Felix Johannes Götz

• In many parts of the modern world, numbers are used as tools to describe spatial relationships, be it heights, latitudes, or distances. However, this connection goes deeper as a myriad of studies showed that number representations are rooted in space (vertical, horizontal, and/or radial). For instance, numbers were shown to affect spatial perception and, conversely, perceptions or movements in space were shown to affect number estimations. This bidirectional link has already found didactic application in the classroom when children are taughtIn many parts of the modern world, numbers are used as tools to describe spatial relationships, be it heights, latitudes, or distances. However, this connection goes deeper as a myriad of studies showed that number representations are rooted in space (vertical, horizontal, and/or radial). For instance, numbers were shown to affect spatial perception and, conversely, perceptions or movements in space were shown to affect number estimations. This bidirectional link has already found didactic application in the classroom when children are taught the meaning of numbers. However, our knowledge about the cognitive (and neuropsychological) processes underlying the numerical magnitude operations is still very limited. Several authors indicated that the processing within peripersonal space (i.e. the space surrounding the body in reaching distance) and numerical magnitude operations are functionally equivalent. This assumption has several implications that the present work aims at describing. For instance, vision and visuospatial attention orienting play a prominent role for processing within peripersonal space. Indeed, both neuropsychological and behavioral studies also suggested a similar role of vision and visuospatial attention orienting for number processing. Moreover, social cognition research showed that movements, posture and gestures affect not only the representation of one's own peripersonal space, but also the visuospatial attention behavior of an observer. Against this background, the current work tests the specific implication of the functional equivalence assumption that the spatial attention response to an observed person’s posture should extend to the observer’s numerical magnitude operations. The empirical part of the present work tests the spatial attention response of observers to vertical head postures (with continuing eye contact to the observer) in both perceptual and numerical space. Two experimental series are presented that follow both steps from the observation of another person’s vertical head orientation (within his/her peripersonal space) to the observer’s attention orienting response (Experimental series A) as well as from there to the observer’s magnitude operations with numbers (Experimental Series B). Results show that the observation of a movement from a neutral to a vertical head orientation (Experiment 1) as well as the observation of the vertical head orientation alone (Experiment 3) shifted the observer’s spatial attention in correspondence with the direction information of the observed head (up vs. down). Movement from a vertical to a neutral end position, however, had no effect on the observer's spatial attention orienting response (Experiment 2). Furthermore, following down-tilted head posture (relative to up- or non-tilted head orientation), observers generated smaller numbers in a random number generation task (range 1- 9, Experiment 4), gave smaller estimates to numerical trivia questions (mostly multi-digit numbers, Experiment 5) and chose response keys less frequently in a free choice task that was associated with larger numerical magnitude in a intermixed numerical magnitude task. Experimental Series A served as groundwork for Experimental Series B, as it demonstrated that observing another person’s head orientation indeed triggered the expected directional attention orienting response in the observer. Based on this preliminary work, the results of Experimental Series B lend support to the assumption that numerical magnitude operations are grounded in visuospatial processing of peripersonal space. Thus, the present studies brought together numerical and social cognition as well as peripersonal space research. Moreover, the Empirical Part of the present work provides the basis for elaborating on the role of processing within peripersonal space in terms of Walsh’s (2003, 2013) Theory of Magnitude. In this context, a specification of the Theory of Magnitude was staked out in a processing model that stresses the pivotal role of spatial attention orienting. Implications for mental magnitude operations are discussed. Possible applications in the classroom and beyond are described.…
