Nach dem Modell der drei Aufmerksamkeitsnetzwerke von Michael Posner und Steven Petersen beruht unsere Aufmerksamkeit auf drei unterscheidbaren Gehirnnetzwerken: dem Alerting Network, dem Orienting Network und dem Executive Attention Network.
In diesem Artikel zeige ich, wie diese drei Aufmerksamkeitsnetzwerke funktionieren und zusammenarbeiten.
Was sind Aufmerksamkeitsnetzwerke?
Aufmerksamkeit ist keine einzelne Funktion, für die ein einzelner Bereich des Gehirns zuständig ist.
Damit wir aufmerksam sein können, müssen verschiedene Dinge geschehen: Das Gehirn muss für ausreichende Wachheit sorgen, relevante Reize auswählen, Ablenkungen widerstehen und unpassende Reaktionen unterdrücken.
Die US-amerikanischen Psychologen und Neurowissenschaftler Michael Posner und Steven Petersen haben ein einflussreiches Modell entwickelt, das diese Aufgaben drei verschiedenen Aufmerksamkeitsnetzwerken zuordnet:
- dem Alerting Network,
- dem Orienting Network und
- dem Executive Attention Network.
Die Wissenschaftler stellten ihr Modell 1990 in dem Fachartikel The Attention System of the Human Brain vor. Etwa 20 Jahre später veröffentlichten sie eine aktualisierte Übersicht über den Forschungsstand.
Die Aufmerksamkeitsnetzwerke lassen sich mit unterschiedlichen Tests untersuchen und verschiedenen Bereichen des Gehirns zuordnen. Das bedeutet aber nicht, dass sie vollkommen unabhängig voneinander arbeiten.
1. Das Alerting Network hält uns wach und reaktionsbereit
Am Alerting Network sind der Locus coeruleus im Hirnstamm sowie Bereiche der rechten Großhirnrinde beteiligt. Bei der Regulierung spielt der Botenstoff Noradrenalin eine wichtige Rolle. Er beeinflusst die Aktivität der beteiligten Hirnregionen und trägt zur Wachheit und Reaktionsbereitschaft bei.
Das Alerting Network versetzt unseren Geist in einen Zustand der Bereitschaft (Alertness), damit wir auf Reize reagieren können.
Es lassen sich verschiedene Formen der Alertness unterscheiden.
Welche Formen von Alertness gibt es?
Die tonische Alertness beschreibt das allgemeine Aktivierungsniveau über einen längeren Zeitraum. Sie schwankt im Laufe des Tages und hängt unter anderem davon ab, wie gut wir geschlafen haben.
Die phasische Alertness beschreibt die kurzfristige Steigerung der Aktivierung, wenn ein sogenannter Warnreiz ein bevorstehendes Ereignis ankündigt.
Ein gutes Beispiel ist der Start bei einem Wettlauf. Das Kommando „Auf die Plätze“ kündigt an, dass der Startschuss unmittelbar bevorsteht. Dadurch können die Läufer schneller darauf reagieren.
Die intrinsische Alertness bezeichnet die Fähigkeit, einen Zustand ausreichender Aktivierung und Reaktionsbereitschaft eigenständig und ohne einen Warnreiz herzustellen und aufrechtzuerhalten.
Wir nutzen diese Form der Alertness zum Beispiel, wenn wir versuchen, auf einer langen und eintönigen Autofahrt aufmerksam zu bleiben.
Die intrinsische Alertness kann mit einfachen Reaktionsaufgaben ohne Warnreiz gemessen werden. Zum Beispiel wird in unregelmäßigen Abständen ein Symbol auf einem Bildschirm gezeigt, woraufhin man möglichst schnell eine Taste drücken soll. Je höher die intrinsische Alertness, desto schneller kann man normalerweise reagieren.
