Geschlechtsspezifische Differenzen bei Mentaler Rotation. Strategien, Neuroanatomie und Embodiment


Seminararbeit, 2020

22 Seiten, Note: 1,7


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Forschungsüberblick: Mentale Rotation
a. Mentale Rotation
b. Neuroanatomie und Geschlechterdifferenzen
c. Strategien und Geschlechterdifferenzen
d. Embodiment und mentale Rotation

2. Kev-Artikel: Photographs of real human figures: Item types and persistent sex differences in mental rotation
a. Methoden & Materialien
b. Resultate
c. Diskussion
d. Fazit

3. Forschungsvorschlag: Rotationsperformanz verbessern durch sportliche Aktivitäten

4. Literaturverzeichnis

5. Abbildungsverzeichnis

Zusammenfassung

Mentale Rotation meint die visuell-räumliche Fähigkeit, zwei- oder dreidimensionale Objekte im Geiste zu rotieren (Linn & Petersen, 1985). Die Ergebnisse vieler Studien legen nahe, dass sich Frauen und Männer, in der Art und Weise solche Aufgaben zu lösen, unterscheiden (Thomsen et al., 2000; Jordan et al., 2002, Voyer & Doyle, 2018). Diese Arbeit wird dabei auf die Differenzen hinsichtlich der Strategien eingehen und ferner bildgebende Verfahren betrachten, um ebendiese Diskrepanz neuroanatomisch zu visualisieren. Im Verlauf der Arbeit wird eine Studie vorgestellt werden, die das Ziel verfolgt, ein besseres Verständnis über die Einflussnahme von Bildvertrautheit, Embodiment und Kognitiven Strategien, hinsichtlich geschlechterspezifischen Leistungsunterschieden in der mentalen Rotationsfähigkeit, zu vermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass Embodiment einen Strategiewechsel fördert und sich Frauen signifikant in ihrer Rotationsperformanz verbessern. Autoren wie Wohlschläger und Wohlschläger (1998) postulieren darüber hinaus einen Zusammenhang zwischen motorischen und mentalen Rotationsprozessen. Stützend auf diesen Annahmen wird ein Forschungsvorschlag formuliert, der auf die Fragestellung eingeht, inwiefern das eigene Körperbild, welches vermutlich durch sportliche Aktivitäten präzisiert wird, Einfluss auf Embodiment und die damit verbundene Rotationsperformanz von

Frauen haben kann.

Geschlechtsspezifische Differenzen bei Mentaler Rotation: Strategien, Neuroanatomie und Embodiment.

Mentale Rotation

Mentale Rotation meint die mentale Manipulation visueller Repräsentationen von Objekten. Shepard und Metzler (1971) zufolge ist es eine kognitive Fähigkeit, bei der visuell­räumliche Informationen zunächst codiert werden, um dann ebendiese Codierung mental zu transformieren. Das heißt, dass Objekte visuell wahrgenommen, mental repräsentiert und dann im Geiste rotiert und schlussendlich mit dem Referenzobjekt abgeglichen werden. Bei einem klassischen Rotationstest müssen die Probandinnen und Probanden entscheiden, ob die präsentierten Stimuli kongruent zueinander sind oder nicht. Die Reaktionszeit nimmt dabei mit ansteigender Winkeldifferenz zwischen den Objekten zu (Shepard & Metzler, 1971). Die beiden Autoren gehen von vier aufeinanderfolgenden Phasen aus - Stimulusenkodierung, mentale Rotation, Vergleich der Objekte und motorische Reaktion. Dieser Prozess gleicht, laut den Autoren, dem einer manuellen Bewegung. Diese Annahme wird von Wohlschläger und Wohlschläger (1998) bestätigt. Daraufhin formulieren sie die Common-Processing-Hypothesis, welche den Zusammenhang zwischen mentaler Rotation und Motorik vermuten lässt. Die Autoren nehmen an, dass die Abläufe eines Rotationsprozesses - ob bei einem mental repräsentierten Objekt im Geiste, oder einem manuell zu drehendem physischem Gegenstand - identisch sind. Shepard und Cooper (1973) führen diese Annahme voran und gehen davon aus, dass ein Objekt als isomorphe Gestalt mental repräsentiert und transformiert wird - dieser Prozess ist identisch mit dem einer motorischen Rotation eines Gegenstandes. Auf neuronaler Ebene lässt sich ebendieses Phänomen abbilden.

