TY  - THES
A1  - Brych, Mareike Kimberly
T1  - How movements and cognition interact: An investigation of spontaneous blinks
T1  - Wie Bewegung und Kognition interagieren: Eine Untersuchung spontaner Lidschläge
N2  - During natural behavior, cognitive processes constantly coincide with body movements such as head or eye movements or blinks. However, during experimental investigations of cognitive processes, movements are often highly restricted which is rather unnatural. In order to improve our understanding of natural behavior, this thesis investigates the interaction between cognition and movements by focusing on spontaneous blinks, which naturally interact with other body movements.
Spontaneous blinks are inevitably connected to vision as they shut out incoming visual information. Both sensory-based and cognitive factors, for example, stimulus occurrence and evaluation, were reported to influence blink behavior. Our first study investigated if such influences are comparable for visual and non-visual input. The chosen experimental design allowed dissociating sensory-driven and cognitive influences, which then could be compared between the visual and auditory domain. Our results show that blinks are more strongly modulated during passive observation of visual input compared to auditory input. This modulation is however enhanced for both input modalities by an increased attentional demand. In addition, the cognitively defined meaning of a stimulus changes blink latency independent of the sensory domain. Overall, our findings show that spontaneous blinks and cognitive processes are linked beyond vision. Moreover, the underlying cognitive processes that influence blinks are largely the same across different sensory input indicating that blinks are profoundly integrated into our system. 
When investigating natural behavior, it is important to consider that movements rarely occur in isolation, but are executed side by side. As these movements interact and have a link to cognitive processes, the complexity of our system increases. In order to take this complexity into account, the second part of the experimental research focused on movement interactions, more specifically on the interactions between blinks, pupil size and speaking. Our results reveal that speech-related motor activity increases blink rate and pupil size as well as modulates blink timing. This is in line with previous research that described a relation between different body and eye movements. Importantly, each bodily-induced change in eye movements affects visual information intake. Therefore, different movements can be tightly linked to perceptual processes through complex interactions.
Altogether, the work of this thesis provides rich evidence that movements and cognitive processes are deeply intertwined. Therefore, movements should be seen as an integral part of our system. Taking the relevance of movements and their interactions into account during experimental investigations is necessary in order to reveal a more realistic and complete picture of human natural behavior.
N2  - Während unseres natürlichen Verhaltens werden kognitive Prozesse und Körperbewegungen wie Kopf- oder Augenbewegungen oder Lidschläge parallel ausgeführt. Allerdings werden Bewegungen in experimentellen Untersuchungen zu kognitiven Prozessen meist stark eingeschränkt, was unnatürlich ist. Um natürliches Verhalten besser zu verstehen, wird in dieser Dissertation die Interaktion zwischen Kognition und Bewegung untersucht. Der Fokus liegt auf spontanen Lidschlägen, die auch mit anderen Körperbewegungen auf natürliche Weise interagieren.
Das Blinzeln ist unweigerlich mit dem Sehen verbunden, da bei jedem Lidschluss die Informationsaufnahme unterbrochen wird. Frühere Forschungsergebnisse zeigten, dass sowohl sensorische als auch kognitive Faktoren, wie beispielsweise Reizpräsentation und -evaluation, das Blinzeln beeinflussen können. Die erste Studie dieser Dissertation untersuchte, ob dieselben Einflüsse auf das Blinzeln wirken, wenn auch nicht-visuelle Informationen präsentiert werden. Das gewählte Versuchsdesign erlaubte rein sensorische von kognitiven Einflüssen auf das Blinzeln zu trennen. Diese Einflüsse konnten wiederum zwischen visuellem und auditivem Input verglichen werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Blinzeln stärker bei visuellem als bei auditivem Input angepasst wird, wenn dieser nur passiv verfolgt wird. Sobald allerdings Aufmerksamkeit auf den Input gerichtet wird, wird diese Anpassung an den sensorischen Input in beiden Modalitäten auf ähnliche Weise verstärkt. Zusätzlich wird der Zeitpunkt des Blinzelns durch die kognitive Bewertung der Reize verzögert - unabhängig davon, ob ein Reiz visuell oder auditiv präsentiert wird. Insgesamt legen unsere Experimente dar, dass das spontane Blinzeln und kognitive Prozesse über das Sehen hinaus miteinander verknüpft sind. Die zu Grunde liegenden kognitiven Prozesse, die das Blinzeln beeinflussen, sind sogar weitgehend dieselben bei unterschiedlichem sensorischen Input. Das Blinzeln scheint demnach tiefgreifend in unser System integriert zu sein. 