2. Das Orienting Network richtet die Aufmerksamkeit aus
Am Orienting Network sind mehrere Bereiche im Scheitel- und Stirnlappen beteiligt. Bei der Regulierung seiner Aktivität spielt der Botenstoff Acetylcholin eine wichtige Rolle. Er beeinflusst Prozesse, mit denen die Aufmerksamkeit auf bestimmte Reize ausgerichtet wird.
Das Orienting Network richtet unsere Aufmerksamkeit auf bestimmte Reize aus, woraufhin diese von unserem Gehirn bevorzugt verarbeitet werden.
Wenn wir im Café sitzen und am Nachbartisch unseren Namen hören, wandert unsere Aufmerksamkeit automatisch in Richtung der Stimme. So können wir das betreffende Gespräch auch bei lauten Hintergrundgeräuschen verfolgen.
Bei der Ausrichtung der Aufmerksamkeit lassen sich drei Schritte unterscheiden:
- Die Aufmerksamkeit wird von ihrem bisherigen Ziel gelöst.
- Die Aufmerksamkeit wird zu einem neuen Ziel verlagert.
- Die Aufmerksamkeit wird auf das neue Ziel konzentriert, sodass es genauer wahrgenommen und verarbeitet werden kann.
Dieser Prozess kann mit einer Verlagerung unserer Blickrichtung einhergehen. Wir können unsere Aufmerksamkeit aber auch verlagern, ohne unsere Blickrichtung zu verändern.
Die neuere Forschung unterscheidet zwei verschiedene Systeme. Etwas vereinfacht gesprochen ist das dorsale System stärker an der zielgerichteten Ausrichtung der Aufmerksamkeit beteiligt, während das ventrale System vor allem auf unerwartete und möglicherweise bedeutsame Reize reagiert.
3. Das Executive Attention Network löst Konflikte zwischen möglichen Reaktionen
Am Executive Attention Network sind mehrere Bereiche im vorderen Teil des Gehirns sowie im anterioren cingulären Cortex beteiligt. Bei seiner Aktivierung spielt Dopamin eine Rolle, aber es ist nicht der einzige beteiligte Botenstoff.
Unsere Aufmerksamkeit wird nicht immer von dem Reiz angezogen, der für unser aktuelles Ziel gerade am wichtigsten ist. Oft konkurrieren verschiedene Reize, Gedanken und Handlungsimpulse miteinander.
Während wir an einem Text arbeiten, erscheint eine Benachrichtigung auf dem Bildschirm. Oder uns fällt plötzlich etwas ein, das wir noch erledigen wollten.
Das Executive Attention Network ist daran beteiligt, solche Konflikte zu lösen. Darum wird es auch als Executive Control Network bezeichnet.
Es ermöglicht uns,
- eine automatische, aber unpassende Reaktion zu unterdrücken,
- einer Ablenkung nicht nachzugeben,
- Konflikte zwischen möglichen Reaktionen zu erkennen,
- Fehler zu bemerken und zu korrigieren und
- unser Verhalten an veränderte Anforderungen anzupassen.
Ein weiteres bekanntes Beispiel ist der sogenannte Stroop-Test. Dabei werden der Versuchsperson Farbwörter gezeigt, die in Farben geschrieben sind, die nicht mit den Wörtern übereinstimmen (zum Beispiel „Rot“ in blauer Schrift). Die Aufgabe besteht darin, die Farbe der Schrift zu nennen. Dafür muss man den automatischen Impuls unterdrücken, das Wort vorzulesen.
Das Executive Attention Network überschneidet sich in seiner Funktion mit den sogenannten exekutiven Funktionen, die wir zum Planen, Entscheiden und zielgerichteten Handeln brauchen.
Wie arbeiten die drei Aufmerksamkeitsnetzwerke zusammen?
Die drei Aufmerksamkeitsnetzwerke erfüllen unterschiedliche Aufgaben, die aber ineinandergreifen.
