Heureka-Effekt

Anfängliche Forschung

Die Forschung zum Aha!-Moment reicht mehr als 100 Jahre zurück, bis zu den ersten Experimenten der Gestaltpsychologen zur Kognition von Schimpansen. Wolfgang Köhler beschrieb 1921 in seinem Buch den ersten Fall von einsichtigem Denken bei Tieren: Einer seiner Schimpansen, Sultan, wurde vor die Aufgabe gestellt, eine Banane zu erreichen, die so hoch an der Decke aufgehängt war, dass sie nicht durch Springen erreicht werden konnte. Nach mehreren gescheiterten Versuchen, die Banane zu erreichen, schmollte Sultan eine Weile in der Ecke, sprang dann plötzlich hoch und stapelte ein paar Kisten übereinander, kletterte daran hoch und konnte so die Banane greifen. Diese Beobachtung wurde als einsichtiges Denken gedeutet. Köhlers Arbeit wurde von Karl Duncker und Max Wertheimer weitergeführt.

Der Heureka-Effekt wurde später auch von Pamela Auble, Jeffrey Franks und Salvatore Soraci 1979 beschrieben. Dem Probanden wurde ein zunächst verwirrender Satz präsentiert, wie z. B. „Der Heuhaufen war wichtig, weil das Tuch zerrissen ist“. Nach einer gewissen Zeit des Nicht-Verstehens durch den Leser wurde das Stichwort (Fallschirm) präsentiert, der Leser konnte den Satz verstehen, und dies führte zu einem besseren Abruf bei Gedächtnistests. Die Versuchspersonen verbrachten eine beträchtliche Zeit mit dem Versuch, die Aufgabe zu lösen, und ursprünglich wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Elaboration in Richtung des Verstehens eine Rolle bei der Steigerung des Abrufs spielen könnte. Es gab keine Hinweise darauf, dass Elaboration einen Effekt auf den Abruf hat. Es zeigte sich, dass sowohl „leichte“ als auch „schwere“ Sätze, die zu einem Aha-Effekt führten, signifikant bessere Erinnerungsraten aufwiesen als Sätze, die die Probanden sofort verstehen konnten. Tatsächlich wurden für „leichte“ und „schwere“ Sätze, die zunächst unverständlich waren, gleiche Abrufraten erzielt. Es scheint dieses Nicht-Verstehen bis zum Verstehen zu sein, das zu einem besseren Abruf führt. Das Wesen des Aha-Gefühls, das dem Lösen von Einsichtsproblemen zugrunde liegt, wurde von Danek et al. und Shen und Kollegen systematisch untersucht.

Wie Menschen Einsichtsprobleme lösen

Gegenwärtig gibt es zwei Theorien, wie Menschen zur Lösung von Einsichtsproblemen gelangen. Die erste ist die Theorie der Fortschrittskontrolle. Die Person analysiert den Abstand von ihrem aktuellen Zustand zum Zielzustand. Sobald eine Person erkennt, dass sie das Problem nicht lösen kann, während sie sich auf ihrem aktuellen Weg befindet, wird sie nach alternativen Lösungen suchen. Bei Einsichtsproblemen geschieht dies in der Regel spät im Rätsel. Der zweite Weg, auf dem Menschen versuchen, diese Rätsel zu lösen, ist die Theorie der Repräsentationsänderung. Der Problemlöser hat anfangs eine geringe Erfolgswahrscheinlichkeit, weil er unangemessenes Wissen verwendet, da er dem Problem unnötige Beschränkungen auferlegt. Sobald die Person ihre Beschränkungen lockert, kann sie zuvor nicht verfügbares Wissen in den Arbeitsspeicher bringen, um das Problem zu lösen. Die Person nutzt auch die Chunk-Dekomposition, bei der sie sinnvolle Chunks in ihre Bestandteile zerlegt. Sowohl die Lockerung von Beschränkungen als auch die Zerlegung von Blöcken ermöglichen eine Änderung der Repräsentation, d.h. eine Änderung der Verteilung der Aktivierung im Arbeitsgedächtnis, an dem Punkt, an dem sie „Aha!“ ausrufen können. Derzeit werden beide Theorien unterstützt, wobei die Theorie der Fortschrittskontrolle eher für mehrstufige Probleme und die Theorie der Repräsentationsänderung eher für einstufige Probleme geeignet ist.

Der Heureka-Effekt auf das Gedächtnis tritt nur dann auf, wenn es eine anfängliche Verwirrung gibt. Wurde den Probanden ein Hinweiswort vor der Präsentation des verwirrenden Satzes vorgelegt, gab es keinen Effekt auf den Abruf. Wurde der Hinweis nach der Präsentation des Satzes gegeben, kam es zu einer Steigerung der Erinnerung.

