Forschung

Projektleitung:

Prof. Dr. Dr. Markus Raab, Prof. Dr. Ricarda Schubotz (Universität Münster), Dr. Alexandra Pizzera

Projektmitarbeiter:

Dr. Dennis Redlich

Laufzeit:

01.09.2023 – 31.08.2026

Förderung:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:

Wie relevant sind beiläufig erzeugte Bewegungsgeräusche für das Bewegungslernen und die Bewegungswahrnehmung? Am Beispiel des Hürdenlaufs testen wir in drei behavioralen und neurofunktionellen Experimenten die Annahme, dass das Bewegungslernen und die Bewegungswahrnehmung negativ durch Deprivation bzw. positiv durch Verstärkung inzidenteller Bewegungsgeräusche beeinflusst werden. Dabei sollen langfristige Effekte auf motorisches Lernen und Wahrnehmung sowie die unmittelbaren und längerfristig- plastischen funktionellen und strukturellen neuronalen Korrelate untersucht werden.

Projektleitung:
Prof. Dr. Dr. Markus Raab 
Dr. Lisa Musculus
Prof. Dr. Azzurra Ruggeri (Technische Universität München)

Projektmitarbeiterin:
Laura Juppen (Wissenschaftliche Hilfskraft)

Laufzeit:
Oktober 2018 - Januar 2024

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Das Ziel dieses Projekts ist es, die bidirektionale Verbindung zwischen dem minimalen Selbst und den sensomotorischen sowie kognitiven Fähigkeiten aus einer entwicklungsbezogenen Perspektive der verkörperten Kognition zu verstehen. Durch die Integration von Kognitions-, Entwicklungs- und Bewegungswissenschaften gehen wir eines der Endziele des SPP-Aufrufs an, indem wir erforschen, wie Kernmechanismen (d.h. interne Modelle, Reafferenzen) ein Selbst im Laufe der ontogenetischen Entwicklung (d.h. über die Lebensspanne hinweg) oder des Erwerbs von Fachwissen (d.h. beim Training sensomotorischer und kognitiver Fähigkeiten) erzeugen. Konkret werden wir eine der fünf Fragen des SPP-Aufrufs beantworten: "Wie wirkt sich die Schaffung und das Vorhandensein eines Selbst auf die sensomotorischen Fähigkeiten und kognitiven Prozesse aus?" Aus einer entwicklungsbezogenen Perspektive der verkörperten Kognition kann diese Frage nicht beantwortet werden, ohne die Bidirektionalität zwischen dem minimalen Selbst und den sensomotorischen und kognitiven Fähigkeiten zu berücksichtigen. Theoretisch schlagen wir den Mechanismus vor, dass die Optimierung des internen Modells durch die Integration von sensomotorischen Reafferenzen und kognitivem Feedback zu einer Stabilisierung des minimalen Selbst führt. Die Stabilität des minimalen Selbst wiederum fördert die sensomotorischen und kognitiven Fähigkeiten. Um diesen Mechanismus zu untersuchen, werden wir zwei groß angelegte Studien durchführen. In Studie 1 werden wir mit Kleinkindern und Erwachsenen untersuchen, wie sensomotorische und kognitive Fähigkeiten das minimale Selbst beeinflussen. In Studie 2 werden wir untersuchen, wie die Manipulation des minimalen Selbst die sensomotorischen und kognitiven Fähigkeiten beeinflusst. Unser theoretischer Beitrag wird ein empirisch getesteter Mechanismus des minimalen Selbst sein, nämlich die Optimierung des internen Modells durch den Einsatz von sensomotorischen Reafferenzen und kognitivem Feedback. Dieser Mechanismus wird zur Entwicklung eines integrativen theoretischen Rahmens beitragen. Im Gegenzug können unsere Minimal-Self-Tests, kinematische Daten von Bewegungen in komplexen Bewegungsaufgaben den Turing-Test fördern, der in Robotern getestet werden kann.

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Projektleitung:
Dr. Uri Borges
PD Dr. Dr. Sylvain Laborde
Dr. Babett Lobinger

Laufzeit:
Dezember 2020 - September 2022

Förderung:
Bundesinstitut für Sportwissenschaft (BISp)

Projektdetails:
Weiterentwicklung und Erprobung eines appbasierten Atemtrainingprogramms für Athlet*innen zur Optimierung von psychophysiologischen Prozessen, die von Covid-19 beeinträchtigt werden können.

Projektleitung:
Prof. Dr. Dr. Markus Raab
Dr. Babett Lobinger 
Dr. Lisa Musculus 
Dr. Laura Will 

Projektmitarbeiter:innen:
Dr. Dennis Redlich
Hanna de Haan (Doktorandin)

Laufzeit:
Dezember 2021 - Dezember 2025

Förderung:
Bundesinstitut für Sportwissenschaft (BISp)

Projektdetails:
Sieben olympische Spitzenverbände mit ihren Athletinnen und Athleten werden gemeinsam mit einem interdisziplinären Team an Wissenschaftler:innen an der individuellen und ganzheitlichen Leistungsentwicklung arbeiten.

https://www.inprove.info 

Projektleitung:
Prof. Dr. Dr. Markus Raab 
Prof. Martin Fischer (Universität Potsdam)

Projektmitarbeiter:
Alexej Michirev (Doktorand)

Laufzeit:
Januar 2020 - Januar 2023

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Wir alle haben die drei Dimensionen Raum, Zeit und Mengen gelernt und erfahren. Wir lernen, diese in Schritten von "mehr als..." und "weniger als..." wahrzunehmen und zu verarbeiten. Niemand wird mit dem Wissen um die Bedeutung des Symbols "5" geboren. Die Reise zum Verständnis beginnt mit unserem Körper. Wir beobachten, wie ein Ball kleiner wird, wenn er sich von uns wegbewegt. Wir lernen, dass er schneller wird, wenn wir ihn stärker anstoßen. Irgendwann beginnen wir, mit unseren Fingern zu zählen.

Wir lernen mit unserem Körper - das ist die Perspektive des Embodiment. 
In der aktuellen Literatur finden sich deutliche Assoziationen zwischen Zahl und Raum. Kleinere Zahlen werden mit dem linken Raum und größere Zahlen mit dem rechten Raum assoziiert. Die Belege für die übrigen Aspekte des dreidimensionalen Raums sind noch spärlich.

In diesem Projekt werden die Assoziationen zwischen Zahl und Raum unter dem Gesichtspunkt des Embodiment genauer untersucht. Wir möchten zum Beispiel wissen, inwiefern der Körper beim Lernen von Zahlen beteiligt ist. Wir möchten auch herausfinden, wann die Interaktionen zwischen Körper und Kognition bei numerischen Aufgaben stattfindet. Außerdem möchten wir die Zahlenraumassoziation außerhalb der horizontalen Achse testen und Vorhersagen überprüfen.

Mehr Infos zum Projekt

Projektleitung:
Prof. Dr. Dr. Markus Raab
Prof. Dr. Stefan Künzel
Dr. Rita de Oliviera
Dr. Laura Bröker
Harald Ewolds

