Random Motor Generation Task

Der Random Motor Generation Task (RMG Task), welcher in dieser Untersuchung ange-wandt wurde, ist speziell von Dr. Mathias Benedek mithilfe des Programms Matlab® (The Mathworks™, R2009b) programmiert worden. Bei diesem Task besteht die Aufgabe darin, in dem Rhythmus einer vorgegebenen Taktgeschwindigkeit, welche mittels Tönen vorgegeben wird, zufällig Tasten zu drücken. Bei diesem Programm können die Taktgeschwindigkeit und die Anzahl der Tastenalternativen individuell eingestellt werden. Die Einstellung der Taktge-schwindigkeit bedeutet, dass variiert werden kann, wie groß der Abstand der Töne in Sekunden

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betragen soll. Bei der Anzahl der Tastenalternativen können beliebig viele Tasten eingestellt werden. Dies sind die Tasten auf der Tastatur, auf welche die UntersuchungsteilnehmerInnen bei jedem Erklingen des Tons drücken sollen. Es ist außerdem möglich, individuell einzustel-len, welche Tasten auf der Tastatur verwendet werden sollen und wie viele Anschläge die Se-quenzlänge betragen soll. Nach Erreichen der SeSe-quenzlänge, beispielsweise nach 180 Tasten-anschlägen, wird das Programm automatisch beendet.

In der Literatur hat sich gezeigt, dass es Unterschiede in der Leistung des RMG Tasks in Abhängigkeit von der Taktgeschwindigkeit und der Anzahl der Alternativen gibt. Da die Un-tersuchungsteilnehmerInnen an einer zeitlich aufwändigen Studie teilnahmen, wurde darauf geachtet, den RMG Task zeitökonomisch vorzugeben. Daher wurden für die Taktgeschwindig-keiten 0.5 und eine Sekunde gewählt. Nach Baddeley (1966) und Daniels et al. (2003) konnten zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten signifikante Unterschiede festgestellt werden. Die Anzahl der Tastenalternativen wurden einerseits nach Schulter et al. (2010) auf neun Tasten und andererseits auf vier Tasten festgelegt. Warren und Morin (1965) konnten beispielsweise zeigen, dass es signifikante Unterschiede zwischen vier und acht Alternativen gibt.

Für die Diplomarbeitsuntersuchung wurden insgesamt vier Bedingungen verwendet, wel-che in Tabelle 3 ersichtlich sind. Die UntersuchungsteilnehmerInnen bearbeiteten je zwei Auf-gaben mit vier und mit neun Tasten, welche entweder in der Taktgeschwindigkeit von einer halben oder einer Sekunde vorgegeben wurden.

Tabelle 3

Übersicht über die vier Bedingungen des RMG Tasks

0.5 Sekunden 1 Sekunde

4 Tasten Bedingung 1 Bedingung 2

9 Tasten Bedingung 3 Bedingung 4

Für die beiden Bedingungen mit neun Tasten wurden die Tasten „3“, „5“, „9“, „Z“, „P“,

„D“, „J“, „V“, „:“ der Tastatur (nach Schulter et al., 2010) und für die Bedingungen mit vier Tasten wurden die Tasten „4“, „/“, „9“, „3“ des Ziffernblocks der Tastatur verwendet. Die Tas-ten für die Bedingungen mit den vier TasTas-ten wurden so ausgewählt, dass auch hier keine sys-tematische Anordnung der Tasten zu erkennen ist (nach Schulter et al., 2010).

In der Untersuchung bearbeiteten die TeilnehmerInnen vor den Aufgaben mit vier Tasten und vor den Aufgaben mit neun Tasten jeweils einen Probedurchlauf, um die neue Aufgabe

Bearbeitung des Probedurchlaufs auftraten. Der Probedurchlauf wurde mit 0.75 Sekunden und vier bzw. neun Tasten festgelegt, je nachdem, welche Aufgabe als nächste bearbeitet werden sollte. Es sollten hierbei je Probedurchlauf 20 Tasten gedrückt werden. Die Untersuchungsteil-nehmerInnen wurden darauf hingewiesen, dass sie sich die ersten vier Taktschläge nur anhören sollten, ohne zu drücken, um sich an die Geschwindigkeit zu gewöhnen. Nach dem Probe-durchlauf starteten die Aufgaben automatisch nach Tastendruck. Insgesamt sollten wie erwähnt 180 Tasten pro Bedingung gedrückt werden. Falsch gedrückte Tasten lösten ein Warnsignal aus und wurden nicht zur Gesamtanzahl hinzugezählt.

