fixate in images of real-world scenes remains an open research question. Assessing the role of spatial biases is a challenging issue; this is particularly true when we consider the tendency for high-salience items to appear in the image center, combined with a tendency to look straight ahead (“central bias”). This problem is further exacerbated in the context of model comparisons, because some—but not all—models implicitly or explicitly incorporate a center preference to improve performance. To address this and other issues, we propose to combine a-priori parcellation of scenes with generalized linear mixed models (GLMM), building upon previous work. With this method, we can explicitly model the central bias of fixation by including a central-bias predictor in the GLMM. A second predictor captures how well the saliency model predicts human fixations, above and beyond the central bias. By-subject and by-item random effects account for individual differences and differences across scene items, respectively. Moreover, we can directly assess whether a given saliency model performs significantly better than others. In this article, we describe the data processing steps required by our analysis approach. In addition, we demonstrate the GLMM analyses by evaluating the performance of different saliency models on a new eye-tracking corpus. To facilitate the application of our method, we make the open-source Python toolbox “GridFix” available.

Der Ansatz der Arbeit lässt sich auf zwei Gebiete aus der Blickbewegungsforschung zurückführen. Einerseits basieren die Studien auf Experimenten zum remote distractor effect, andererseits auf Untersuchungen beim Lesen bzw. der Wahrnehmung komplexer Szenen. Innerhalb beider Ansätze findet eine Analyse der Auswirkungen unterschiedlichen Reizmaterials (z.B. Texte oder Bilder) auf die Fixationsdauer statt. Aktuelle Erklärungsansätze werden im Bezug zu den gefundenen Ergebnissen dargestellt und kritisch bewertet. Anhand der Ergebnisse einer Voruntersuchung wird vorgeschlagen, die gefundenen Effekte im Rahmen der Orientierungsreaktion (OR) zu betrachten. In einer Serie von vier Untersuchungen wird dargelegt, dass die Dauer von Fixationen auch durch externe Ereignisse moduliert wird. In der ersten Untersuchung wurden die zeitlichen Aspekte des Distraktoreffekts untersucht. Dafür erschienen Distraktoren mit verschiedenen Latenzen nach Fixationsbeginn. Zusätzlich wurde untersucht, welche Auswirkungen unterschiedliche Distraktormodalitäten (visuell und akustisch) zeigen. Die Ergebnisse demonstrierten eine deutliche Verlängerung der jeweils vom Distraktor betroffenen Fixation für alle Latenzen. Für Distraktoren beider Modalitäten zeigte sich eine vergleichbare Verlängerung betroffener Fixationen. Bei der zweiten Untersuchung wurde für visuelle Distraktoren geprüft, inwieweit sich die vorgeschlagene Interpretation im Rahmen der OR bestätigen lässt. Dafür wurde der Effekt hinsichtlich einer Habituation untersucht. Für die Studie wurden Distraktoren mit zwei verschiedenen Latenzen auf umweltbezogenen vs. retinal fixierten Koordinaten präsentiert. Die Ergebnisse zeigten, dass eher Störungen auf gleichen retinalen Positionen eine Abnahme des Effektes zur Folge haben (also habituieren). Für Distraktoren auf konstanten Bildpositionen konnte keine systematische Abnahme des Distraktoreffektes gemessen werden. Für die dritte