Neuroanatomie & Geschlechterdifferenzen

Bildgebende Verfahren können die Aktivierung verschiedener Gehirnareale beim Lösen mentaler Rotationsaufgaben nachweisen (Alivisatos & Petrides, 1997; Cohen et al., 1996; Tagaris et al., 1998). Folgende Areale sind laut Studien von zentraler Bedeutung, wenn es um das Lösen von mentalen Rotationsaufgaben geht: der parietale Kortex (Cohen et al., 1996), der primäre motorische Kortex (Kosslyn, Digirolamo, Thompson & Alpert, 1998), sowie der Frontallappen (Anguera, Reuter-Lorenz, Willingham & Seidler, 2010). Ebenso wurde eine Aktivierung der Parietallappen (Culham & Kanwisher, 2001) und des intraparietalen Sulkus nachgewiesen (Cohen et al., 1996). Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der Studie von Zacks (2008), dass motorische Areale, wie der primäre motorische Kortex, beim mentalen Rotationsprozess beteiligt ist. Diese Annahme stützt die von Wohlschläger und Wohlschläger (1998) formulierte Common-Processing- Hypothesis. Weiss et al. (2003) zeigt in seiner Studie, dass es einen Unterschied zwischen Frauen und Männern in der Verarbeitung mentaler Rotationsaufgaben gibt, welcher durch bildgebende Verfahren sichtbar gemacht werden kann. Ihm zufolge zeigen Frauen eine erhöhte Aktivierung im Frontallappen, während Männer stärkere hämodynamische Aktivitäten im Parietallappen aufweisen. Um an dieser Stelle den Rahmen dieser Arbeit nicht zu überschreiten werde ich nicht näher auf die Funktionen der einzelnen Areale eingehen, sondern lediglich aufzeigen, dass es geschlechtsspezifische Unterschiede in der neuronalen Verarbeitung solcher mentalen Rotationsaufgaben gibt (Abb.2). Studien zeigen, dass Männer eine bessere Rotationsperformanz leisten, als Frauen (Crucian & Berenbaum, 1998; Parsons et al., 2004; Peters et al., 1995). Dies könnte auf die sich zwischen Frauen und Männern unterscheidenden Prozesswege zurückzuführen sein, welche von diversen Autoren vermutet werden (Thomsen et al., 2000; Voyer & Doyle, 2018). Diese These wird von verschiedenen Autoren gestützt, die davon ausgehen, dass sich Männer und Frauen sich nicht nur durch ihre Hirnstruktur, sondern ebenso auf hirnfunktioneller Ebene unterscheiden (Steins, 2010).

Strategien & Geschlechterdifferenzen

Bildgebende Verfahren konnten in verschiedenen Studien, wie oben erläutert, sichtbar werden lassen, dass Männer und Frauen verschiedenstarke Aktivierungen in Gehirnarealen aufzeigen, wenn es um das Lösen von mentalen Rotationsaufgaben geht. Durch diese Ergebnisse lässt sich annehmen, dass sich Männer und Frauen in der Strategie, mentale Rotationsaufgaben zu lösen, unterscheiden. Im Folgenden werde ich auf die Ergebnisse einiger Studien, die dies untersuchen, eingehen und zum Teil nochmals auf den vorangegangenen Abschnitt zurückverweisen. Thomsen et al. (2000) postuliert, dass Männer eher eine holistische Gestaltstrategie verwenden - also das Objekt als einheitliches Ganzes mental repräsentieren und transformieren. Frauen hingegen lösen Rotationsaufgaben eher, in dem sie die das Objekt zerteilen und aufeinanderfolgend verarbeiten - die serielle Strategie. Wie im vorherigen Abschnitt erwähnt, unterscheiden sich Frauen und Männer in der Rotationsperformanz, wenn Shepard und Metzlers 3-D Aufgaben (Abb.l) getestet werden. Nach Hughdahl et al. (2006) unterscheiden sie sichjedoch nicht in den Ergebnissen, wenn mit Buchstaben getestet wird. Ein Erklärungsversuch dafür könnte sein, dass die serielle Strategie, wie sie tendenziell von Frauen verwendet wird, an dieser Stelle nicht greift, da die Figuren, durch ihre Vertrautheit aus der Umwelt, als etwas Ganzheitliches gesehen werden. 3-D Aufgaben sind abstrakt und werden in der Form meist nicht in der Umwelt angetroffen, Buchstaben hingegen schon. Autoren haben in anderen Studien herausgefunden, dass ebendiese Bildvertrautheit eine ganzheitliche Lösungsstrategie fördert (Hughdahl, 2000; Voyer & Doyle (2018). Demzufolge könne vermutet werden, dass mentale Rotationstests mit zum Beispiel menschlichen Figuren als Stimuli - durch die Objektvertrautheit zum eigenen Körper - dazu animieren könnte, eine ganzheitliche Lösungsstrategie anzuwenden.