Für die Auswertung des RMG Tasks sind u.a. Tastenpaare von Bedeutung. Hierbei wird kontrolliert, welche Tasten unmittelbar hintereinander gedrückt werden. Die Tastenabfolge 3J wäre solch ein mögliches Tastenpaar für die Aufgabe mit neun Tasten. Daher wurde für die Sequenzlänge für alle Aufgaben wie bei Schulter et al. (2010) die Zahl 180 festgelegt, um zu gewährleisten, dass auch bei den Aufgaben mit neun Tasten alle 81 Tastenpaare theoretisch mindestens zwei Mal vorkommen können.

Für die Auswertung des RMG Tasks wurden im Speziellen drei Scores berechnet: „Symbol Redundancy“, „Context Redundancy“ und „Coefficient of Constraint“ (nach Schulter et al., 2010).

2.2.4.1. Symbol Redundancy

Der Score zur Symbol Redundancy (SR) bezieht sich nach Schulter et al. (2010) auf die

„inequality of the relative frequencies of chosen keys“ (S. 335). Gemäß der Informationsverar-beitungstheorie (Shannon & Weaver, 1949, zitiert nach Schulter et al., 2010, S. 335) nimmt bei steigender Abweichung von der Gleichheitsverteilung der gedrückten Tasten, die Zufälligkeit von Abfolgen ab und die Redundanz der Tasten zu (Schulter et al., 2010). In einer reinen Zu-fallsreihenfolge sollten alle Tasten ungefähr gleich häufig vorkommen (Schulter et al., 2010).

Personen gelingt es in der Regel aber in Random Number Generation Tasks nicht, reine Zu-fallsreihenfolgen zu produzieren (Chapanis, 1995). In Random Motor Generation Tasks sind die einzelnen Tasten nach Mittenecker (1960; zitiert nach Schulter et al., 2010, S. 337) jedoch ungefähr gleich verteilt. Mittels des Symbol Redundancy Scores kann demnach überprüft wer-den, wie gut es Personen gelingt, Zufallsreihenfolgen zu erzeugen. Je höher der Wert der Sym-bol Redundancy ausfällt, desto weniger zufällig ist die gedrückte Reihenfolge (Schulter et al., 2010). Wie in Abschnitt 1.4.6. bereits erwähnt, untersuchten Towse und Neil (1998) in einer Faktorenanalyse mehrere „Randomness“ Kennzahlen, wobei sie fanden, dass Kennzahlen, die die Gleichheitsverteilung einzelner Alternativen untersuchten, alle einen gemeinsamen Faktor

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bildeten. Dieser Faktor wurde „equality of response usage“ genannt. Miyake et al. (2000) haben dieses Ergebnis bestätigt und fanden weiters, dass dieser Faktor der Exekutivfunktion Updating zugeschrieben werden kann. Der Score zur Symbol Redundancy kann dem Faktor „equality of response usage“ zugeordnet werden, da hier geprüft wird, ob es Abweichungen von der Gleichheitsverteilung aller zur Verfügung stehenden Tasten gibt. Mit der Symbol Redundancy kann daher die Updatingleistung abgebildet werden.

2.2.4.2. Context Redundancy

Für die Berechnung des Scores zur Context Redundancy (CR) werden im Gegensatz zur Symbol Redundancy, bei welcher die einzelnen Tasten betrachtet werden, die gedrückten Tas-tenpaare, die sogenannten Dyaden, herangezogen (Schulter et al., 2010). Die Context Redun-dancy „reflects the extent to which responses are continuously influenced by previously chosen alternatives“ (Schulter et al., 2010, S. 336). CR spiegelt demnach das Ausmaß wieder, mit wel-chem z. B. die gedrückte Taste „3“ kontinuierlich durch eine vorher gedrückte Taste (z. B. J) beeinflusst wird. CR1 betrachtet hierbei die relative Häufigkeit von Dyaden, bei denen zwei bestimmte Tasten unmittelbar nacheinander gedrückt wurden (z. B. 3J). Es ist auch möglich, Dyaden in die Berechnungen aufzunehmen, bei denen eine bis fünf Tasten zwischen der be-stimmten Dyade gedrückt wurden. CR₂ bedeutet demnach, dass eine bestimmte Dyade (z. B.