Projektdetails:
Wenn zwei oder mehr Aufgaben gleichzeitig bearbeitet werden müssen, spricht man von Multitasking. Unser Forschungsvorhaben untersucht die Flexibilität der Leistung im Dualtasking. Wir kombinieren dabei sensomotorische und kognitive Aufgaben. Im ersten Förderzeitraum haben wir festgestellt, dass Vorhersagen durch Wahrnehmung oder durch Wissen die Kosten einer Doppelaufgabentätigkeit reduzieren können. Allerdings wird dabei nur die Leistung in der vorhergesehenen Aufgabe verbessert, die andere Aufgabe profitiert davon nicht, außer die Eigenschaften der Aufgaben sind wechselseitig voneinander abhängig. Wir vermuten zwei Gründe dafür: Bei Vorhersage nur einer Aufgabe könnte diese priorisiert werden, bei wechselseitiger Abhängigkeit könnten die beiden Aufgaben als eine einzige Aufgabe konzeptualisiert werden. Diesen beiden Strategien gehen wir im zweiten Förderzeitraum auf den Grund. In Projekt A untersuchen wir bei Doppelaufgaben, in wie weit individuelle Prädiktoren dazu führen, Aufgaben zu priorisieren und in Projekt B, ob die Konzeptualisierung als eine oder zwei Aufgaben Einfluss auf die Leistungen hat. In unserer Forschungsreihe werden diese Verarbeitungsstrategien zunächst experimentell geprüft. Dazu nutzen wir die typing while tracking-Doppelaufgabe, bei der mit der linken Hand eine Zahlenreihe abgetippt und mit der rechten Hand einen sich bewegenden Cursor möglichst in der Mitte gehalten werden muss. In Projekt A manipulieren wir durch Variation von Belohnung und Bestrafung die Verhaltenskonsequenzen und untersuchen in Phase 1, ob individuelle Differenzen zwischen den Probanden wie Risikoverhalten, Annäherungs- und Vermeidungsverhalten, Präferenzen und Aufmerksamkeitsprozesse zu interindividuell unterschiedlichen Priorisierungen führen. In Phase 2 entwickeln und validieren wir in Anlehnung an die decision field theory ein Modell, das aus den individuellen Unterschieden die Priorisierung von Aufgaben vorhersagt. In Projekt B untersuchen wir durch Variation von Instruktionen (eine oder zwei Aufgaben) und Feedback (kumuliert oder getrennt) in Phase 1, welchen Einfluss die Konzeptualisierung einer Doppelaufgabe auf die Leistung hat. In Phase 2 testen wir, ob Konzeptualisierung als eine Aufgabe sich als generelle Strategie bei Multitasking eignet und ob es individuelle Unterschiede bei der Fähigkeit zur Konzeptualisierung gibt. In der gemeinsamen Phase 3 schließlich überprüfen wir, ob aufgabenspezifische Priorisierung und Konzeptualisierung trainierbar sind und die Leistungen im Multitasking verbessern und ob Multitasking-Aufgaben spezifisch auf bestimmte Personen zugeschnitten werden können. Zusammenfassend hilft unser Projekt, die Individualität von Multitasking-Leistungen zu verstehen. In theoretischer Hinsicht hilft unsere Forschung bei der Beantwortung der Frage, ob Menschen aus strukturellen Gründen bei Multitasking Leistungseinbußen haben oder ob sie sich flexibel anpassen können.

Projektleitung:
Prof. Dr. Dr. M. Raab
Prof. Dr. Rouwen Cañal-Bruland

Projektmitarbeiterin:
Jonna Löffler (Doktorandin im Projekt)

Laufzeit:
November 2014 - November 2017

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Embodied Cognition erklärt das Phänomen, dass abstraktes Wissen wie Repräsentationen von Zeit und Raum zum Teil sensomotorisch fundiert ist. Auf der Annahme einer bidirektionalen Beziehung wird vorhergesagt, dass sowohl Bewegungen Einfluss auf die Wahrnehmung von Zeit und Raum haben als auch Änderungen von Zeit- und Raumrepräsentationen Bewegungssteuerung beeinflussen. Das Ziel des Projektes ist die empirische und systematische Analyse der Bidirektionalitäts-Hypothese aus einer Embodied-Cognition-Perspektive, die auf der Interaktion von Mensch und Umgebung durch Bewegung beruht. Empirische Befunde  zeigen, dass einerseits Repräsentationen von Zeit durch räumliche Metaphern moderiert werden, wohingegen andererseits zeitliche Metaphern nicht in gleichem Maβe räumliche Repräsentationen beeinflussen. Diese Asymmetrie in der metaphorischen Abbildung von Raum und Zeit erlaubt es, spezifische Vorhersagen experimentell zu prüfen. Der einzigartige Nutzen und Neuwert des Projektes ist die Untersuchung dieser Bidirektionalitäts- und Asymmetrie-Hypothese auf der Grundlage der Erfassung des Einflusses kinematischer Qualitäten von Ganzkörperbewegungen auf räumliche und zeitliche Repräsentationen und des Einflusses zeitlicher und räumlicher metaphorischer Instruktionen auf Bewegungsqualitäten.

Projektleitung: 
Prof. Dr. Dr. Markus Raab
Dr. Tanja Hohmann (Deutsche Sporthochschule Köln)
Prof. Dr. Ricarda I. Schubotz (Westfälische Wilhelms- Universität Münster)

Projektmitarbeiter bis 2014: 
Christian Kennel (Doktorand im Projekt)
Dr. Alexandra Pizzera (Projektmanagerin) 

Laufzeit: 
2011 2014, Fortsetzung: 2016 2019 "Auditive Re-Afferenzen in der Bewegungskontrolle? Behaviorale und neurophysiologische Effekte der Kompensation während Interferenz und Deprivation"

Förderung: 
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
In aktuellen Ansätzen der Kognitionswissenschaft wird die Rolle des motorischen Systems bei kognitiven Prozessen diskutiert. Es stellt sich die Frage, ob sich einige "kognitive" Funktionen aus genuin "motorischen" oder "körperbezogenen" entwickelt haben könnten. Das Ziel der transdisziplinären Forschungsreihe besteht darin zu untersuchen, ob die gleichen Mechanismen, die zur Steuerung eigener Bewegungen benutzt werden, auch zentral für die Wahrnehmung von Ereignissen in der Umwelt sind. Mithilfe behavioraler und neurowissenschaftlicher Methoden soll das am Beispiel der Wahrnehmung auditiver Re-Afferenzen untersucht werden. Das Forschungsprogramm stellt eine Erweiterung zu aktuellen theoretischen Entwicklungen dar, indem zum einen die zugrundeliegenden Mechanismen der Fähigkeit zur Bewegungskontrolle und die der Fähigkeit der Ereignisvorhersage miteinander verglichen werden, und zum anderen erstmals die Rolle akustischer Re-Afferenzen innerhalb der Bewegungssteuerung und – wahrnehmung umfassend untersucht wird.

Projektpartner: 
Prof. Dr. Dr. Markus Raab
Prof. Dr. Otmar Bock
Prof. Dr. Heiko Strüder

Förderung: 
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Laufende Projekte in der Bewegungs- und Neurowissenschaft sind durch die Anschaffung von Eye-Tracking-, Kinematik-Erfassungssystemen, und mobilem EEG maßgeblich erweiterbar. Die Projekte  an der Sporthochschule, welche durch die Projektpartner realisiert werden sollen, sind ohne diese System nur schwer durchführbar, da ein Einsatz in den Projekten eine Kombination von Messsystemen vor Ort erfordert und komplexe, z.T. simultane Bewegungserfassungen notwendig sind. Derartige Systeme und vor allem deren Kombination sind an der Deutschen Sporthochschule (DSHS) nicht vorhanden, so dass eine systematische Bearbeitung der Forschungsfragen ohne diese unmöglich ist. Kooperationsvereinbarungen innerhalb der DSHS (Prof. Strüder, Prof. Bock) sowie mit Partnern (MPI Neurologische Forschung für MRT-Aufnahmen; Freie Universität Amsterdam; Universität Potsdam) etablieren einen Forscherverbund.
Zentrale Forschungsschwerpunkte des Bereiches Leistungspsychologie werden die Geräte nutzen, um sich mit folgenden Fragestellungen zu beschäftigen: Dem Einfluss von Valenz und Arousal von Emotionen auf die Optionsauswahl und die Optionsausführung, dem Einfluss motorischer oder visueller Vorerfahrungen auf die Kampfrichterentscheidungen, kulturell bezogenen Trainings- und Spielerfahrungen und ihren Einfluss auf Blickbewegungen sowie intuitive und deliberative Entscheidungsprozesse, neuronale Implementierung des Yips im Golf, neuronale Korrelate von akustischer Eigen- und Fremd-Erkennung.  Desweiteren sollen die Geräte im Kontext von „Embodied Cognition“ einsetzt werden: In einer Kooperation mit der Freien Universität Amsterdam wird der Effekt von räumlichen und zeitlichen Instruktionen auf die Bewegungssteuerung sowie der Einfluss von Bewegungen auf die Repräsentation von Raum und Zeit geprüft. In einem weiteren DFG-Neuantrag mit der Universität Potsdam (Prof. Fischer) wird der Effekt von Arm- und Handbewegungen auf Problemlöseaufgaben bzw. mathematische Aufgaben geprüft, sowie dessen neuronale Implementierung. Auch im „Joint Action“-Kontext sollen die Geräte eingesetzt werden, dort vor allem hinsichtlich  der Bewegungskontrolle und Wahrnehmung, sowie der Beziehung von Emotionen und der Generierung und Auswahl von Optionen. Die Gruppe um Prof. Bock befasst sich mit dem Effekt des Kontextes einer Handlung (wie das Greifen), sowie dessen Interaktion mit Altern und der Apraxie. Schließlich befassen sich Prof. Strüder und Dr. Mierau mit den kortikalen Prozessen komplexer Ganzkörper-Bewegungen als Funktion des  Fertigkeits-Niveaus.  