Untersuchung wurden Augenbewegungen und blickkontingente ereigniskorrelierte Potentiale (EKP?s) parallel aufgezeichnet. Bisher liegen keine Erkenntnisse vor, wie anhand von Parametern der Augenbewegungen Habituation nachweisbar ist, die Abnahme der N1-Komponente der EKP?s hingegen gilt als etablierter Nachweis einer Habituation. Die Ergebnisse zeigten, neben der Verlängerung der Fixationsdauer für visuelle und akustische Distraktoren, eine deutliche Auswirkung auf die N1-Komponente. Bei der Prüfung der Habituation über die betrachteten Bilder zeigte sich eine Verringerung des Effektes in der Fixationsdauer und der N1-Komponente. Auf Schwierigkeiten in Bezug auf den Nachweis einer ausgeprägten Habituation wurde an entsprechender Stelle hingewiesen. Die letzte Studie (N=1) testete, ob sich die Neuinterpretation des Effektes mit neurophysiologischen Erkenntnissen vereinbaren lässt. Bei dem Probanden wurde aufgrund eines Unfalls eine Schädigung des frontalen Augenfeldes (FEF) angenommen. Es wurden Distraktoren links, rechts, ober- und unterhalb des Fixationsorts dargeboten. Beim ersten Versuch, 12 Monate nach dem Unfall, zeigte sich für Distraktoren links des Fixationsortes keinerlei Verlängerung der betroffenen Fixationen. Beim zweiten Versuch, acht Monate später, zeigte sich der Distraktoreffekt auf allen Positionen. Dies lässt sich als Unterstützung der Annahme einer Schädigung der FEF interpretieren, da sich in verschiedenen Studien selbst bei operativer Entfernung der FEF eine deutliche Verringerung der entstandenen Defizite nach einigen Wochen zeigte. Mögliche Alternativen der dargestellten Interpretation wurden an entsprechender Stelle diskutiert. Diese Untersuchungen bestätigen, dass sich ereignisbezogene Verlängerungen der visuellen Fixationsdauer mit dem Rahmenkonzept der OR in Verbindung bringen lassen. Es gilt jedoch zu berücksichtigen, dass eine Reihe weiterer Einflussfaktoren an der Modulation des Effektes beteiligt sind, obwohl es sich offenbar um eine Reaktion subkortikalen Ursprungs handelt.

Normalerweise stimmen die Ausrichtung der Augen und die der visuellen Aufmerksamkeit überein. Frühere Arbeiten, vor allem im Kontext so genannter ‚Fixieren-Springen’ Paradigmen, haben gezeigt, dass zum Zeitpunkt der Programmierung einer neuen Sakkade die Aufmerksamkeit bereits zum Sakkadenziel verlagert wird. Bei Untersuchungen in natürlicheren Umgebungen konnte dieser Befund allerdings nicht gezeigt werden. Aus diesen teilweise widersprüchlichen Befunden ergibt sich die Fragestellung der vorliegenden Arbeit: Wie wirken sich visuelle Aufgaben am aktuellen Fixationsort innerhalb einer Sequenz von Blickbewegungen auf die Verlagerung der visuellen Aufmerksamkeit aus? Welche Rolle spielt dabei der Zeitpunkt innerhalb der aktuellen Fixation? Diese Fragen werden auf der Basis des Zusammenhangs zwischen objektivem und subjektivem Blickort untersucht. Als objektiver Blickort wird dabei der durch ein Blickbewegungsmesssystem ermittelte aktuelle Fixationsort begriffen. Während der Ausführung verschiedener visueller Aufgaben – Lokalisation, Identifikation und Katego¬risierung – wird der subjektive Blickort als derjenige bezeichnet und untersucht, den Probanden bei einer plötzlichen Unterbrechung ihrer aktuellen Tätigkeit angeben können. In einer Serie von drei Experimenten wurde getestet, welcher Zusammen¬hang zwischen objektivem und subjektivem