Wenn wir im Wohnzimmer Zeitung lesen und ein ungewöhnliches Geräusch aus der Küche hören, erhöht das Alerting Network zunächst unsere Alertness. Das Orienting Network richtet unsere Aufmerksamkeit derweil auf die Küche aus. Das Executive Attention Network hilft uns bei der Entscheidung, ob wir nachsehen müssen oder weiterlesen können.
Die drei Aufmerksamkeitsnetzwerke bilden aber keine starre Kette, die immer in genau dieser Reihenfolge durchlaufen wird.
Je nach Situation kann eines der Netzwerke stärker gefordert sein als die anderen.
Wenn wir nach einer schlaflosen Nacht wach bleiben wollen, brauchen wir vor allem das Alerting Network. Bei der Suche nach unseren Autoschlüsseln kommt es auf das Orienting Network an. Und wenn wir in Gegenwart von Ablenkungen bei einer Aufgabe bleiben wollen, ist das Executive Attention Network gefragt.
Das zeigt auch, dass Unaufmerksamkeit verschiedene Ursachen haben kann.
Eine Person ist müde und reagiert deshalb nur langsam auf das, was um sie herum geschieht. Eine andere ist hellwach, lässt sich aber von jedem Geräusch ablenken. Eine dritte hört die Benachrichtigung ihres Smartphones und schafft es nicht, den Impuls zu unterdrücken, sofort danach zu greifen.
Alle drei Personen sind unaufmerksam – aber aus unterschiedlichen Gründen.
Wie Aufmerksamkeit und Konzentration zusammenhängen und welche weiteren geistigen Prozesse beim Konzentrieren eine Rolle spielen, erkläre ich in meinem Artikel über die Grundlagen der Konzentration.
Wie funktioniert der Attention Network Test?
Zur Untersuchung der drei Netzwerke entwickelten Jin Fan und seine Kollegen den Attention Network Test, kurz ANT.
Der Test kombiniert Warnreize, räumliche Hinweise und eine Konfliktaufgabe.
Auf dem Bildschirm erscheint ein Zielreiz, auf den die Versuchsperson möglichst schnell reagieren soll. Vorher kann ein Hinweis ankündigen, dass der Zielreiz gleich erscheint oder an welcher Stelle er auftauchen wird. Gleichzeitig wird der Zielreiz von weiteren Reizen umgeben, die entweder in dieselbe oder in eine andere Richtung weisen.
Aus den Unterschieden der Reaktionszeiten werden drei Werte abgeleitet:
- Der Alerting-Effekt zeigt, wie stark ein vorheriger Warnreiz die Reaktion beschleunigt hat.
- Der Orienting-Effekt zeigt, wie stark ein räumlicher Hinweis die Auswahl des Zielreizes erleichtert hat.
- Der Conflict-Effekt zeigt, wie stark widersprüchliche Begleitreize die Reaktion verlangsamt haben.
Der Attention Network Test wird in der Forschung eingesetzt, um Unterschiede zwischen Personen und Veränderungen der Aufmerksamkeitsleistung zu untersuchen.
Lassen sich die Aufmerksamkeitsnetzwerke gezielt aktivieren und trainieren?
Weder Substanzen noch mentale Übungen können die Aufmerksamkeitsnetzwerke unabhängig voneinander ein- und ausschalten. Noradrenalin, Acetylcholin und Dopamin beeinflussen zwar die Aktivität der beteiligten Hirnregionen. Jeder dieser Botenstoffe wirkt aber auch in anderen Teilen des Gehirns und erfüllt dort zahlreiche weitere Aufgaben.
Trainieren lassen sich eher die Funktionen, die den Netzwerken zugeschrieben werden. Dazu gehören unter anderem das Aufrechterhalten der Reaktionsbereitschaft, das bewusste Verlagern der Aufmerksamkeit und das Unterdrücken einer unpassenden Reaktion.
In meinem Artikel über Aufmerksamkeitstraining stelle ich fünf Übungen vor, mit denen sich unterschiedliche Formen der Aufmerksamkeit gezielt trainieren lassen.