Projektleitung:
PD Dr. Roman Liepelt

Projektmitarbeiter:
Thomas Hosang

Laufzeit:
2015 2018

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Das gleichzeitige Ausführen mehrerer Aufgaben wird ein immer weiter verbreitetes Phänomen der modernen Gesellschaft, da wir sowohl im Alltag als auch im Arbeitsleben mit stetig wachsenden Anforderungen an unsere Multitasking Fähigkeiten konfrontiert werden. Auch technische Geräte erfordern beispielsweise immer häufiger visuell-manuelle Interaktionen in denen Wahrnehmung und Handlung in einen gemeinsamen visuell-räumlichen Bereich fallen (manuelle Steuerung von Tablets). Moderne Tablet PCs, die man mit den Fingern steuert, werden immer häufiger auch zur Steuerung von Arbeitsabläufen in komplexen technischen Arbeitsumgebungen eingesetzt, bei denen mehrere Aufgaben zur gleichen Zeit bearbeitet werden müssen, wie beispielsweise in Cockpits von Zügen und modernen Flugzeugen. Aktuelle Forschung zur Verarbeitung von körperbezogener Information zeigt aber deutlich, dass Körperinformation eine wichtige Rolle für kognitive Prozesse spielt. Eine aktuelle Studie zeigt beispielsweise, dass es einen Effekt der räumlichen Distanz von Reaktionshand zum Reiz gibt. Wenn sich Hände und Reize im gleichen visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsfokus befinden führt dies zu einer verstärkten Zuweisung der Aufmerksamkeit auf den Bereich um die Handregion und zu einer verstärkten kognitiven Kontrolle. Eine wichtige Besonderheit von Doppelaufgaben ist, dass gleichzeitig mehrere Reize verarbeitet werden müssen. In diesem Projekt untersuchen wir Effekte der Handnähe auf die Verarbeitung von Doppelaufgaben unter Bedingungen gleichzeitiger Reizpräsentation. Ein Ziel des Projektes ist es kognitive Kontrollparameter zu spezifizieren, die gezielt durch die Nähe der Körperinformation zum Reiz beeinflusst werden. Wir untersuchen, ob eine veränderte visuell-räumliche Aufmerksamkeit beide Reize gleichermaßen in dem räumlichen Bereich zwischen beiden Händen beeinflusst und wie die Position der Hände kognitive Kontrollparameter verändert, die an Aufgabenwechselprozessen am zentralen Verarbeitungsflaschenhals beteiligt sind. Weiterhin untersuchen wir den Einfluss einer verstärkten Reizverarbeitung in proximaler Handnähe auf die Priorisierung der Aufgabenreihenfolge und Rekonfigurationsprozesse des Wechsels der Aufgabenreihenfolge. Der Ansatz der körperbezogenen Kognition beim Multitasking soll dabei nicht nur der Weiterentwicklung theoretischer Modelle der Grundlagenforschung zur Flexibilität kognitiver Kontrollprozesse und Koordinierung von Aufgabensets in Doppelaufgaben dienen, er soll auch neue Impulse für einen Wissenstransfer in angewandte Kognitionsforschung und zur Weiterentwicklung technischer Geräte dienen.

Für weitere Information zum Schwerpunkt-Programm "Human performance under multiple cognitive task requirements: From basic mechanisms to optimized task scheduling": DFG Priority Programm (Schwerpunktprogramm) SPP 1772 

Projektleitung:
PD Dr. Roman Liepelt

Laufzeit:
2014 2016

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Menschliche Informationsverarbeitung findet häufig während der Interaktion mit anderen Personen statt (Gemeinsames Handeln). Gemeinsames Handeln dient vor allem der Erreichung gemeinsamer Handlungsziele. Eines der bekanntesten Paradigmen zur Untersuchung Gemeinsamen Handelns ist das soziale Simon Paradigma. Wenn sich zwei Personen eine Simon Aufgabe teilen entsteht ein (sozialer) Simon Effekt (d.h., die Leistung ist besser, wenn Stimulus- und Antwortort korrespondieren). Dieser Effekt verschwindet allerdings, wenn eine einzelne Person die gleiche Aufgabe alleine ausführt. Gemeinsames Handeln wird daher als etwas fundamental anderes angesehen als Individuelles Handeln, wenn eine Person versucht ihre Handlungsziele alleine zu erreichen. Während der ersten Antragsphase konnten wir zeigen, daß ein Simon Effekt auch bei Einzelpersonen induzierbar ist, wenn diese Person mit einem Roboter oder einem ereignisproduzierenden Objekt interagierte. Das Ziel der zweiten Antragsphase ist die Untersuchung der Frage ob gemeinsames Handeln durch spezifisch soziale Mechanismen vermittelt wird oder durch bereichsübergreifende Prozesse erklärt werden kann. Das Projekt hat das Ziel die Rolle der Aufmerksamkeit für das gemeinsame Handeln mittels behavioraler Methoden zu untersuchen. Weiterhin soll die Rolle der Ähnlichkeit von Akteuren, von räumlicher Information und Körperinformation, sowie die Rolle der Urheberschaft von Handlungen beim Gemeinsamen Handeln untersucht werden. Diese Untersuchungen dienen der Testung und Erweiterung einzelner Aspekte des kognitiven Handlungsteilungsmodells des referentiellen Kodierens, welches wir während der ersten Projektphase entwickelt haben. Durch die Spezifizierung der kognitiven Mechanismen der gemeinsamen Handlungskontrolle wird das geplante Projekt wichtige Antworten auf eine der zentralen Fragen unserer Zeit liefern: Was sind die kognitiven Mechanismen, die dem gemeinsamen Handeln unterliegen, die den Grundstein für unsere menschliche kulturelle Entwicklung und alle modernen Gesellschaften gelegt haben? 

Projektleitung:
PD Dr. Roman Liepelt

Laufzeit:
2011 2014

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Die Fähigkeit, unsere Handlungen mit denen anderer zu koordinieren, ist entscheidend für unseren Erfolg als Individuum und in sozialen Interaktionen. Eines der größten Rätsel der kognitiven Neurowissenschaften des aktuellen Jahrzehnts ist, wie sich gemeinsames Handeln von individueller Aufgabenverarbeitung unterscheidet. Eines der bekanntesten Beispiele für gemeinsames Handeln ist der soziale Simon-Effekt. Wenn zwei Teilnehmer:innen diese Version der Simon-Aufgabe gemeinsam bearbeiten, tritt ein Simon-Effekt auf (d. h. die Leistung ist bei räumlicher Reiz-Reaktions-S-R-Korrespondenz besser), während kein Effekt zu beobachten ist, wenn die Teilnehmer:innen die Aufgabe allein bearbeiten. Der soziale Simon-Effekt wird in der Regel als guter Index für die Ko-Repräsentation von Handlungen angesehen. Auf der Grundlage neuerer experimenteller Daten gehen wir davon aus, dass die dimensionale Überlappung von räumlichen und nicht-räumlichen Aufgabenmerkmalen eine wichtige Rolle bei der Entstehung des sozialen Simon-Effekts spielt. Die angewandte Forschung zielt darauf ab, diese Annahme zu überprüfen und zu erweitern, indem die Rolle von Aufmerksamkeit und dimensionaler Überlappung bei der Vermittlung des sozialen Simon-Effekts untersucht wird. Darüber hinaus wird untersucht, wie die Teilnehmer:innen Ereignisse für sich selbst und andere effektiv trennen können, indem sie dimensionale Überschneidungen reduzieren, und wie dies im menschlichen Gehirn erreicht wird.

Projektleitung:
PD Dr. Roman Liepelt

Laufzeit:
2002 2006

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Ein anderer Forschungsschwerpunkt ist die Untersuchung der exekutiven Prozesse, die zur Koordination der Verarbeitungsschritte bei Doppelaufgaben erforderlich sind. Häufig wird angenommen, dass exekutive Prozesse die zeitliche Planung von potenziell interferierenden Verarbeitungsschritten steuern. Als Ergebnis dieser Planung können Dual-Task-Kosten, z. B. eine Erhöhung der Verarbeitungszeit oder Fehler bei der gleichzeitigen Bearbeitung von zwei Aufgaben im Vergleich zur Bearbeitung von Einzelaufgaben, beobachtet werden. Einige neuere Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Dual-Task-Kosten nach längerem Üben von Dual-Task verschwinden können. Ein Hauptziel dieses Projekts ist es, die Art der Lernprozesse zu spezifizieren, die zum Verschwinden der Dual-Task-Kosten im PRP-Paradigma führen. Was genau wird bei der wiederholten Ausführung von zwei Aufgaben gelernt? Das heißt, welche Art von exekutivem Wissen ermöglicht es den Teilnehmer:innen, die Aufgaben ohne Dual-Task-Kosten auszuführen?

