VOM AUTOFAHREN UND KLAVIERSPIELEN

Psychologen und Physiker untersuchen Steuerungsprozesse beim Menschen

Um einen Schutt weiter bei der Untersuchung von im Gehirn ablaufenden Prozessen zu kommen, führen Wissenschaftler in Potsdam verschiedene Experimente durch. Hier produziert der Proband einen vom Computer vorgegebenen Rhythmus. Foto: Rüffert

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Napoleon soll mehrere Tätigkeiten gleichzeitig ausgeführt haben. Jeder kennt es auch von sich selbst: Lenken, schalten, Gas geben, blinken, bremsen - alles scheint nahezu „automatisch“ abzu­laufen. Im allgemeinen denkt kein Auto­fahrer, kein Pianist darüber nach, welche Prozesse beim Fahren oder Musizieren im Gehirn ablaufen, wie die Hände „ge­steuert“ werden. Dies wissenschaftlich zu untersuchen, ist das Anliegen eines inter­disziplinären Projektes an der Universität Potsdam. Im Rahmen des seit 1994 beste­henden und von der Deutschen For­schungsgemeinschaft geförderten In­novationskollegs „Formale Modelle ko­gnitiver Komplexität“ analysieren Fach­leute Prozesse, die der zeitlichen Steue­rung, d.h. der Koordination und Synchro­nisation von Bewegungen zugrunde lie­gen.

Der große Vorteil des Untersuchungsge­genstandes Bewegungstiming und -koor- dination besteht nach Ansicht der Wissen­schaftler darin, psychologische Phänome­ne und Struktureigenschaften der Modelle einander gut zuordnen zu können. An der Uni ist die seltene Chance der Kooperation von Psychologen und Physikern auf diesem Gebiet gegeben, die versuchen, verschie­dene psychologische und physikalische Modelle auf ihren Erklärungswert hin zu überprüfen.

Wie kann man nun der Beantwortung offe­ner Fragen näher kommen? Pianisten, ex­emplarisch für jene, die sich spezifische Fertigkeiten erworben haben, erhalten bei­spielsweise die Aufgabe, sich einen vom Computer vorgegebenen Rhythmus anzu­hören. Wenn sie ihn „verinnerlicht“ haben, beginnen sie, auf einer oder mehreren Tri­sten den Rhythmus zu produzieren und „spielen mit dem Computer gemeinsam“, um nach einer bestimmten Zeit das Spiel

ohne äußere Hilfe fortzusetzen. Der Com­puter gibt dann der Versuchsperson mit Hil­fe eines Diagramms darüber Auskunft, wie genau sie das Ttempo gehalten, wie gleich­mäßig sie gespielt hat. Den Psychologen Dr. Ralf Krampe interessiert nicht nur das, son­dern ebenso, wieweit die rechte Hand die linke „stört“, ob beide Hände eine gemein­same Basis haben oder unabhängig vonein­ander agieren. Wir wollen herausfinden, ob im Gehirn ein oder zwei Zeitgeber die Hän­de steuern." Die bei diesen Experimenten protokollierten Zeitabläufe würden noch nichts über die „innere Uhr“ aussagen, eher über die Natur der Bewegungen und ihre Koordination. „Generell geht es um die Un­tersuchung der menschlichen Fähigkeit, rhythmische und andere Bewegungen, ins­besondere der Finger, zu reproduzieren“. Jene Bewegungen sind für die Wissen­schaftler besonders relevant, die mehr als eine Komponente auf­weisen, also mit zwei Fingern, zwei Händen ausgeführt werden. Das Spektrum der Experimente reicht von einfachen Fmger- Tapping-Aufgaben bis zur Verwendung expressiver Timing- Aspekte in der musi­kalischen Interpretati­on.

Kaum zu glauben, aber es ist nach wie vor völlig ungeklärt, „ob der Mensch in

der Lage ist, Dinge unabhängig voneinan­der zu tun, bestimmte Bewegungen ohne gegenseitige Beeinflussung parallel auszu­führen", erläutert der Physiker Christian Scheffczyk. Herauszufinden sei in diesem Zusammenhang auch, ob solche Fertigkei­ten antrainierbar und bis in das höhere Al­ter „abrufbar“ sind.

„Neuerdings telefonieren viele Autofahrer beim Fahren, ich fürchte dann immer um mein Leben.“ Diese „Sitte“ ist für Ralf Kram­pe ein anschauliches Beispiel dafür, daß die Koordinierung offensichtlich doch nicht so automatisch funktioniert, wie vielleicht an­zunehmen ist. Der Psychologe betrachtet den Forschungsgegenstand unter dem Aspekt der Strategie, der automatisierten Handlungen. Dagegen ist die Untersu­chung biologischer Systeme mit Hilfe der nichtlinearen Dynamik für den Physiker ein hochinteresantes neues Anwendungsfeld. Dadurch sei die Möglichkeit gegeben, vor­handene Modelle zu testen und neue zu fin­den, so Christian Scheffczyk. „Im jetzigen Stadium des Projektes untersuchen wir noch nicht die neurophysiologische Ebene. Jetzt koppeln wir Oszillatoren für die Erstel­lung der Meßreihen, um eine Idee davon zu bekommen, was im Gehirn ablaufen könn­te.“ Die Herausforderung für das Tteam be­steht darin, zwei Phänomene in einem Mo­dell zu vereinen: einerseits die Transfor- mierbarkeit von Bewegungen in der Zeit und andererseits ihre Beschränkungen in Zeitverhältnissen. D.h., der Mensch ist in der Lage, eine Melodie beispielsweise dreimal, nicht aber dreieinhalbmal so schnell wie vorgegeben, zu spielen oder zu singen. B.E.

Anschließend analysiert Dr. Ralf Krampe gemeinsam mit der Versuchs­person die aufgenommenen Daten. Foto: Rüffert

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