Maß vor dem Hinter¬grund der verschiedenen Aufgaben und dem Zeitpunkt innerhalb der aktuellen Fixation besteht. Dabei wurden den Probanden in jedem Durchgang sechs kreisförmig angeordnete Piktogramme präsentiert, die im Uhrzeigersinn nacheinander zu betrachten waren. Zu einem nicht vorhersehbaren Zeitpunkt wurde die Betrachtung unterbrochen, wobei der subjektive Blickort durch einen Mausklick auf das aktuell betrachtete Piktogramm angegeben werden sollte. In einem vierten Experiment wurde eine blickgesteuerte Schreibumgebung untersucht, bei der auf der Basis der Ergebnisse der Experimente 1 bis 3 die Rückmeldung der eigenen Blickposition und die Schwellzeit zum Auslösen einer Taste systematisch variiert wurden. Es wurde davon ausgegangen, dass die Rückmeldung weniger an den aktuellen tatsächlichen, als an den subjektiven Blickort gebunden sein sollte. Schreiben mit den Augen setzt voraus, dass Buchstaben auf der Tastatur lokalisiert, und danach identifiziert werden müssen, um eine Entscheidung treffen zu können, ob die Taste ausgelöst werden soll oder nicht. Die vorhergehenden Experimente zum subjektiven und objektiven Blickort bei der Identifikation haben gezeigt, dass der subjektive hinter dem objektiven Blickort eher zurückbleibt. Aus diesem Grund ist anzunehmen, dass eine Verzögerung der Rückmeldung gegenüber der objektiven Blickposition als angenehm empfunden werden müsste. Es zeigte sich, dass die besten Ergebnisse in Bezug auf Fehlerrate und Schreibgeschwindigkeit bei Schwellzeiten um die 500 ms erreicht werden. Die subjektiven Einschätzungen der Probanden ergab eine signifikante Präferenz der verzögerten Rückmeldung. Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Untersuchungen, dass der Zusammenhang zwischen subjektiven und objektiven Blickort nicht nur durch den Zeitpunkt innerhalb der aktuellen Fixation, sondern vor allem auch durch die momentan bearbeitete Aufgabe moduliert wird. Besonders letzteres wird in aktuellen Theorien der visuellen Aufmerksamkeit nur wenig beachtet. Für die vorliegenden Ergebnisse wird ein Erklärungsansatz entwickelt, der die Idee aufeinander aufbauender Ebenen der Informationsverarbeitung kognitiver Aufmerksamkeitsmodelle aufgreift. Besonders das von Velichkovsky (2002) vorgeschlagene Modell erweist sich dabei als fruchtbar, da es feiner differenziert, und darüber hinaus zwischen Hintergrundkoordination und Führungsebene unterscheidet. In diesem Sinne lassen sich die untersuchten Aufgaben mit einer zunehmenden Tiefe der Verarbeitung assoziieren. Damit einhergehend steigt die Komplexität der zu verarbeitenden Information und sinkt die Wahr¬scheinlichkeit, dass Informationen jenseits der aktuellen Fixation abgerufen werden können: Im Gegenteil, früh innerhalb einer Fixation werden bei tiefer Verarbeitung sogar noch Informationen aus der vorhergehenden Fixation berichtet. Diese Konzeptionalisierung der Ergebnisse gestattet es, vordergründig unterschiedliche Befunde aus ‚Fixieren und Springen’ Paradigmen und Studien in natürlicheren Umgebungen zu integrieren. Die Ergebnisse von Experiment 4 zeigen, dass dieser Erklärungsansatz auch praktische Ableitungen für die Gestaltung von blick¬gesteuerter Interaktion mit dem Computer geeignet ist. Die führende Aufgabe bei solchen intentionalen Fixationen bestimmt die Art und Weise, wie der subjektive Blickort dem Nutzer zurückgemeldet werden sollte.