Projektleitung: 
Prof. Dr. Dr. Markus Raab
Bernd Gerland

Förderung:
Bundesinstitut für Sportwissenschaft (BISp)

Laufzeit: 
Januar 2013 – Dezember 2014 

Projektdetails:
Im Sport, aber auch in anderen Tätigkeiten treten immer wieder motorische Störungen auf. Das vorliegende Forschungsprojekt untersucht den sogenannten Yips beim Putten im Golfsport. Hierbei handelt es sich um ein unwillkürliches Zucken der Unterarme bzw. der Handgelenke während der Bewegung des Golfschlägers zum Ball. Dies kann die Leistungsfähigkeit der Betroffenen mindern. Die gegenwärtige Ätiologie erstreckt sich von psychologischen Erklärungsansätzen bis hin zu einer neurologischen Ursachenzuschreibung. Aufgrund der unklaren Ursachenzuschreibung existieren keine wissenschaftlich geprüften Interventionsverfahren. In der vorliegenden Forschungsarbeit wird ein spezifisches Interventionstraining bei betroffenen Golfern angewendet, um wieder Kontrolle über die Motorik zu erlangen. Aus der Interpretation der Wirkweise von exploratorisch eingesetzten Übungen werden neue Hypothesen zum Yips generiert und das Verständnis zum bisher wenig erforschten Phänomen erweitert. Hierzu werden eine Studie zur Diagnostik und eine Einzelfallstudie zur Intervention vorgestellt.

Die Ergebnisse der Interventionsstudie lassen vermuten, dass es sich beim Yips nicht um ein neurophysiologisches Problem handelt. Das relativ schnelle Finden von Yips-freien Bewegungsstrukturen bei allen drei Einzelfällen könnte ein Hinweis darauf sein, dass der Yips ein psychologisches Phänomen ist. Die direkte Wirkung der kontextmanipulierenden Übungen auf den Yips und die Aussagen der Betroffenen während und im Anschluss der Interventionsphase lassen die Annahme zu, dass der Yips möglicherweise eine unbewusst erlernte Störung ist. Hierbei könnten Konditionierungsprozesse beim Auftreffen des Golfschlägers auf den Golfball eine wichtige Rolle spielen. Der Yips spiegelt ein verstärktes natürliches „Grundzucken“ im Treffmoment wider, welches durch konditionierte Antizipationsprozesse auf den Zusammenstoß außer Kontrolle geraten ist. Diese ungünstigen Lernprozesse könnten auch durch das Ausüben von Sportarten mit einem ähnlichem Bewegungs- und Zusammenstoßmuster in den Golfsport transferiert werden („Transferyips“). Die spezifischen Trainingsübungen übernehmen die Funktion eines Konfrontationstrainings. Die erzielten Wirkungen sind Ausdruck eines erfolgten Extinktionslernens. Hierbei wird auch die mentale und emotionale Ebene beeinflusst. Dies könnte auf noch zu erforschende spezifische Zusammenhänge von Kognition, Emotion und Verhalten hinweisen.

Projektleitung:
PD Dr. Roman Liepelt

Laufzeit:
2005 2008

Förderung:
EDICI-12929 

Projektdetails:
My research foci are the cortical and cognitive mechanisms that are involved in the inhibition of imitative response tendencies. In particular I investigate conditions under which the observation of biological movements leads to an activation of an internal motor representations. Especially the anterior fronto median cortex (aFMC) and the right temporo-parietal junction (TPJ) area might play a crucial role in the inhibition of imitative behavior. Methodologically I use functional MRI and behavioral methods to investigate these research issues.

Projektleitung: 
Dr. Sylvain Laborde

Laufzeit:
Februar 2016 – Dezember 2016 

Förderung: 
Hochschulinterne Forschungsförderung (HIFF)

Projektdetails:
Die Fähigkeit, sich unter dem Druck des Wettkampfs zu konzentrieren und die besten Entscheidungen zu treffen, wenn der Ausgang des Spiels auf dem Spiel steht, ist für Sportler:innen entscheidend, um Spitzenleistungen zu erzielen. Interessanterweise könnte eine einfache, effiziente und kostengünstige Technik den Sportler:innen dabei helfen, dieses Ziel zu erreichen: langsame Atmung. Theoretische und empirische Untersuchungen deuten darauf hin, dass die langsame Atmung ein effizienter und zuverlässiger Weg zur Erhöhung des Vagustonus sein kann. Der Vagustonus wiederum steht nach dem neurovisceralen Integrationsmodell in einem positiven Zusammenhang mit der Selbstregulation auf kognitiver, emotionaler, verhaltensbezogener und gesundheitlicher Ebene. Bislang ist nicht bekannt, wie langsame Atemübungen am besten durchgeführt werden können, z. B. in Bezug auf Parameter wie die optimale Atemfrequenz, die Dauer der Übung und die Dauer der Wirkung. Darüber hinaus konnte zwar eine theoretische Verbindung zwischen dem Resonanzfrequenzmodell und dem neuroviszeralen Integrationsmodell hergestellt werden, die Auswirkungen der langsamen Atmung auf die kognitiven exekutiven Funktionen durch die Veränderung des Vagustonus wurden jedoch noch nicht untersucht. Mit diesem Projekt werden zwei Ziele verfolgt: Erstens sollen auf der Grundlage einer vorläufigen Pilotstudie drei Hauptfragen beantwortet werden, um die Merkmale der langsamen Atmung zu klären, die für den höheren Anstieg des Vagustonus sorgen. Zweitens soll der Einfluss der langsamen Atmung auf die kognitive Leistungsfähigkeit untersucht werden. Drittens soll auf der Grundlage der Ergebnisse dieses Projekts eine Smartphone-App entwickelt werden, die es den Menschen ermöglichen soll, den Stress, dem sie im Alltag ausgesetzt sind, leichter zu bewältigen. 

Projektleitung:
Dr. Alexandra Pizzera
Dr. Patrick Wahl

Laufzeit:
März 2016 – März 2017

Förderung:
Hochschulinterne Forschungsförderung (HIFF)

Projektdetails:
Fußballschiedsrichter:innen müssen schnelle und korrekte Entscheidungen treffen, während sie körperlichem Stress (z. B. Müdigkeit) und psychologischem Stress (z. B. Druck durch Zuschauer,:innen Spieler:innen, Medien) ausgesetzt sind. Forscher:innen kommt eine wichtige Rolle zu, wenn es darum geht, Schiedsrichter:innen dabei zu helfen, unter hohem Stress, z. B. bei internationalen Wettbewerben, die besten Entscheidungen zu treffen. Was den Einfluss von Stress auf die Entscheidungsleistung von Schiedsrichter:innen angeht, so haben Forscher:innen bisher zwei verschiedene Richtungen eingeschlagen. Einerseits wurden die körperlichen Anforderungen untersucht, die während eines Spiels an die Schiedsrichter:in gestellt werden. Andererseits untersuchten einige Studien den Einfluss von psychischem Stress auf die Entscheidungsleistung von Schiedsrichter:innen. In einem neuen Buch über Forschung und Praxis des Sportschiedsrichter:innenwesens haben die weltweit führenden Expert:innen auf diesem Gebiet den aktuellen Stand der Forschung zusammengefasst (MacMahon, Mascarenhas, Plessner, Pizzera, Oudejans, & Raab (2015). Es sind jedoch mehrere neue Fragen aufgetaucht, die bis heute nicht beantwortet wurden, wie z. B. die Frage, wie Schiedsrichter:innen mit der schwierigen Situation umgehen, dass sie in der Regel beide Arten von Stress gleichzeitig erleben. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es daher, im Rahmen einer Studie den Einfluss von physischem und psychischem Stress auf die Entscheidungsleistung von Fußballschiedsrichter:innen zu untersuchen. Um diesen Einfluss zu untersuchen, wird die Entscheidungsleistung von Fußballschiedsrichter:innen unter verschiedenen Bedingungen bewertet, die die physische und psychische Belastung von Schiedsrichter:innen während eines Spiels simulieren. Dies geschieht gleichzeitig, indem die Schiedsrichter:innen aufgefordert werden, Entscheidungen zu treffen, während sie auf einem Laufband laufen und/oder einem Publikum/Auditorium ausgesetzt sind. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, die Zusammenhänge zwischen Handlung, Kognition und Emotion besser zu verstehen, insbesondere die Auswirkungen von Ermüdung und psychischem Stress auf kognitive Prozesse. Was den angewandten Mehrwert des Projekts anbelangt, so könnten individuelle Fitnessberichte entwickelt werden, die sowohl die körperliche Leistung als auch die Entscheidungsfindung von Schiedsrichter:innen betreffen und mit spezifischen Stressbewältigungsmethoden verknüpft sind, die die Schiedsrichter:innen während und außerhalb des Wettkampfs anwenden könnten. Darüber hinaus könnten die Schiedsrichter:innen in einem ökologisch hochwirksamen Umfeld trainieren, und zwar neben den Spielen, die sie auf dem Spielfeld leiten. Insbesondere könnte die Kombination aus physischem und psychischem Stress, die Schiedsrichter:innen auf dem Spielfeld erleben, im Labor simuliert werden, was weitere Trainingsmöglichkeiten bieten würde.