Ein weiterer wichtiger Aspekt natürlichen Verhaltens ist die gleichzeitige Ausübung mehrerer Bewegungen. Da diese Bewegungen miteinander interagieren und eine Verbindung zu kognitiven Prozessen besteht, erhöht sich die Komplexität unseres Systems. Im zweiten Teil der experimentellen Untersuchungen wurden daher Bewegungsinteraktionen in den Vordergrund gestellt. Die präsentierten Studien haben insbesondere den Einfluss verschiedener Bewegungsaspekte des Sprechens auf unser spontanes Blinzeln bzw. auf die Pupillengröße untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sprechbezogene Bewegungen sowohl die Anzahl der Lidschlüsse als auch die Pupillengröße erhöhen, sowie den Zeitpunkt der Lidschlüsse beeinflussen. Auch andere Forscher fanden solche Zusammenhänge zwischen verschiedenen Körper- und Augenbewegungen. Da jede vom Körper verursachte Veränderung der Augenbewegung zudem unsere visuelle Reizaufnahme verändert, kann man schlussfolgern, dass verschiedene Bewegungen und deren komplexe Interaktionen eng mit unserer Wahrnehmung verbunden sind.
Alles in allem liefert diese Arbeit weitreichende Beweise, wie stark Bewegungen und kognitive Prozesse miteinander verwoben sind. Daher sollten Bewegungen als wesentlicher Teil unseres Systems angesehen werden. Wir müssen daher die Bedeutung von Bewegungen und deren Interaktionen in experimentelle Forschung einbeziehen, um ein realistischeres und kompletteres Bild unseres natürlichen Verhaltens zu enthüllen.
KW  - Kognition
KW  - Lidschlag
KW  - Augenbewegung
KW  - spontaneous blinks
KW  - movement interaction
KW  - Wahrnehmung
KW  - Aufmerksamkeit
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-267376
ER  - 
TY  - THES
A1  - Großekathöfer, Jonas David
T1  - Virtually Valid? On the Importance of Ecological Validity and Virtual Reality for Social Attention Research
T1  - Praktischerweise Valide? Über die Bedeutung von ökologischer Validität und virtueller Realität in der sozialen Aufmerksamkeitsforschung
N2  - Gazes are of central relevance for people. They are crucial for navigating the world and communicating with others. Nevertheless, research in recent years shows that many findings from experimental research on gaze behavior cannot be transferred from the laboratory to everyday behavior. For example, the frequency with which conspecifics are looked at is considerably higher in experimental contexts than what can be observed in daily behavior. In short: findings from laboratories cannot be generalized into general statements. This thesis is dedicated to this matter. The dissertation describes and documents the current state of research on social attention through a literature review, including a meta-analysis on the /gaze cueing/ paradigm and an empirical study on the robustness of gaze following behavior. In addition, virtual reality was used in one of the first studies in this research field. Virtual reality has the potential to significantly improve the transferability of experimental laboratory studies to everyday behavior. This is because the technology enables a high degree of experimental control in naturalistic research designs. As such, it has the potential to transform empirical research in the same way that the introduction of computers to psychological research did some 50 years ago. The general literature review on social attention is extended to the classic /gaze cueing/ paradigm through a systematic review of publications and a meta-analytic evaluation (Study 1). The cumulative evidence supported the findings of primary studies: Covert spatial attention is directed by faces. However, the experimental factors included do not explain the surprisingly large variance in the published results. Thus, there seem to be further, not well-understood variables influencing these social processes. Moreover, classic /gaze cueing/ studies have limited ecological validity. This is discussed as a central reason for the lack of generalisability. Ecological validity describes the correspondence between experimental factors and realistic situations. A stimulus or an experimental design can have high and low ecological validity on different dimensions and have different influences on behavior. Empirical research on gaze following behavior showed that the /gaze cueing/ effect also occurs with contextually embedded stimuli (Study 2). The contextual integration of the directional cue contrasted classical /gaze cueing/ studies, which usually show heads in isolation. The research results can thus be transferred /within/ laboratory studies to higher ecologically valid research paradigms. However, research shows that the lack of ecological validity in experimental designs significantly limits the transferability of experimental findings to complex situations /outside/ the laboratory. This seems to be particularly the case when social interactions and norms are investigated. However, ecological validity is also often limited in these studies for other factors, such as contextual embedding /of participants/, free exploration behavior (and, thus, attentional control), or multimodality. In a first study, such high ecological validity was achieved for these factors with virtual reality, which could not be achieved in the laboratory so far (Study 3). Notably, the observed fixation patterns showed differences even under /most similar/ conditions in the laboratory and natural environments. Interestingly, these were similar to findings also derived from comparisons of eye movement in the laboratory and field investigations. These findings, which previously came from hardly comparable groups, were thus confirmed by the present Study 3 (which did not have this limitation). Overall, /virtual reality/ is a new technical approach to contemporary social attention research that pushes the boundaries of previous experimental research. The traditional trade-off between ecological validity and experimental control thus becomes obsolete, and laboratory studies can closely inherit an excellent approximation of reality. Finally, the present work describes and discusses the possibilities of this technology and its practical implementation. Within this context, the extent to which this development can still guarantee a constructive classification of different laboratory tests in the future is examined.
N2  - Blicke sind für Menschen von zentraler Relevanz. Sie sind entscheidend für die Navigation in der Welt und für die Kommunikation mit Mitmenschen. Dennoch zeigt die Forschung der letzten Jahre, dass sich Erkenntnisse aus der experimentellen Forschung zu Blickverhalten vom Labor nicht in alltägliches Verhalten übertragen lassen. So ist beispielsweise die Häufigkeit, mit der Mitmenschen angeschaut werden, erheblich höher in experimentellen Kontexten als das beobachtbare alltägliche Verhalten. Kurz: Erkenntnisse aus Laboren lassen sich nicht zu allgemeinen Aussagen generalisieren. Diesem Spannungsfeld ist die hier vorliegende Arbeit gewidmet. Diese Doktorarbeit beschreibt und dokumentiert den aktuellen Forschungsstand zur sozialen Aufmerksamkeit anhand einer Literaturübersicht inklusive einer Metaanalyse zum /gaze cueing/ Paradigma sowie einer empirischen Untersuchung zur Robustheit des Blickfolgeverhaltens. Zudem wird in einer der ersten Studien in diesem Forschungsfeld virtuelle Realität eingesetzt. Virtuelle Realität hat das Potenzial, die Übertragbarkeit zwischen experimentellen Laboruntersuchungen auf alltägliches Verhalten deutlich zu verbessern. Denn die Technologie ermöglicht eine hohe experimentelle Kontrolle in naturalistischen Forschungdesigns. Damit kann sie die empirische Forschung ebenso stark verändern wie die