Die Interaktion zwischen merkmalsbasierten und objektbasierten visuellen Aufmerksamkeitsprozessen stand im Fokus der vorliegenden Dissertation. Hierbei war insbesondere die Frage wesentlich, ob Objektmerkmale um visuelle Verarbeitungsressourcen konkurrieren. Zu diesem Zweck wurde in drei Experimenten mittels Elektroenzephalographie die neuronale Verarbeitung aufgabenrelevanter und aufgabenirrelevanter Objektmerkmale untersucht. Im ersten Experiment konnte gezeigt werden, dass das aufgabenrelevante Objektmerkmal einen Verarbeitungsvorteil aufweist. Darüber hinaus zeigte sich, dass sich dieser Verarbeitungsvorteil reduziert, wenn zwei Objektmerkmale beachtet werden müssen. Diese Ergebnisse stehen im Widerspruch zu Vorhersagen der Theorie des integrierenden Objekts und legen Wettbewerb zwischen den Objektmerkmalen nahe. Im zweiten Experiment zeigten sich durch den Austausch eines der Objektmerkmale überraschenderweise abweichende Effekte. Dennoch offenbarten sich auch hier Hinweise hinsichtlich der Existenz eines Wettbewerbs zwischen den Objektmerkmalen, der jedoch – neben der top-down Verzerrung durch merkmalsselektive Aufmerksamkeitsprozesse – bottom-up durch die Salienz des Objektmerkmals Luminanz verzerrt wurde. Im dritten Experiment, das sich der Analyse der Zeitverläufe merkmalsselektiver Aufmerksamkeitsprozesse innerhalb von Objekten widmete, konnte ein zweiphasiger Prozess demonstriert werden: Einer frühen transienten Integration aller Objektmerkmale folgen anhaltende merkmalsspezifische Mechanismen. Der Wettbewerb von Objektmerkmalen um visuelle Verarbeitungsressourcen ist demnach zeitabhängig. Dieser Befund ermöglicht die Synthese scheinbar widersprüchlicher Ergebnisse früherer Studien, die entweder in Experimenten mit kurzen Präsentationszeiten visueller Stimuli Merkmalsintegration innerhalb von Objekten zeigten (analog zur Theorie des integrierenden Objekts), oder aber durch Verwendung längerer Präsentationszeiten die merkmalsspezifische Verarbeitung von Objektmerkmalen demonstrieren konnten.

Normalerweise stimmen die Ausrichtung der Augen und die der visuellen Aufmerksamkeit überein. Frühere Arbeiten, vor allem im Kontext so genannter ‚Fixieren-Springen’ Paradigmen, haben gezeigt, dass zum Zeitpunkt der Programmierung einer neuen Sakkade die Aufmerksamkeit bereits zum Sakkadenziel verlagert wird. Bei Untersuchungen in natürlicheren Umgebungen konnte dieser Befund allerdings nicht gezeigt werden. Aus diesen teilweise widersprüchlichen Befunden ergibt sich die Fragestellung der vorliegenden Arbeit: Wie wirken sich visuelle Aufgaben am aktuellen Fixationsort innerhalb einer Sequenz von Blickbewegungen auf die Verlagerung der visuellen Aufmerksamkeit aus? Welche Rolle spielt dabei der Zeitpunkt innerhalb der aktuellen Fixation? Diese Fragen werden auf der Basis des Zusammenhangs zwischen objektivem und subjektivem Blickort untersucht. Als objektiver Blickort wird dabei der durch ein Blickbewegungsmesssystem ermittelte aktuelle Fixationsort begriffen. Während der Ausführung verschiedener visueller Aufgaben – Lokalisation, Identifikation und Katego¬risierung – wird der subjektive Blickort als derjenige bezeichnet und untersucht, den Probanden bei einer plötzlichen Unterbrechung ihrer aktuellen Tätigkeit angeben können. In einer Serie von drei Experimenten wurde getestet, welcher Zusammen¬hang zwischen objektivem und subjektivem