Projektleitung:
Damian Jeraj
Franziska Lautenbach
Jonna Löffler
Lisa Musculus

Laufzeit:
Januar 2016 – Dezember 2016

Förderung:
Hochschulinterne Forschungsförderung (HIFF)

Projektdetails:
Im Sport sind Bewegungen nach oben nicht nur bei der Ausführung der Sportart selbst, sondern auch zum gegenseitigen Ansporn, Anfeuern oder Aufbauen in Teamsportarten gängig. Deshalb vergleichen wir, basierend auf der Theorie des Biosozialen Modells von Status und Dominanz (Mazur, 2013) und des Embodiments (Barsalou, 2008), verschiedene prototypische Bewegungen und erheben dazu physiologisch-hormonelle, behaviorale, motivationale und soziale Parameter. Für die sportwissenschaftliche Praxis besteht der praktische Mehrwert dieses Forschungsprojektes darin, dass theoretisch basierte, empirisch geprüfte Interventionen abgeleitet werden können. 

Projektleitung:
Sinikka Heisler (Doktorandin)
Dr. Babett Lobinger
Dr. Lisa Musculus

Laufzeit:
Januar 2021 - Dezember 2023

Förderung:
Hochschulinterne Forschungsförderung

Projektleitung:
Valeria Eckardt (Doktorandin)
Prof. Dr. Dr. Markus Raab
Dr. Babett Lobinger

Laufzeit:
September 2019 - Juli 2023

Förderung:
Hochschulinterne Forschungsförderung (HIFF)

Projektleitung:
Stefan Ackermann (Doktorand)
PD Dr. Dr. Sylvain Laborde

Laufzeit:
März 2022 - März 2023

Förderung:
Hochschulinterne Forschungsförderung (HIFF)

Projektdetails:
Ziel dieses Projekts ist es, herauszufinden, welche der unten genannten Bedingungen der stärkste Auslöser des Tauchreflexes ist, insbesondere anhand der Effekte auf die kardiale vagale und sympathische Aktivität.
Es wurde ein within-subjects-Design mit 5 Bedingungen entworfen: 1. Luftanhalten in warmem Wasser, 2. Luftanhalten in kaltem Wasser, 3. Luftanhalten in einer leeren Schüssel, 4. Schnorchelatmung in kaltem Wasser, 5. Schnorchelatmung in warmem Wasser. Zu Beginn des Experiments wird zunächst die Schnorchelatmung in kaltem Wasser geübt. Dies dient der Gewöhnung an die Nasenklammer, die Schnorchelatmung und das kalte Wasser, um Stressreaktionen bei der eigentlichen Untersuchung zu verhindern (Choate et al., 2014). Anschließend wird in einer zweiten Übungsbedingung die maximale Zeit gemessen, die die Versuchsperson ihre Luft mit dem Gesicht in kaltem Wasser anhalten kann (Apnoe). Diese Leistung wird als möglicher Moderator für die Entwicklung der RMSSD in den weiteren Apnoe-Bedingungen erfasst (Costalat et al., 2015; Lemaître et al., 2008). Vor und nach jeder der fünf 30 Sekunden langen Bedingungen findet eine ebenso lange Ruhemessung statt, in welcher die Versuchspersonen in vorgebeugter Haltung (möglichst nah über der Wasserschüssel, aber ohne Wasserkontakt) durch den Schnorchel atmen. Dabei, sowie während den beiden Schnorchelbedingungen wird die Atemfrequenz erfasst, um Einflüsse der Atmung auf die RMSSD ausschließen, bzw. in der Datenauswertung berücksichtigen zu können. Außerdem beantworten sie nach jedem Durchgang Fragen zu ihrer aktuellen Befindlichkeit. Schließlich folgt eine 3 minütige Pause, sodass die Parameter auf ihr Ausgangsniveau zurückkehren und Übertragungseffekte verhindert werden können. Um möglichst standardisierte Versuchsbedingungen zu garantieren, werden die Versuchspersonen durch die Software PsychoPy, bzw. darin eingearbeitete Erklärungsvideos, -texte und Fragebögen, durch das Experiment geleitet. Die Randomisierung erfolgt ebenso darüber, von der Versuchsleitung völlig unabhängig.

Projektleitung:
Thomas Hosang (Doktorand)
PD Dr. Roman Liepelt

Laufzeit:
2015 2018

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Das gleichzeitige Ausführen mehrerer Aufgaben wird ein immer weiter verbreitetes Phänomen der modernen Gesellschaft, da wir sowohl im Alltag als auch im Arbeitsleben mit stetig wachsenden Anforderungen an unsere Multitasking Fähigkeiten konfrontiert werden. Auch technische Geräte erfordern beispielsweise immer häufiger visuell-manuelle Interaktionen in denen Wahrnehmung und Handlung in einen gemeinsamen visuell-räumlichen Bereich fallen (manuelle Steuerung von Tablets). Moderne Tablet PCs, die man mit den Fingern steuert, werden immer häufiger auch zur Steuerung von Arbeitsabläufen in komplexen technischen Arbeitsumgebungen eingesetzt, bei denen mehrere Aufgaben zur gleichen Zeit bearbeitet werden müssen, wie beispielsweise in Cockpits von Zügen und modernen Flugzeugen. Aktuelle Forschung zur Verarbeitung von körperbezogener Information zeigt aber deutlich, dass Körperinformation eine wichtige Rolle für kognitive Prozesse spielt. Eine aktuelle Studie zeigt beispielsweise, dass es einen Effekt der räumlichen Distanz von Reaktionshand zum Reiz gibt. Wenn sich Hände und Reize im gleichen visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsfokus befinden führt dies zu einer verstärkten Zuweisung der Aufmerksamkeit auf den Bereich um die Handregion und zu einer verstärkten kognitiven Kontrolle. Eine wichtige Besonderheit von Doppelaufgaben ist, dass gleichzeitig mehrere Reize verarbeitet werden müssen. In diesem Projekt untersuchen wir Effekte der Handnähe auf die Verarbeitung von Doppelaufgaben unter Bedingungen gleichzeitiger Reizpräsentation. Ein Ziel des Projektes ist es kognitive Kontrollparameter zu spezifizieren, die gezielt durch die Nähe der Körperinformation zum Reiz beeinflusst werden. Wir untersuchen, ob eine veränderte visuell-räumliche Aufmerksamkeit beide Reize gleichermaßen in dem räumlichen Bereich zwischen beiden Händen beeinflusst und wie die Position der Hände kognitive Kontrollparameter verändert, die an Aufgabenwechselprozessen am zentralen Verarbeitungsflaschenhals beteiligt sind. Weiterhin untersuchen wir den Einfluss einer verstärkten Reizverarbeitung in proximaler Handnähe auf die Priorisierung der Aufgabenreihenfolge und Rekonfigurationsprozesse des Wechsels der Aufgabenreihenfolge. Der Ansatz der körperbezogenen Kognition beim Multitasking soll dabei nicht nur der Weiterentwicklung theoretischer Modelle der Grundlagenforschung zur Flexibilität kognitiver Kontrollprozesse und Koordinierung von Aufgabensets in Doppelaufgaben dienen, er soll auch neue Impulse für einen Wissenstransfer in angewandte Kognitionsforschung und zur Weiterentwicklung technischer Geräte dienen.