• In vielen Teilen der modernen Welt werden Zahlen als Werkzeuge verwendet, um räumliche Zusammenhänge zu beschreiben - seien es Höhen, Breiten oder Entfernungen. Die Verbindung geht jedoch tiefer, denn eine Vielzahl von Studien hat gezeigt, dass Zahlen räumlich in der Vertikalen (bzw. Horizontalen) verankert sind. So können Zahlen die räumliche Wahrnehmung und umgekehrt Wahrnehmungen oder Bewegungen im Raum die Größe von Zahlenschätzungen beeinflussen. Diese Verbindung findet mittlerweile sogar didaktische Anwendung in der Vermittlung vonIn vielen Teilen der modernen Welt werden Zahlen als Werkzeuge verwendet, um räumliche Zusammenhänge zu beschreiben - seien es Höhen, Breiten oder Entfernungen. Die Verbindung geht jedoch tiefer, denn eine Vielzahl von Studien hat gezeigt, dass Zahlen räumlich in der Vertikalen (bzw. Horizontalen) verankert sind. So können Zahlen die räumliche Wahrnehmung und umgekehrt Wahrnehmungen oder Bewegungen im Raum die Größe von Zahlenschätzungen beeinflussen. Diese Verbindung findet mittlerweile sogar didaktische Anwendung in der Vermittlung von Zahlenbedeutung bei Kindern. Allerdings wissen wir noch wenig über die kognitiven (und neuropsychologischen) Prozesse, die konkreten Zahlengrößenoperationen (d.h. Größer-Kleiner-Urteile, Addition, etc.) zugrunde liegen. Mehrere Autoren deuteten an, dass die Verarbeitung innerhalb des körpernahen Raumes (d.h. des Raumes in Handlungsreichweite) und das Operieren mit Zahlengrößen funktional äquivalent sind. Diese Annahme hat mehrere Implikationen, die die vorliegende Arbeit beschreiben möchte. So spielt die die visuell-sensorische Modalität eine hervorgehobene Rolle bei Verarbeitung wie Orientierung innerhalb des körpernahen Raumes. In der Tat legen neuropsychologische und behaviorale Studien eine ähnliche Rolle des Sehens und insbesondere der visuospatialen Orientierung auch für Zahlengrößenoperationen nahe. Darüber hinaus zeigte die soziale Kognitionsforschung, dass sich Bewegungen, Posen und Gesten nicht nur auf die Repräsentation des eigenen körpernahen Raumes, sondern auch auf das visuospatiale Orientierungsverhalten eines Beobachters auswirken. Vor diesem Hintergrund wird in der vorliegenden Arbeit die spezifische Implikation der funktionalen Äquivalenz getestet, dass sich die visuospatiale Orientierungsreaktion auf die Pose einer beobachteten Person auch auf die Zahlengrößenoperationen des Beobachters erstreckt. Der empirische Teil der vorliegenden Arbeit testet die räumliche Orientierungsreaktion von Beobachtern auf Kopfneigungen in der Vertikalen (bei Augenkontakt zum Beobachter) im wahrgenommenen ebenso wie numerischen Raum. Im Rahmen dieser Untersuchung werden zwei Experimentalreihen vorgestellt, die beide Teilschritte umfassen: Von der Beobachtung der vertikalen Kopfposition (trotz auf die Augen ausgerichteter Blickrichtung) einer anderen Person zur gerichteten Aufmerksamkeitsreaktion beim Beobachter (Experimentalreihe A); sowie von dieser Orientierungsreaktion auf die beobachtete Person zu Größenoperationen mit Zahlen beim Beobachter (Experimentalreihe B). Es zeigte sich, dass die Beobachtung einer Bewegung von einer neutralen Ausgangsposition zu einer vertikalen Kopfposition (Experiment 1) ebenso wie die einer vertikalen Kopfpose alleine (Experiment 3) die räumliche Aufmerksamkeit eines Beobachters in Übereinstimmung mit der beobachteten Kopforientierungsinformation (nach oben vs. unten) verschob. Eine Bewegung von einer vertikalen zu einer neutralen Endposition hingegen zeigte keinen Effekt auf die räumliche Orientierung des Beobachters (Experiment 2). Desweiteren generierten Beobachter bei nach unten geneigten Kopfposen (relativ zu nach oben bzw. nicht geneigten Kopfposen) kleinere Zahlen in einer Zufallszahlengenerierungsaufgabe (zwischen 1 und 9; Experiment 4), gaben kleinere Schätzungen auf numerische Allgemeinwissensfragen ab (überwiegend mehrstellige Zahlen; Experiment 5) und wählten in einem Doppelbelegungsparadigma weniger häufiger diejenige von zwei Antworttasten, die sie in einer alternierend zu bearbeitenden Größenaufgabe für größere Zahlen verwenden sollten. Die Ergebnisse der Experimentalreihe A zeigen, dass die Betrachtung der Kopforientierung einer anderen Person im Beobachter tatsächlich die erwartete gerichtete Aufmerksamkeitsreaktion auslöste. Basierend auf dieser Vorarbeit stützen die Ergebnisse der Experimentalreihe B die Annahme, dass Zahlengrößenoperationen in der visuospatialen Verarbeitung des körpernahen Raumes verankert sind. Damit brachten die vorliegenden Studien Forschung zu numerischer und sozialer Kognition ebenso sowie zur peripersonalen Raumverarbeitung zusammen. Darüber hinaus legt der empirische Teil der vorliegenden Arbeit die Grundlage, um eine mögliche Rolle von Verarbeitung innerhalb des peripersonalem Raumes im Kontext der Größentheorie von Walsh (2003, 2013) auszuarbeiten. In diesem Zusammenhang wird die Größentheorie in einem handlungsbasierten Verarbeitungsmodell spezifiziert, das die zentrale Rolle der räumlichen Aufmerksamkeitsorientierung betont. Implikationen für die Forschung zur mentalen Verarbeitung von Größen und Anwendungsmöglichkeiten im Klassenzimmer sowie darüber hinaus werden diskutiert.…