Maß vor dem Hinter¬grund der verschiedenen Aufgaben und dem Zeitpunkt innerhalb der aktuellen Fixation besteht. Dabei wurden den Probanden in jedem Durchgang sechs kreisförmig angeordnete Piktogramme präsentiert, die im Uhrzeigersinn nacheinander zu betrachten waren. Zu einem nicht vorhersehbaren Zeitpunkt wurde die Betrachtung unterbrochen, wobei der subjektive Blickort durch einen Mausklick auf das aktuell betrachtete Piktogramm angegeben werden sollte. In einem vierten Experiment wurde eine blickgesteuerte Schreibumgebung untersucht, bei der auf der Basis der Ergebnisse der Experimente 1 bis 3 die Rückmeldung der eigenen Blickposition und die Schwellzeit zum Auslösen einer Taste systematisch variiert wurden. Es wurde davon ausgegangen, dass die Rückmeldung weniger an den aktuellen tatsächlichen, als an den subjektiven Blickort gebunden sein sollte. Schreiben mit den Augen setzt voraus, dass Buchstaben auf der Tastatur lokalisiert, und danach identifiziert werden müssen, um eine Entscheidung treffen zu können, ob die Taste ausgelöst werden soll oder nicht. Die vorhergehenden Experimente zum subjektiven und objektiven Blickort bei der Identifikation haben gezeigt, dass der subjektive hinter dem objektiven Blickort eher zurückbleibt. Aus diesem Grund ist anzunehmen, dass eine Verzögerung der Rückmeldung gegenüber der objektiven Blickposition als angenehm empfunden werden müsste. Es zeigte sich, dass die besten Ergebnisse in Bezug auf Fehlerrate und Schreibgeschwindigkeit bei Schwellzeiten um die 500 ms erreicht werden. Die subjektiven Einschätzungen der Probanden ergab eine signifikante Präferenz der verzögerten Rückmeldung. Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Untersuchungen, dass der Zusammenhang zwischen subjektiven und objektiven Blickort nicht nur durch den Zeitpunkt innerhalb der aktuellen Fixation, sondern vor allem auch durch die momentan bearbeitete Aufgabe moduliert wird. Besonders letzteres wird in aktuellen Theorien der visuellen Aufmerksamkeit nur wenig beachtet. Für die vorliegenden Ergebnisse wird ein Erklärungsansatz entwickelt, der die Idee aufeinander aufbauender Ebenen der Informationsverarbeitung kognitiver Aufmerksamkeitsmodelle aufgreift. Besonders das von Velichkovsky (2002) vorgeschlagene Modell erweist sich dabei als fruchtbar, da es feiner differenziert, und darüber hinaus zwischen Hintergrundkoordination und Führungsebene unterscheidet. In diesem Sinne lassen sich die untersuchten Aufgaben mit einer zunehmenden Tiefe der Verarbeitung assoziieren. Damit einhergehend steigt die Komplexität der zu verarbeitenden Information und sinkt die Wahr¬scheinlichkeit, dass Informationen jenseits der aktuellen Fixation abgerufen werden können: Im Gegenteil, früh innerhalb einer Fixation werden bei tiefer Verarbeitung sogar noch Informationen aus der vorhergehenden Fixation berichtet. Diese Konzeptionalisierung der Ergebnisse gestattet es, vordergründig unterschiedliche Befunde aus ‚Fixieren und Springen’ Paradigmen und Studien in natürlicheren Umgebungen zu integrieren. Die Ergebnisse von Experiment 4 zeigen, dass dieser Erklärungsansatz auch praktische Ableitungen für die Gestaltung von blick¬gesteuerter Interaktion mit dem Computer geeignet ist. Die führende Aufgabe bei solchen intentionalen Fixationen bestimmt die Art und Weise, wie der subjektive Blickort dem Nutzer zurückgemeldet werden sollte.