Für weitere Information zum Schwerpunkt-Programm "Human performance under multiple cognitive task requirements: From basic mechanisms to optimized task scheduling": DFG Priority Programm (Schwerpunktprogramm) SPP 1772  

Projektleitung:
Laura Bröker (Doktorandin)
Prof. Dr. Dr. Markus Raab
Prof. Dr. Stefan Künzell
Dr. Rita de Oliviera

Laufzeit:
2015 2018

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektdetails:
Multitasking liegt vor, wenn zwei oder mehr Aufgaben gleichzeitig ausgeführt werden. Die meisten Studien haben sich auf die parallele Ausführung von zwei Aufgaben konzentriert, was als Dual-Tasking-Paradigma bekannt ist. Meist wird beobachtet, dass die Leistung unter Dual-Tasking-Bedingungen im Vergleich zu Single-Tasking-Bedingungen abnimmt. Die Mechanismen, die dieser Dual-Task-Interferenz zugrunde liegen, wurden eingehend untersucht. Die Forschungsstrategie bestand darin, aus den in Experimenten gemessenen Reaktionszeiten (RT) auf die Dauer der kognitiven Verarbeitung zu schließen. Im Laufe der Geschichte wurden verschiedene Theorien für das Auftreten von Dual-Task-Interferenzen entwickelt und unterstützt. Zum Beispiel behaupten Engpass-Theorien die Existenz einer zentralen Einheit, die Informationen seriell verarbeitet. Wenn diese Einheit beschäftigt ist, müssen sich andere Prozesse in die Warteschlange einreihen, bis die Einheit wieder frei ist. Welford (1974) und Pashler (1994) identifizierten die Antwortauswahl als diese Instanz, aber andere haben für Engpässe früher oder später im Informationsverarbeitungsstrom argumentiert (Meyer & Kieras, 1997). Ein anderer Ansatz ist die Behauptung von Kapazitätsmodellen, die eine parallele Verarbeitung akzeptieren, aber eine allgemeine Kapazitätsbegrenzung postulieren, die entweder global und unspezifisch (Kahneman, 1973) oder in Form mehrerer modularer Kapazitäten (Navon & Gopher, 1979; Wickens, 2008) geteilt wird.

Während diese experimentellen Paradigmen erfolgreich kognitive Prozesse und Dual-Task-Interferenzen erforscht haben, sind sie ungeeignet, um die Mechanismen der Interferenz aufzudecken. Dies ist von großer Bedeutung, da die Kenntnis der Mechanismen es ermöglichen würde, Strategien zur Minimierung von Interferenzen zu entdecken. Bei RT-Paradigmen ist es wichtig, dass weder der Stimulus noch die Reaktion vorweggenommen werden können, da eine Vorwegnahme die Validität der RT-Messung stören würde. Wir argumentieren, dass im Gegensatz zur Laborsituation Antizipation und Planung von Aufgaben im Alltag gängige Methoden zur Kontrolle von Bewegungen sind. Künzell et al. (2013) zeigten beispielsweise, dass alltägliche Bewegungen im Voraus so geplant werden, dass eine optimale Kontrolle in der kritischen Phase der Bewegung möglich ist. Ruthruff et al. (2006) spekulierten, dass eine Möglichkeit zur Bewältigung von Doppelaufgaben darin besteht, eine Aufgabe im Voraus zu planen und diesen Plan zu puffern; während diese Aufgabe durch den gepufferten Plan vorgesteuert wird, kann die zweite Aufgabe ohne Störungen geplant und ausgeführt werden. Während Ruthruff et al. (2006) die Anwendung prädiktiver Strategien in ihrem experimentellen Design ausschlossen, werden wir untersuchen, wie diese Strategien die Leistung in Multitasking-Situationen verbessern würden. Wir argumentieren, dass diese Vorhersagestrategie bei gut erlernten Aktivitäten des täglichen Lebens zur Bewältigung von Dual- und Multitasking-Anforderungen dominant ist. Beim Gehen zum Beispiel muss ein Pfad auf Hindernisse, Unebenheiten und Pfützen hin untersucht werden. Die Schritte werden anhand der erwarteten Auswirkungen dieser Merkmale überwacht (Patla, 1998). Auch Fußball- und Basketballspieler führen Balldribblings in Feedforward-Kontrolle aus, während sie die Spielmuster von Mit- und Gegenspielern wahrnehmen, um taktische Entscheidungen zu treffen (Esteves, de Oliveira, & Araújo, 2011). Wir gehen davon aus, dass Doppelaufgaben erfolgreich ausgeführt werden können, wenn mindestens eine der Aufgaben gut gelernt ist und in einer vorhersehbaren Umgebung stattfindet (situatives Enhancement).

Unser Vorschlag konzentriert sich auf die Frage, wie Vorhersagbarkeit die Multitasking-Leistung durch situatives Enhancement unterstützen kann. Dies ist ein entscheidender Faktor im Forschungscluster zur Flexibilität (Kiesel, Müller, & Koch, 2014), da er sich auf Strategien zur Überwindung möglicher Leistungseinschränkungen konzentriert. Zudem ergänzt es die Forschung zur situativen Beeinträchtigung (Kiesel et al., 2014). Während sich Kiesel et al. auf die situative Beeinträchtigung der Multitasking-Leistung konzentrieren, werden wir uns auf die Vorhersagbarkeit als Quelle der situativen Verbesserung der Multitasking-Leistung konzentrieren. Diese Idee ist nicht neu (Ruthruff et al., 2006), doch fehlte es in der bisherigen Forschung an einer eindeutigen theoretischen Erklärung und empirischen Untersuchungen. Nichtsdestotrotz sind einige theoretische Ideen mit dem Konzept vereinbar, auf das wir uns im nächsten Absatz beziehen.

Weitere Informationen zu "Menschliche Leistung bei multiplen kognitiven Aufgabenanforderungen: Von grundlegenden Mechanismen zur optimierten Aufgabenplanung": DFG Priority Programm (Schwerpunktprogramm) SPP 1772 

Projektmitarbeiterin: 
Lisa Musculus (seit 2016 Stipendiatin der Studienstiftung des Deutschen Volkes)

Projektleitung: 
Prof. Dr. Dr. Markus Raab, Dr. Babett Lobinger

Theoretischer Ansatz.
Die theoretische Basis dieses Promotionsprojekts stellt der kognitionspsychologische Ansatz simple heuristics in sport (Raab, 2012) dar. Dieser wird herangezogen, um Expertiseentwicklung im Sport vorherzusagen (de Oliveira, Lobinger, & Raab, 2014). Dazu wird er mit einer entwicklungspsychologischen Perspektive (Marasso, Laborde, Bardaglio, & Raab, 2014) kombiniert und systematisch getestet. Demnach können Heuristiken, die als kognitive Daumenregeln schnelles Entscheiden in Sportsituationen begünstigen, als Link zwischen angeborenen Fähigkeiten, vergangener Erfahrung, erlernten Fertigkeiten der Sportler und dem sitationalem Kontext konzeptualisiert werden und könnten sich abhängig vom Entwicklungsstand der Athleten verändern.

Ziel-/Fragestellung.
Ziel dieser Promotion ist es, zu untersuchen inwiefern heuristisches Entscheiden zur Expertiseentwicklung im Sport relevant ist. Dazu sollen konkreter die folgenden Forschungsfragen beantwortet werden:

1.   Wie entwickelt sich heuristisches Entscheiden im Sport?

2.   Kann heuristisches Entscheiden (zukünftige) Expertise im Sport vorhersagen?

3.   Ist der Zusammenhang von heuristischem Entscheiden und Expertise altersabhängig?

Methode (Verfahren, Sample).
Zur Untersuchung der Forschungsfragen wird ein kombiniertes quer- und längschnittliches Design verwendet. Dabei werden Fußballspieler unterschiedlichen Alters (between-subject design) eines Nachwuchsleistungszentrums mehrmals, in regelmäßigen Abschnitten über zwei Jahre getestet (within-subject design). Dazu werden etablierte Entscheidungstests verwendet, mithilfe derer die heuristischen Entscheidungsstrategien und die zugrundeliegenden kognitiven Prozesse messbar gemacht werden können.