Embodiment

Stangl (2020) beschreibt Embodiment wie folgt: Zentraler Ansatz der verkörperten Kognition ist die notwendige Abhängigkeit aller kognitiven Vorgänge von einem Substrat, also einem Körper, dessen Funktion, Sensorik und physikalische Interaktion mit der Umwelt maßgeblich für bewusste Erfahrungen und phänomenales Erleben ist. Der Embodiment-Ansatz schließt bisherige Befunde über die Prägnanz motorischer Fähigkeiten und das Mitwirken motorischer Prozess bei der mentalen Rotationsfähigkeit mit ein. Embodiment, also verkörperte Kognition, verdeutlicht die Vernetzung zwischen den drei Segmenten Kognition, Körper und Motorik (Kaltner, 2015). Diese Ansicht wird durch die bildgebenden Verfahren, wie oben erwähnt, bestätigt. Auch die gemäß der von Wohlschläger und Wohlschläger (1998) aufgestellte Common-Processing-Hypothesis - nach der es wie beschrieben einen gemeinsamen Prozess für mentale und motorische Rotation gibt - ermutigt diesen Ansatz. Bildgebende Verfahren bestätigen, dass bei mentaler und motorischer Rotation die gleichen neuronalen Areale aktiviert werden (Cohen et al., 1996). Die im nachfolgenden Abschnitt beschriebene Studie wird ebendiesen Embodiment-Ansatz bezüglich der mentalen Rotationsperformanz erstmalig betrachten.

Photographs of real human figures:

Item types and persistend sex differences in mental rotation Die Studie “Photographs of real human figures: Item types and persistend sex differences in mental rotation” von Randi A Doyle und Daniel Voyer (2018) verfolgt das Ziel, ein besseres Verständnis bezüglich der Einflussnahme von Bildvertrautheit, Embodiment und kognitiven Strategien, hinsichtlich geschlechterspezifischen Leistungsunterschieden in der mentalen Rotationsfähigkeit, zu vermitteln. Für die Untersuchung entwickeln die Autoren zwei neue Mentale Rotation Tests (MRT) - einen mit Aufnahmen von computergezeichneten Figuren von zuvor fotografierten realen Menschen und einer mit dazu analogen Blockfiguren. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass Frauen wie auch Männer bessere Ergebnisse im Test mit den menschlichen Figuren erzielen werden im Gegensatz zu den analogen Blockfiguren. Zudem erwarten die Autoren eine Verringerung der geschlechtsspezifischen Leistungsunterschiede in der mentalen Rotationsfähigkeit.

Die Autoren beschreiben Mentale Rotation als die Fähigkeit, die räumliche Ausrichtung eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen Objekts in der eigenen Vorstellung schnell und möglichst exakt zu rotieren. Sie vermuten, basierend auf früheren Studienergebnissen, dass Männer im Durchschnitt bessere Leistungen erzielen als Frauen. Schwerpunkt dieser Studiejedoch ist die Auswirkung kognitiver Strategien und die der verschiedenen Objekttypen der Rotationstests auf die Geschlechterdifferenzen. Sie legen nahe, dass es Geschlechterunterschiede in der Wahl der kognitiven Strategie für das Lösen von Rotationsaufgaben gibt - die serielle und die holistische Strategie. Doyle und Voyer postulieren, dass Männer dazu tendieren einen ganzheitlichen, holistischen Prozess verwenden, wenn sie visuelle Figuren repräsentieren und transformieren.

Frauen hingegen verwenden einen eher analytischen Prozess und neigen dazu, einzelne Teile oder Merkmale einer Figur zu betrachten und die mentale Repräsentation seriell zu rotieren.