Einführung des Computers für psychologische Forschung vor rund 50 Jahren. Die Literaturübersicht über soziale Aufmerksamkeit wurde durch eine systematische Begutachtung der Publikationen und einer meta-analystische Auswertung zum klassischen /gaze cueing/ Paradigma erweitert (Studie 1). Die kumulierte Evidenz unterstützt die Befunde primärer Studien: Verdeckte räumliche Aufmerksamkeit wird durch Gesichter gelenkt. Allerdings zeigte sich eine überraschend große Varianz in den publizierten Ergebnissen, die durch die untersuchten experimentellen Faktoren nicht erklärt werden konnte. Es scheint also noch Weitere, nicht gut verstandene Einflussgrößen auf diesen sozial-kognitiven Prozess zugeben. Klassische /gaze cueing/ Studien besitzen zudem eine eingeschränkte ökologische Validität. Diese wird als ein zentraler Grund für die fehlende Generalisierbarkeit diskutiert. Ökologische Validität beschreibt die Übereinstimmung von experimentellen Faktoren mit realistischen Situationen. Ein Stimulus oder ein experimentelles Design kann auf verschiedenen Dimensionen hohe und niedrige ökologische Validität aufweisen. Dies kann auf verschiedene Verhaltensbereiche unterschiedlichen Einfluss haben. Die empirischen Untersuchungen zum Blickfolgeverhalten zeigten, dass der /gaze cueing/ Effekt auch bei kontextuell eingebundenen Stimuli auftritt (Studie 2). Die kontextuelle Einbindung des Richtungscues stellte dabei einen Kontrast zu klassichen /gaze cueing/ Studien dar, die in der Regel Köpfe in Isolation zeigen. Die Forschungsergebnisse lassen sich also /innerhalb/ von kontrollierten Laboruntersuchungen auch auf ökologisch validere Forschungsparadigmen übertragen. Forschungsarbeiten zeigen allerdings, dass die mangelnde ökologische Validität in experimentellen Designs die Übertragbarkeit von experimentellen Befunden auf komplexe Situationen /außerhalb/ des Labors erheblich einschränken. Dies scheint insbesondere der Fall zu sein, wenn soziale Interaktionen und Normen untersucht werden. Die ökologische Validität ist in diesen Studien aber auch für weitere Faktoren häufig eingeschränkt, wie beispielsweise die kontextuelle Einbettung /von Versuchspersonen/, freies Explorationsverhalten (und damit Aufmerksamkeitssteuerung) oder Multimodalität. In einer ersten Arbeit in diesem Forschungsfeld wurde für diese Faktoren mit virtueller Realität eine hohe ökologische Validität erreicht, die so bisher nicht im Labor zu erreichen war (Studie 3). Spannenderweise zeigten sich selbst unter /ähnlichsten/ Bedingungen im Labor und in der natürlichen Umgebung Unterschiede in den beobachteten Fixationsmustern. Interessanterweise sind diese ähnlich zu Befunden, die ebenfalls aus Vergleichen von Augenbewegung im Labor und Felduntersuchung stammten. Diese Befunde, die bisher auf wenig vergleichbare Untersuchungsgruppen beruhen, wurden durch die vorliegende Studie 3 (die diese Einschränkung nicht besitzt) bestätigt. Insgesamt steht der heutigen sozialen Aufmerksamkeitsforschung mit /virtueller Realität/ ein neuer technischer Ansatz zur Verfügung, der die Grenzen bisheriger experimenteller Forschung verschiebt. Die traditionelle Abwägung zwischen ökologische Validität und experimenteller Kontrolle wird damit hinfällig und in Laboruntersuchungen kann die Realität extrem nah nachgebildet werden. Abschließend werden in dieser Arbeit die Möglichkeiten und die praktische Umsetzung dieser Technologie beschrieben und diskutiert. Dabei wird auch kritisch beleuchtet, inwiefern mit dieser Entwicklung auch in Zukunft noch eine konstruktive Einordnung von verschiedenen Laboruntersuchungen gewährleistet werden kann.
KW  - Aufmerksamkeit
KW  - Validität
KW  - Virtuelle Realität
KW  - social attention
KW  - ecological validity
KW  - virtual reality
KW  - eye tracking
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-260417
ER  -