Cross-Modal Action Control

• Main Author: Pieczykolan, Aleksandra
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: 2016
• Subjects: Kognition; Mehrfachtätigkeit; ddc:153
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/14235; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142356; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142356; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/14235/Pieczykolan_Aleksandra_Cross-Modal_Action_A.pdf

Multitasking als allgegenwärtiges Phänomen wird heutzutage in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen diskutiert. In der vorliegenden Arbeit wird Multitasking aus der Perspektive der kognitiven Verhaltenswissenschaften beleuchtet mit dem Fokus auf der Rolle von Konfliktlösungs- prozessen bei der Verarbeitung von Mehrfachtätigkeiten. Insbesondere liegt der Fokus auf kognitiven Mechanismen der crossmodalen Handlungskontrolle, d.h. der Kontrolle von zwei Handlungen in verschiedenen Effektorsystemen. Mit dem Ziel, den bisherigen Umfang derjenigen Handlungsmodalitäten zu erweitern, die üblicherweise in Studien eingesetzt wurden, wurden okulomotorische Reaktionen (d.h. Sakkaden), die bisher als Handlungsmodalität in der Forschung vernachlässigt wurden, in Kombination mit Reaktionen in anderen Efffektorsystemen untersucht (d.h. mit manuellen und vokalen Reaktionen). Weiterhin wurde beabsichtigt, Mechanismen von Crosstalk zu spezifizieren, welches ein Erklärungskonzept darstellt, das sich auf den Aufgabeninhalt bezieht. Crosstalk erscheint besonders relevant für crossmodale Handlungen, da sich Handlungsmodalitäten vor allem bezüglich ihrer Reaktionsmerkmale unterscheiden. In der vorliegenden Arbeit werden vier Studien berichtet, die auf jeweils zwei oder drei Experimenten beruhen. In Studie A wurden crossmodale Doppelreaktionen auf einen einzelnen Stimulus untersucht mit der Fragestellung, wie sich das Zusammenspiel des Vorhandenseins von Reaktionsalternativen und der Kompatibilität zwischen Reaktionen (also dem Crosstalkpotential) auswirkt. In drei Experimenten zeigte sich, dass Crosstalk in mehrere Komponenten dissoziiert werden kann, nämlich eine Komponente, die auf der aktuellen Konfliktstärke (Online-Crosstalk) basiert, und eine gedächtnisbasierte Komponente, die entweder durch Restaktivität vergangener Handlungsanforderungen bestimmt wird (retrospektiver Crosstalk), oder durch Vorbereitung auf zukünftige Handlungsanforderungen (prospektiver Crosstalk). Studie B lieferte Evidenz dafür, dass okulomotorische Reaktionen sowohl struktureller als auch inhaltsbasierte Interferenz unterliegen. In drei Experimenten wurde das Paradigma zeitlich überlappender Aufgaben verwendet, bei dem zwei Stimuli mit zeitlichem Versatz präsentiert wurden, auf die jeweils mit einer okulomotorischen und einer manuellen Handlung reagiert werden musste. Dabei wurden sowohl Hinweise auf einen seriellen als auch auf einen parallelen Verarbeitungsmodus gefunden. Weiterhin deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass abhängig von der Aufgabenkompatibilität zwischen diesen Verarbeitungsmodi gewechselt wurde, d.h. zu eher paralleler Verarbeitung bei kompatiblen Aufgabenanforderungen und zu eher serieller Verarbeitung bei inkompatiblen Aufgabenanforderungen. In Studie C wurden Verarbeitungsprioritäten zwischen Effektorsystemen untersucht. In zwei Experimenten zeigte sich, dass das zuvor berichtete Verarbeitungsdominanzmuster repliziert werden konnte, bei der okulomotorische Reaktionen vokale Reaktionen dominieren und diese wiederum manuelle Reaktionen dominieren. Die relative Stärke der Dominanz konnte allerdings bei vorhandenem Reaktionskonflikt angepasst werden. Die Verarbeitungsprioritäten wurden hierbei zum Teil in Richtung derjenigen Reaktion verschoben, in der bereits ein Konflikt im Bezug auf die Kompatibilität zwischen Stimulus und Reaktion gelöst werden musste. Dieses Ergebnis zeigt, dass Verarbeitungsprioritäten flexibel an die spezifischen Handlungsanforderungen angepasst werden können. Studie D beschäftigte sich mit einem bisher weitgehend vernachlässigten Bereich innerhalb der Doppelaufgabenforschung, nämlich der Kontrolle der zeitlichen Reaktionsreihenfolge. In einer drei Experimente umfassenden Untersuchung wurden mehrere Faktoren variiert, die sich in früheren Studien bereits als relevant für Mechanismen der Doppelaufgabeninterferenz gezeigt haben. In der vorliegenden Studie wurde gezeigt, dass die finale Reaktionsreihenfolge in einem Handlungsdurchgang das Ergebnis eines kontinuierlichen Anpassungsprozesses ist, welcher