Die Eigenschaften der zu rotierenden Stimuli in Tests spielen auch eine Rolle bei geschlechtsspezifischen Unterschieden in der Geschwindigkeit und Genauigkeit der mentalen Rotation. In Ihrer Studie verweisen sie auf die Ergebnisse von Alexander und Evardone (2008), die feststellten, dass sie die Ausprägung der Geschlechterdifferenz um ungefähr die Hälfte verringert, wenn die Probanden in einem Rotationstest menschliche Figuren drehen - im Vergleich zu den normalen 3-D Blockfiguren, wie sie bei Shepard und Metzler (1971) (Abb.l) verwendet werden. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Vertrautheit eines Objekts einen Effekt auf die Rotationsleistung haben kann. Es wurden geschlechtsspezifische Unterschiede in der Rotationsperformanz bei abstrakten unbekannten Objekten dokumentiert, es traten jedoch keine Unterschiede in der mentalen Rotationsleistung vertrauter Elemente auf.

Doyle und Voyer beschreiben Embodiment als verkörperte Kognition, welche die Verwendung der eigenen sensomotorischen Erfahrungen als Referenz für die Interaktion mit der Umwelt meint - und beziehen sich dabei auf Wilson (2002). Die Autoren legen nahe, dass der menschliche Körper im Allgemeinen als ganzes Objekt betrachtet wird und nicht als komplexe Summe seiner Körperteile. Personen können möglicherweise auf das sensomotorische System zurückgreifen und sich vorstellen, dass eine zu rotierende Blockfigur analog zu einem drehenden menschlichen Körper ist. Embodiment könnte dabei helfen, sich auf eine ganzheitliche Verarbeitung beim Lösen der Rotationsaufgaben, einzulassen. Um den Einfluss von Embodiment bei mentalen Rotationsprozessen besser zu verstehen, testet diese Studie ob und wie sich die Probandinnen und Probanden durch verkörperte Kognition und ganzheitlicher Verarbeitung in ihrer mentalen Rotationsperformanz im Vergleich zu analogen Blockaufgaben verbessern können.

Für diese Studie wurden computergezeichnete Bilder von realen Menschen verwendet, die anatomisch korrekt und bequem dargestellt werden. In einer früheren Studie designt Doyle (2013) einen ähnlichen Test mit menschlichen Figuren, jedoch wurden diese am Computer erstellt und posieren in unbequemen, abstrakten Posen. In dieser Studie war der Effekt der verkörperten Kognition nicht so groß. Im Nachhinein vermutet man, dass durch die geringe Vertrautheit solcher Positionen der Embodiment-Ansatz wenig Einfluss hatte und deshalb in den Ergebnissen nicht ersichtlich war.

Die Autoren stellen drei wichtige Fragestellungen in Anlehnung an ihre Hypothesen auf:

(1) Verringert sich der geschlechtsspezifische Unterschied in der mentalen Rotation, wenn die Teilnehmer realistische menschliche Figuren drehen würden?
(2) Können verkörperte Erkenntnisse und anschließend ganzheitliche Verarbeitungsstrategien leichter eingesetzt werden, wenn realistische menschliche Figuren gedreht werden?
(3) Wird der Effekt der Okklusion beim Drehen realistischer menschlicher Figuren stärker verringert als beim Drehen analoger Blockfiguren?

Es ist die erste Studie, die einen 3-D Test für mentale Rotation erstellt, bei dem reale menschliche Figuren verwendet werden, um die Rolle von Embodiment bei geschlechtsspezifischen Differenzen zu analysieren. Es wird vermutet, dass weibliche Probandinnen beim rotieren menschlicher Figuren eine ganzheitliche Lösungsstrategie anwenden, anders als beim Drehen von abstrakten Blockfiguren. Da Männer dazu tendieren eine ganzheitliche Strategie anzuwenden, unabhängig von den präsentierten Stimuli, erwarten die Autoren keinerlei Effekt auf ihre Rotationsperformanz beim Testen mit menschlichen 3-D Objekten.

[...]

Ende der Leseprobe aus 22 Seiten

Details

Titel
Geschlechtsspezifische Differenzen bei Mentaler Rotation. Strategien, Neuroanatomie und Embodiment
Hochschule
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Note
1,7
Autor
Jahr
2020
Seiten
22
Katalognummer
V1061264
ISBN (eBook)
9783346472977
ISBN (Buch)
9783346472984
Sprache
Deutsch
Schlagworte
geschlechtsspezifische, differenzen, mentaler, rotation, strategien, neuroanatomie, embodiment
Arbeit zitieren
Alena Wetter (Autor:in), 2020, Geschlechtsspezifische Differenzen bei Mentaler Rotation. Strategien, Neuroanatomie und Embodiment, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1061264

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