3J) eine beliebige andere Taste dazwischen aufweist (z. B. 3PJ). Dies kann theoretisch nach Belieben ausgeweitet werden, indem sogar Dyaden berücksichtigt werden, welche fünf Tasten dazwischen aufweisen (dies entspräche CR₆). In einer reinen Zufallsreihenfolge kommen alle Dyaden ungefähr gleich häufig vor. Je größer der Wert der Context Redundancy, desto größer ist die Abweichung von der gleichen Häufigkeitsverteilung und desto weniger zufällig ist die gedrückte Reihenfolge (Schulter et al., 2010). Bei Betrachtung der Faktorenanalysen von Tow-se und Neil (1998) und Miyake et al. (2000) würde die Context Redundancy dem Faktor „pre-potent associates“ zugeordnet werden, da hierbei Kennzahlen berücksichtigt werden, die die Tendenz abbilden, stereotype Abfolgen zu produzieren wie beispielsweise bestimmte Zahlen-paare gegenüber anderen häufiger zu nennen. Nach Miyake et al. (2000) kann der Faktor „pre-potent associates“ der Exekutivfunktion Inhibition zugeordnet werden. Es kann somit davon ausgegangen werden, dass die Context Redundancy eine Abbildung der Inhibitionleistung dar-stellt.

2.2.4.3. Coefficient of Contraint

Der dritte relevante Score für die Auswertung des RMG Tasks ist der Coefficient of Constraint (CC). Dieser Score ist der Context Redundancy sehr ähnlich, berücksichtigt aber zusätzlich noch die Abweichung einzelner Tasten von der gleichen Häufigkeitsverteilung.

Auch hier ist es wiederum möglich, Dyaden mit bis zu fünf Tasten dazwischen zu berücksich-tigen (CC1 – CC6). Ebenfalls gilt bei diesem Score, dass bei steigendem Coefficient of Constraint die Zufälligkeit der Reihenfolge abnimmt (Schulter et al., 2010).

Die beiden Scores Context Redundancy und Coefficient of Constraint korrelieren nahe r = 1.0 (Herzog, 1989, zitiert nach Schulter et al., 2010, S. 337), da sich die beiden Werte nur unterscheiden, wenn die einzelnen Tasten nicht gleich verteilt sind (Schulter et al., 2010). Im Gegensatz zu Random Number oder Letter Generation Tasks sind die einzelnen Tasten beim RMG Task - wie bereits erwähnt - ungefähr gleich verteilt (Mittenecker, 1960; zitiert nach Schulter et al., 2010, S. 337). Ebenfalls wie die Context Redundancy kann der Coefficient of Constraint der Inhibitionleistung zugeordnet werden.

Eine detaillierte Angabe der Formeln zu den einzelnen Scores kann bei Schulter et al.

(2010) nachgelesen werden.

2.2.4.4. Ausschlusskriterien beim RMG Task

Beim RMG Task wurde überprüft, ob die UntersuchungsteilnehmerInnen die gestellten Aufgaben erfüllen konnten. Das Augenmerk lag speziell auf der mittleren Taktgeschwindigkeit der Personen sowie auf der Anzahl der gehörten Töne pro Aufgabe. Da das Programm doku-mentierte, wie viele Töne pro Aufgabe abgespielt wurden, bis die Aufgabe beendet war (nach 180 gedrückten Tasten), konnte dies mit der theoretisch erwarteten Sequenzlänge von 180 Tas-ten verglichen werden. Hierfür legte ich für die Taktgeschwindigkeit einen Toleranzrahmen fest, wobei es toleriert wurde, wenn die mittlere Taktgeschwindigkeit der Person pro Aufgabe bis zu 10 % schneller bzw. langsamer war als die Vorgabe. Auch für die Anzahl der gehörten Töne wurde kontrolliert, ob es erhebliche Abweichungen von den 180 Tönen gab. Hierbei wur-de die Grenze nach oben hin etwas weniger streng gesetzt, da die UntersuchungsteilnehmerIn-nen in der Instruktion aufgefordert wurden, die ersten vier Töne nur anzuhören, ohne zu drü-cken, sodass sie sich an die Taktgeschwindigkeit gewöhnen können. Manche Personen haben sich zu Beginn allerdings ein paar Töne mehr angehört, um in den Rhythmus zu kommen. Per-sonen, die bei beiden kontrollierten Kriterien größere Abweichungen von den Vorgaben zeig-ten, wurden aus der Auswertung ausgeschlossen. Dies traf auf insgesamt fünf Personen zu.

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