auf dem Zusammenspiel mehrerer top-down-Faktoren, z.B. der Antizipation von Reaktionsmerkmalen, und mehrerer bottom-up-Faktoren, wie z.B. der Stimulusreihenfolge oder der Aufgabenkompatibilität, basiert. Die vorliegende Arbeit liefert somit einen wichtigen Beitrag zum Fortschritt des Verständnisses der Verarbeitung komplexer Handlungsanforderungen aus der Perspektive crossmodaler Handlungen. Insbesondere wurden Spezifikationen für Mechanismen der Effektorpriorisierung und der Kontrolle der Reaktionsreihenfolge als auch eine neuartige Taxonomie von Crosstalk vorgestellt, welche als umfassende Rahmenvorstellung zur Erklärung von Interferenzmechanismen bei Kontrollprozessen von Mehrfachanforderungen dienlich sein kann. === Nowadays, multitasking is ubiquitously discussed within many different scientific disciplines. The present work addressed multitasking from the perspective of cognitive behavioural sciences by investigating the role of conflict resolution processes that arise during the requirements of multiple-action control. More specifically, the present work focuses on cognitive mechanisms in the case of cross-modal action control, which involves the performance of two actions in different effector systems. One aim was to broaden the scope of action modalities typically considered in the literature by studying oculomotor responses (i.e. saccades) – an action modality that has been largely neglected in previous research – in combination with responses in other effector systems (i.e. manual and vocal responses). A further aim was to specify the mechanisms of crosstalk as an explanatory concept referring to the action content, which is particularly relevant since cross-modal actions usually differ regarding their response characteristics. The present work comprises four studies (each involving two or three experiments). In Study A, cross-modal response compounds based on a single stimulus were studied with respect to the interplay of the presence of response alternatives and between-response compatibility (i.e. crosstalk potential). In three experiments, this study showed that crosstalk can be dissociated into a component that determines the amount of current conflict (i.e. online crosstalk) and a memory-based component that originates either from residual activation of previous action demands (retrospective crosstalk) or from preparation for future demands (prospective crosstalk). Study B provided first evidence that oculomotor responses are subject to interference based on both structural and content-based origins. In three experiments, an overlapping tasks paradigm was employed in which the onsets between two stimuli that triggered oculomotor and manual responses were varied. Evidence for both serial and parallel processing of the two tasks was found. The results further indicated that based on the between-task compatibility participants shifted between these processing modes, i.e. to more parallel processing during compatible task demands and to more serial processing during incompatible task demands. Study C examined processing priorities among effector systems and demonstrated in two experiments that the previously reported prioritisation scheme, in which the oculomotor system is prioritised over the vocal and manual effector system, can be replicated, but is also adjusted in its strength by the presence of response conflict. Specifically, processing priorities were shifted towards the response that already is involved in conflict resolution (in terms of stimulus-response compatibility), suggesting that processing priorities can be flexibly adapted to particular task demands. Study D addressed response order control in dual tasks, an issue that has been widely neglected in previous research. In a comprehensive study of three experiments including several factors that are known to be relevant for dual-task interference mechanisms, it was shown that the final response order in a given trial is the result of a continuous adjustment process based on the interplay of several top-down factors, such as the anticipation of response characteristics, and bottom-up factors, such as stimulus order and between-task compatibility. In summary, the present work advances the theoretical understanding of complex action control by providing a cross-modal action perspective, by proposing mechanisms for effector-system prioritisation and response order control, and by proposing a novel taxonomy of crosstalk as an overarching framework for interference mechanisms in multiple-response control.