Transfer(erwartung).
Für die Sportpraxis versprechen die Ergebnisse eine Evidenzbasierung altersspezifischer Kriterien, die Expertiseentwicklung vorhersagen können. Diese ermöglichen eine empirisch abgesicherte Talentidentifikation und –enwicklung und können beispielsweise der Gestaltung eines altergerechten Entscheidungstrainings zugrundegelegt werden.

Projektleitung: 
Prof. Dr. Dr. Markus Raab

Projektmitarbeiter (Kontakt): 
Peter Csapo (peter.csapo@­whu.edu; Verteidigung 2015)

Förderung: 
Jürgen Manchot Stiftung

Theoretischer Ansatz.
Das Hot-Hand-Phänomen besagt, dass Spieler mit einer höheren Wahrscheinlichkeit ihren nächsten Wurf treffen werden, wenn sie die vorigen Würfe getroffen haben als wenn sie sie verworfen hätten. Während oftmals nachgewiesen werden konnte, dass der Glaube an dieses Phänomen sehr stark ist, herrscht über seine Existenz Unstimmigkeit und das Phänomen konnte insbesondere im Mannschaftssport nur selten nachgewiesen werden. Stattdessen wurde in der Literatur oftmals spekuliert, dass die gegnerische Mannschaft auf die Erfolgssträhne eines Spielers reagieren könnte, indem sie den Verteidigungsdruck erhöht und somit den vermeintlich heißen Spieler zu schwierigeren Würfen zwingt und dem Hot-Hand-Effekt entgegenwirkt.

Ein relativ neuer Forschungsstrang befasst sich zudem mit der ökologischen Rationalität des Hot-Hand-Glaubens. Hierbei ist nicht maßgeblich, ob das Hot-Hand-Phänomen statistisch nachgewiesen werden kann, sondern ob ein Verhalten basierend auf dem Glauben zur Zielerreichung beitragen kann. Wenn beispielsweise eine Basketballmannschaft Ballverteilungsentscheidungen basierend auf dem Hot-Hand-Glauben trifft und mit dieser Strategie mehr Punkte erzielt, kann dieses Verhalten als ökologisch rational eingestuft werden – unabhängig davon, ob der Hot-Hand-Effekt tatsächlich existiert.

Ziel-/Fragestellung.
Das Ziel dieser Arbeit ist es aus drei verschiedenen Perspektiven zu betrachten, ob Spieler und Trainer im Basketball ihre Verteidigungsintensität basierend auf dem Hot-Hand-Glauben erhöhen. Außerdem wird getestet, ob ein Hot-Hand-Effekt nachgewiesen werden kann, wenn man die Wurfschwierigkeit in die Analyse einfließen lässt. Des Weiteren wird die ökologische Rationalität des Hot-Hand-Verhaltens analysiert und es werden Bedingungen abgeleitet, die erfüllt sein müssen, damit solch ein Verhalten in der Verteidigung als ökologisch rational eingestuft werden kann.

Methode
In Studie 1 werden Veränderungen im Wurfverhalten von professionellen Basketballspielern auf Basis von Offensivstatistiken analysiert und anschließend werden diese Erkenntnisse auf mögliche Veränderungen im Abwehrverhalten übertragen.

Studie 2 erforscht das Entscheidungsverhalten von professionellen Basketballtrainern im Rahmen eines Experimentes und es wird untersucht, ob Trainer ihre Verteidigungsstrategie aufgrund der Erfolgssträhne eines Gegenspielers abändern. Zudem werden die Konsequenzen aus dem Entscheidungsverhalten der Trainer analysiert, indem Basketballspieler in Abhängigkeit von der vorangegangenen Leistung und dem Verteidigungsdruck entscheiden müssen, wann sie passen bzw. werfen würden.
Schließlich wird in Studie 3 anhand von neuen Statistiken, die direkt die Verteidigungsintensität messen, geprüft, ob sich das Abwehrverhalten von Basketballspielern basierend auf der Hot-Hand eines gegnerischen Spielers verändert. Außerdem wird analysiert, wie sich die Trefferquote der Spieler in Abhängigkeit von der Erfolgssträhne und der Wurfschwierigkeit entwickelt.

Ergebnisse.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse aus allen drei Studien, dass das Verhalten von Verteidigern auf dem Glauben an die Hot-Hand basiert und dass sie den Druck auf einen vermeintlich heißen Spieler erhöhen. Dadurch wird das Wurfverhalten von Spielern beeinflusst und sie nehmen signifikant schwierigere Würfe nach heißen Phasen, wobei der umgekehrte Trend nach mehreren aufeinanderfolgenden Fehlwürfen zu beobachten ist. Allerdings kann auch nach Berücksichtigung der Wurfschwierigkeit kein Hot-Hand-Effekt festgestellt werden, da die Trefferquote von Spielern nach heißen Phasen tendenziell niedriger ist. So wurden beispielsweise einfache Würfe deutlich seltener verwandelt als dies nach mehreren Fehlwürfen der Fall war. Zudem wird die Adaptivität des Hot-Hand-Verhaltens diskutiert, wobei das beobachtete Verhalten als nicht-adaptiv eingestuft werden kann.

Transfer(erwartung).
Der Glaube an das Hot-Hand-Phänomen hat praxisrelevante Konsequenzen auf das Entscheidungsverhalten von Trainern und Spielern, insbesondere hinsichtlich der Wahl der Verteidigungsstrategie, der Ballverteilungsentscheidungen und des Wurfverhaltens. In der Arbeit wurde aufgezeigt, dass der Glaube an die Hot-Hand sehr stark und weitverbreitet ist, das Verhalten allerdings meistens als nicht-adaptiv betrachtet werden kann und somit dem Mannschaftserfolg eher hinderlich ist. Trainer und Spieler, denen die Nicht-Adaptivität sowie die weitläufige Verbreitung des Hot-Hand-Verhaltens bewusst ist, können dies zu ihrem Vorteil nutzen und die Nicht-Adaptivität des gegnerischen Hot-Hand-Verhaltens in einen strategischen Vorteil verwandeln, indem sie beispielsweise Ballverteilungsentscheidungen und die Positionierung der Spieler auf dem Basketballfeld optimieren.

Publikationen: 

Csapo, P., Avugos, S., Raab, M., & Bar-Eli, M. (2014). The effect of perceived streakiness on the shot-taking behaviour of basketball players. European Journal of Sport Science. doi: 10.1080/17461391.2014.982205

Csapo, P., Avugos, S., Raab, M., & Bar-Eli, M. (2015). How should “hot” players in basketball be defended? The use of fast-and-frugal heuristics by basketball coaches and players in response to streakiness. Journal of Sports Sciences. doi: 10.1080/02640414.2014.999251

Csapo, P., & Raab, M. (2014). “Hand down, man down.” Analysis of defensive adjustments in response to the hot hand in basketball using novel defense metrics. PLOS ONE, 9(12): e114184. doi:10.1371/journal.pone.0114184 

Projektmitarbeiter: 
Damian Jeraj (Verteidigung 2016)

Sowohl im Schulsport als auch im wettkampforientierten Gerätturnen geben Lehrkräfte und Trainer:innen bei einer Fehlerkorrektur wichtige Impulse für eine Bewegungsoptimierung oder Leistungsverbesserung von Lernenden. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es, den Fehlerkorrekturprozess zu beleuchten um schlussendlich dem Lernenden ein optimales Feedback zur Verfügung stellen zu können.

Ausgehend von Erkenntnissen aus den Bereichen Bewertungs- und Entscheidungsprozesse wurde ein heuristisches Konzept entwickelt, das sich auf Faktoren gründet, die einen Einfluss auf den Fehlerkorrekturprozess haben. Hierbei blieb fraglich, wann und wie diese Feedbackfaktoren auf die einzelnen Schritte der Fehlerkorrektur wirken. Zunächst wurde eruiert, inwiefern die Feedbackfaktoren im Feld (Schulsport und Vereinssport) tatsächlich an Relevanz besitzen. Ein bemerkenswertes Ergebnis ist, dass laut Lehramtsstudierenden für eine Fehlerkorrektur die eigene motorische Erfahrung am relevantesten ist, während Turntrainer:innen diesen Faktor als am wenigsten relevant einschätzen. Dies lässt den Schluss zu, dass die zugrundeliegenden Ausbildungsinhalte zu unterschiedlich zu sein scheinen und einer Anpassung bedürfen.

