Flexible updating of visual working memory - The joint roles of attention and action

Im visuellen Arbeitsgedächtnis kann Information über einen kurzen Zeitraum aufrechterhalten werden, was für eine Vielzahl von Aufgaben benötigt wird. Die Kapazität des visuellen Arbeitsgedächtnisses ist jedoch nur sehr klein. Um sicherzustellen, dass diese begrenzte Kapazität effizient genutzt wird, bedarf es einer flexiblen Aktualisierung der Arbeitsgedächtnisinhalte, da sich die Relevanz visueller Information in der Interaktion mit unserer Umwelt permanent verändert. In den fünf Studien der vorliegenden Dissertation wurde diese Aktualisierung untersucht. Der erste Teil der Dissertation (Studien I – III) widmete sich der Aktualisierung von Arbeitsgedächtnisinhalten in Folge von Hinweisreizen (Retrocues), die erst in der Behaltensphase dargeboten werden und anzeigen, dass einige der Gedächtnisinhalte relevanter sind als andere. Das führt zu einer strategischen internalen Ausrichtung von Aufmerksamkeit (z.B. Griffin & Nobre, 2003). Die Ergebnisse zeigten, dass diese attentionale Auswahl von Repräsentationen eine verbesserte Gedächtnisleistung für aufgabenrelevante Inhalte bewirkt (Studien I-III), und dass dieser Leistungsgewinn mit der individuellen Effizienz attentionaler Kontrolle zusammenhängt (Studie I). Die Folge dieser attentionalen Auswahl für nicht ausgewählte Inhalte ist kontextsensitiv: Bei graduellen Unterschieden in der Relevanz werden Gedächtnisinhalte entsprechend aktualisiert und gewichtet. Besonders wichtige Information wird somit im Fokus der Aufmerksamkeit in robuster Weise aufrechterhalten, während weniger wichtige Information in einem fragileren Zustand außerhalb dieses Fokus bereitgehalten werden kann (Studie I). Studien II und III zeigten, dass die attentionale Auswahl von Repräsentationen auf unterschiedlichen visuellen Merkmalen (z.B. Position, Form oder Farbe) basieren kann. Unterschieden werden kann hier zwischen Mechanismen räumlicher und merkmalsbezogener Aufmerksamkeit, die sowohl auf der Verhaltens- (Studie II) als auch auf der kortikalen Ebene (Studie III) voneinander abgegrenzt werden können. Im zweiten Teil der Dissertation wurden die Effekte von natürlicheren Indikatoren der Relevanz bestimmter Aspekte unserer visuellen Umwelt untersucht: Handlungen und Handlungsintentionen. Statt Retrocues während der Aufrechterhaltung von Informationen im visuellen Arbeitsgedächtnis darzubieten, wurde in Studien IV und V eine Handlung als Zusatzaufgabe ausgeführt oder vorbereitet. Durch diese Handlung wurden bestimmte Arbeitsgedächtnisinhalte potentiell (handlungs-)relevanter als andere. Die Ergebnisse zeigten, dass selektive handlungsbezogene Verarbeitung eine Arbeitsgedächtnisaktualisierung bewirkt, die Unterschiede in potentieller Handlungsrelevanz widerspiegelt. Repräsentationen, die Handlungsrelevanz aufweisen, weil sie räumlich mit einem Handlungsziel korrespondieren (Studie IV) oder weil sie durch eine handlungsrelevante Merkmalsdimension definiert sind (Studie V) werden bevorzugt aufrechterhalten und können mit höherer Genauigkeit abgerufen werden als handlungsirrelevante Repräsentationen. Dieser Effekt von Handlungen auf Arbeitsgedächtnisaktualisierung zeigte sich als besonders ausgeprägt, wenn die Arbeitsgedächtnisbelastung an der durchschnittlichen Kapazitätsgrenze lag (Studie IV). Gedächtnisinhalte mit potentieller Bedeutsamkeit für eine Handlung werden folglich vor allem dann priorisiert, wenn die Beanspruchung des Gedächtnisses hoch ist. Studie IV zeigte zudem, dass der Einfluss handlungsbezogener Aufmerksamkeitsausrichtung auf die Aufrechterhaltung im visuellen Arbeitsgedächtnis räumlich nicht auf die Position des Handlungsziels begrenzt ist, sondern nur allmählich mit zunehmendem Abstand abnimmt. Insgesamt zeigt die vorliegende Dissertation eine bemerkenswerte Flexibilität der Aktualisierung von Inhalten des visuellen Arbeitsgedächtnisses. Aufrechterhaltene Information kann unter Berücksichtigung gradueller Unterschiede ihrer Relevanz gewichtet werden (Studien I-V), sowohl wenn diese Relevanz explizit durch externale Cues definiert wird (Studien I-III) als auch wenn sie implizit eine Folge von Handlungsintentionen ist (Studien IV und V). Für die Auswahl relevanter Gedächtnisinhalte können verschiedene Repräsentationsmerkmale genutzt werden: Repräsentationen können wichtiger sein als andere, weil sie mit einer relevanten Position korrespondieren (Studien I-IV) oder weil sie ein Merkmal enthalten, das relevanter ist als andere Merkmale der gleichen Dimension (Studien II und III), oder das einer Merkmalsdimension angehört, die relevanter ist als andere Dimensionen (Studie V). Diese Flexibilität weist auf eine besondere Anpassungsfähigkeit des visuellen Arbeitsgedächtnisses hin, die eine effiziente Nutzung seiner stark begrenzten Kapazität angesichts eines Überschusses an visueller Information mit kontinuierlich variierender Relevanz möglich macht.