Der Ansatz der Arbeit lässt sich auf zwei Gebiete aus der Blickbewegungsforschung zurückführen. Einerseits basieren die Studien auf Experimenten zum remote distractor effect, andererseits auf Untersuchungen beim Lesen bzw. der Wahrnehmung komplexer Szenen. Innerhalb beider Ansätze findet eine Analyse der Auswirkungen unterschiedlichen Reizmaterials (z.B. Texte oder Bilder) auf die Fixationsdauer statt. Aktuelle Erklärungsansätze werden im Bezug zu den gefundenen Ergebnissen dargestellt und kritisch bewertet. Anhand der Ergebnisse einer Voruntersuchung wird vorgeschlagen, die gefundenen Effekte im Rahmen der Orientierungsreaktion (OR) zu betrachten. In einer Serie von vier Untersuchungen wird dargelegt, dass die Dauer von Fixationen auch durch externe Ereignisse moduliert wird. In der ersten Untersuchung wurden die zeitlichen Aspekte des Distraktoreffekts untersucht. Dafür erschienen Distraktoren mit verschiedenen Latenzen nach Fixationsbeginn. Zusätzlich wurde untersucht, welche Auswirkungen unterschiedliche Distraktormodalitäten (visuell und akustisch) zeigen. Die Ergebnisse demonstrierten eine deutliche Verlängerung der jeweils vom Distraktor betroffenen Fixation für alle Latenzen. Für Distraktoren beider Modalitäten zeigte sich eine vergleichbare Verlängerung betroffener Fixationen. Bei der zweiten Untersuchung wurde für visuelle Distraktoren geprüft, inwieweit sich die vorgeschlagene Interpretation im Rahmen der OR bestätigen lässt. Dafür wurde der Effekt hinsichtlich einer Habituation untersucht. Für die Studie wurden Distraktoren mit zwei verschiedenen Latenzen auf umweltbezogenen vs. retinal fixierten Koordinaten präsentiert. Die Ergebnisse zeigten, dass eher Störungen auf gleichen retinalen Positionen eine Abnahme des Effektes zur Folge haben (also habituieren). Für Distraktoren auf konstanten Bildpositionen konnte keine systematische Abnahme des Distraktoreffektes gemessen werden. Für die dritte Untersuchung wurden Augenbewegungen und blickkontingente ereigniskorrelierte Potentiale (EKP?s) parallel aufgezeichnet. Bisher liegen keine Erkenntnisse vor, wie anhand von Parametern der Augenbewegungen Habituation nachweisbar ist, die Abnahme der N1-Komponente der EKP?s hingegen gilt als etablierter Nachweis einer Habituation. Die Ergebnisse zeigten, neben der Verlängerung der Fixationsdauer für visuelle und akustische Distraktoren, eine deutliche Auswirkung auf die N1-Komponente. Bei der Prüfung der Habituation über die betrachteten Bilder zeigte sich eine Verringerung des Effektes in der Fixationsdauer und der N1-Komponente. Auf Schwierigkeiten in Bezug auf den Nachweis einer ausgeprägten Habituation wurde an entsprechender Stelle hingewiesen. Die letzte Studie (N=1) testete, ob sich die Neuinterpretation des Effektes mit neurophysiologischen Erkenntnissen vereinbaren lässt. Bei dem Probanden wurde aufgrund eines Unfalls eine Schädigung des frontalen Augenfeldes (FEF) angenommen. Es wurden Distraktoren links, rechts, ober- und unterhalb des Fixationsorts dargeboten. Beim ersten Versuch, 12 Monate nach dem Unfall, zeigte sich für Distraktoren links des Fixationsortes keinerlei Verlängerung der betroffenen Fixationen. Beim zweiten Versuch, acht Monate später, zeigte sich der Distraktoreffekt auf allen Positionen. Dies lässt sich als Unterstützung der Annahme einer Schädigung der FEF interpretieren, da sich in verschiedenen Studien selbst bei operativer Entfernung der FEF eine deutliche Verringerung der entstandenen Defizite nach einigen Wochen zeigte. Mögliche Alternativen der dargestellten Interpretation wurden an entsprechender Stelle diskutiert. Diese Untersuchungen bestätigen, dass sich ereignisbezogene Verlängerungen der visuellen Fixationsdauer mit dem Rahmenkonzept der OR in Verbindung bringen lassen. Es gilt jedoch zu berücksichtigen, dass eine Reihe weiterer Einflussfaktoren an der Modulation des Effektes beteiligt sind, obwohl es sich offenbar um eine Reaktion subkortikalen Ursprungs handelt.

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