Anschließend wurden zwei der Feedbackfaktoren (Wissen & motorische Erfahrung) mittels Interventionsmaßnahmen exploratorisch manipuliert, um deren Einfluss auf die Fehlererkennungsleistung zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen wider Erwarten keine Unterschiede zu den Kontrollbedingungen, sodass eine Interpretation der Ergebnisse spekulativen Charakter behält. Dennoch sollte zukünftig geklärt werden, wie und auf welche Schritte genau der Fehlerkorrektur die Feedbackfaktoren Einfluss nehmen. Ein Hinweis auf eine veränderte mentale Struktur durch Manipulation des Feedbackfaktors Wissen konnte auf deskriptiver Ebene bereits festgestellt werden. Grundsätzlich sollte überprüft werden, inwieweit das entwickelte Konzept verändert oder beibehalten werden sollte. Außerdem müsste systematisch in weiterführenden Studien adressiert werden, wie sich die Feedbackfaktoren objektiv messbar machen lassen.

Publikationen

Jeraj, D. (2016). The Error Correction Process of Coaches and Teachers in Gymnastics (Doctoral dissertation). University of Hildesheim, Hildesheim.

Manuskript I: Jeraj, D., Hennig, L., & Heinen, T. (2015). The Error Correction Process – A Heuristic Concept. In T. Heinen (Ed.) Advances in Visual Perception Research (pp. 193-202). New York: Nova Science Publishers.

Manuskript II: Jeraj, D., Veit, J., Heinen, T., & Raab, M. (2015). How do Gymnastics Coaches Provide Movement Feedback in Training? International Journal of Sport Science and Coaching, 10 (6). 1015 1024.

Manuskript III: Jeraj, D., & Lautenbach, F. (2016). Feedback Factors in Physical Education: From the Pre-service Teachers’ Perspective. International Journal of Physical Education, 2, 35-41.

Manuskript IV: Jeraj, D. (in press). Error Perception in Gymnastics: Two Consecutive Interventions. Science of Gymnastics Journal.

Seit 2014 ist Damian Jeraj Stipendiat im Promotionskolleg Unterrichtsforschung der Universität Hildesheim.

Projektleitung: 
Franziska Lautenbach (Verteidigung 2016)

Projektdetails:
In unserer Wettbewerbsgesellschaft ist eine gute Leistung einer der wichtigsten Faktoren, um erfolgreich zu sein. Doch gerade in stressigen und damit emotionalen Situationen kann gute Leistung kritisch sein. Eine Emotion ist "eine organisierte psychophysiologische Reaktion auf laufende Beziehungen mit der Umwelt" (Lazarus, 2000, S. 230). Eine Emotion, die häufig mit Stress verwechselt wird und eine wesentliche Rolle für die sportliche Leistung spielt, ist die Angst (Lazarus, 2000). In Wettbewerbssituationen, insbesondere im Sport, ist Angst die am meisten erforschte Emotion (Hanin, 2000). Eine physiologische Reaktion auf Angst ist ein Anstieg des Cortisolspiegels (z.B. Buchanan, al'Absi, & Lovallo, 1999). Cortisol ist das Endprodukt einer Stimulation der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA-Achse), die auf ein breites Spektrum psychosozialer Stressoren reagiert, zu denen unklare, neuartige, unkontrollierbare, unvorhersehbare Reize und Situationen mit hoher Ich-Beteiligung gehören (Hellhammer & Hellhammer, 2008).

Bislang wurde Cortisol hauptsächlich als passiver Marker verwendet, der anzeigt, wie gestresst Sportler objektiv sind, z. B. am ersten Tag eines Wettkampfs (z. B. Filaire, Alix, Ferrand, & Verger, 2009). Die erste experimentell kontrollierte Studie, die einen Zusammenhang zwischen Cortisol und sportlicher Leistung nachwies, konzentrierte sich auf einen bestimmten Leistungsparameter (d. h. den zweiten Tennisaufschlag) vor und nach einer Angstinduktion (d. h. dem zweiten Teil des TSST). Es wurde eine negative Korrelation zwischen Cortisol und Aufschlagleistung festgestellt (Lautenbach et al., 2014), was erste vorläufige Belege für einen Zusammenhang zwischen Cortisol und Leistung liefert, wobei die zugrunde liegenden Mechanismen noch nicht verstanden wurden.

Ein möglicher zugrundeliegender Mechanismus, der die Beziehung zwischen Cortisol und Leistung erklärt, kann in den exekutiven Funktionen gefunden werden (d. h. Inhibition einschließlich selektiver Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis, kognitive Flexibilität; Diamond, 2012). Es ist allgemein anerkannt, dass Cortisol einen Einfluss auf die kognitiven Funktionen hat (z. B. Suay & Salvador, 2012), da Cortisol die Blut-Hirn-Schranke passieren kann und Glucocorticoid-Rezeptoren in fast allen Organen des Körpers zu finden sind, wobei sie insbesondere in den präfrontalen kortikalen Strukturen vermehrt auftreten (Putman & Berling, 2011), die für höhere kognitive Funktionen verantwortlich sind und daher empfindlich auf Cortisolveränderungen reagieren.

Die Ziele dieser Promotionsarbeit sind drei Aspekte: (i) Verfassen eines Positionspapiers über die bestehende Literatur im Bereich der Sportpsychologie unter Einbeziehung von Forschungsergebnissen aus der kognitiven Psychologie und Aufstellen einer Arbeitshypothese (d. h. eines theoretischen Modells) zu den zugrunde liegenden Mechanismen der Cortisol-Leistungs-Beziehung; (ii) Testen der Arbeitshypothese in einem für Sportler konzipierten Laborsetting durch die Übernahme von kognitiven Computeraufgaben, die in der kognitionspsychologischen Forschung verwendet werden (d. h., emotionale Stroop-Aufgabe, emotionale n-back-Aufgabe); (iii) Verbesserung früherer methodischer Mängel in der sportpsychologischen Forschung durch Erhöhung des Cortisols mittels der so genannten Cold-Pressor-Aufgabe, um Veränderungen der Aufmerksamkeit und der (sportlichen) Leistung kausal auf den Cortisolspiegel zurückzuführen. Eine mögliche Interventionsstudie wird in Erwägung gezogen, um die günstigen Cortisolwerte für eine bessere Leistung zu verbessern.

Publikation:

Lautenbach, F., Laborde, S., Achtzehn, S., & Raab, M. (2014). Preliminary evidence of salivary cortisol predicting performance in a controlled setting. Psychoneuroendocrinology, 42, 218-224.

Projektleitung:
Prof. Dr. Dr. Markus Raab 

Projektmitarbeiter/innen: 
Dr. Alexandra Pizzera, Christian Kennel (Verteidigung 2015)

Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft

Laufzeit: 
2012–2015

Theoretischer Ansatz.
In aktuellen Ansätzen der Kognitionswissenschaft wird die Rolle des motorischen Systems bei kognitiven Prozessen diskutiert. Es stellt sich die Frage, ob sich einige "kognitive" Funktionen aus genuin "motorischen" oder "körperbezogenen" entwickelt haben könnten.

Ziel-/Fragestellung.
Das Ziel der geplanten Forschungsreihe besteht darin zu untersuchen, ob die gleichen Mechanismen, die zur Steuerung eigener Bewegungen benutzt werden, auch zentral für die Wahrnehmung von Ereignissen in der Umwelt sind.

Methode.
Wahrnehmungs- und Handlungsexperimente mit natürlichen eigenerzeugten Bewegungsgeräuschen; Intervention mit manipulierten akustischen Trainingsreizen

Ergebnisse.
Die Ergebnisse der verwendeten Wahrnehmungs- und Handlungsexperimente zeigen, dass die Ausprägung von Handlung, die Wahrnehmung beeinflusst. Ein gemeinsamer Mechanismus liegt daher nahe.

Publikationen

Kennel, C., Hohmann, T., & Raab, M. (2014). Action perception via auditory information: Agent identification and discrimination with complex movement sounds. Journal of Cognitive Psychology, 26, 157-165.

Kennel, C., Pizzera, A., Hohmann, T., Schubotz, R. I., Murgia, M., Agostini, T., & Raab, M. (2014). The perception of natural and modulated movement sounds. Perception, 43, 796-804.

Kennel, C., Streese, L., Pizzera, A., Justen, C., Hohmann, T., & Raab, M. (2015). Auditory reafferences: The influence of real-time feedback on movement control. Frontiers in Psychology 6, 69.