MemoryEdit

Es wurde festgestellt, dass die Erinnerung größer ist für Items, die von der Versuchsperson generiert wurden, als wenn der Versuchsperson die Stimuli präsentiert wurden. Es scheint einen Gedächtnisvorteil für Fälle zu geben, in denen Personen in der Lage sind, eine Antwort selbst zu produzieren, der Abruf war höher, wenn Aha! Reaktionen auftraten. Sie testeten Sätze, die zunächst schwer zu verstehen waren, aber wenn sie mit einem Stichwort präsentiert wurden, wurde das Verständnis deutlicher. Es wurden weitere Hinweise gefunden, die darauf hindeuten, dass Anstrengungen bei der Verarbeitung visueller Stimuli häufiger abgerufen wurden als die Stimuli, die einfach präsentiert wurden. Diese Studie wurde mit Hilfe von „connect-the-dots“ oder verbalen Anweisungen durchgeführt, um entweder ein Nonsens- oder ein reales Bild zu erzeugen. Es wird vermutet, dass die Anstrengung, die beim Enkodieren unternommen wird, um etwas zu verstehen, die Aktivierung von alternativen Hinweisen induziert, die später am Abruf beteiligt sind.

Zerebrale LateralisierungBearbeiten

Studien mit funktioneller Magnetresonanztomographie und Elektroenzephalogramm haben ergeben, dass Problemlösen, das Einsicht erfordert, mit erhöhter Aktivität in der rechten zerebralen Hemisphäre verbunden ist, verglichen mit Problemlösen, das keine Einsicht erfordert. Insbesondere wurde eine erhöhte Aktivität im anterioren superioren temporalen Gyrus der rechten Hemisphäre gefunden.

SleepEdit

Einiges an unbewusster Verarbeitung kann stattfinden, während eine Person schläft, und es gibt mehrere Fälle von wissenschaftlichen Entdeckungen, die Menschen in ihren Träumen kommen. Friedrich August Kekulé von Stradonitz sagte, dass ihm die Ringstruktur des Benzols in einem Traum erschien, in dem eine Schlange ihren eigenen Schwanz fraß. Studien haben gezeigt, dass sich die Leistung bei Einsichtsproblemen erhöht, wenn die Probanden während einer Pause zwischen dem Erhalt des Problems und dessen Lösung schliefen. Schlaf kann dazu dienen, Probleme umzustrukturieren und neue Einsichten zu ermöglichen. Henri Poincaré erklärte, dass er den Schlaf als Zeit für „unbewusstes Denken“ schätzte, das ihm half, Probleme zu durchbrechen.

Andere Theorien

Professor Stellan Ohlsson glaubt, dass zu Beginn des Problemlösungsprozesses einige hervorstechende Merkmale des Problems in eine mentale Repräsentation des Problems aufgenommen werden. Im ersten Schritt der Problemlösung wird das Problem im Lichte der bisherigen Erfahrungen betrachtet. Schließlich wird eine Sackgasse erreicht, in der alle Ansätze zur Lösung des Problems gescheitert sind, und die Person wird frustriert. Ohlsson glaubt, dass diese Sackgasse unbewusste Prozesse antreibt, die die mentale Repräsentation eines Problems verändern und neuartige Lösungen hervorrufen.

Allgemeines Vorgehen bei der Durchführung von ERP- und EEG-Studien

Bei der Untersuchung von Einsicht oder dem Aha!-Effekt werden allgemeine ERP- oder EEG-Methoden verwendet. Zunächst wird eine Baseline-Messung durchgeführt, bei der die Versuchsperson im Allgemeinen gebeten wird, sich einfach an eine Antwort auf eine Frage zu erinnern. Danach werden die Versuchspersonen gebeten, sich auf den Bildschirm zu konzentrieren, während ein Logogramm gezeigt wird, und dann wird ihnen Zeit mit einem leeren Bildschirm gegeben, um die Antwort zu erhalten, sobald sie diese gefunden haben, werden sie aufgefordert, eine Taste zu drücken. Daraufhin erscheint die Antwort auf dem Bildschirm. Die Versuchspersonen werden dann gebeten, eine Taste zu drücken, um anzuzeigen, dass sie an die richtige Antwort gedacht haben, und eine andere, um anzuzeigen, wenn sie die Antwort falsch verstanden haben, und schließlich, überhaupt keine Taste zu drücken, wenn sie unsicher waren oder die Antwort nicht wussten.

Evidenz in EEG-Studien

Die neuronale Aktivität im Ruhezustand hat einen stehenden Einfluss auf die kognitiven Strategien, die beim Lösen von Problemen verwendet werden, besonders im Fall der Ableitung von Lösungen durch methodische Suche oder durch plötzliche Einsicht. Die beiden verwendeten kognitiven Strategien beinhalten sowohl die Suche als auch die Analyse des aktuellen Zustands eines Problems bis hin zum Zielzustand des Problems, während es sich bei Einsichtsproblemen um eine plötzliche Erkenntnis der Lösung eines Problems handelt.

Die untersuchten Probanden wurden zunächst im Ruhezustand des Denkens erfasst. Nachdem sie mit der in der Allgemeinen Prozedur zur Durchführung von ERP- und EEG-Studien beschriebenen Methode getestet worden waren, wurde das Verhältnis von Einsichtslösung zu Nicht-Einsichtslösung ermittelt, um festzustellen, ob eine Person als Person mit hoher Einsicht (HI) oder niedriger Einsicht (LI) eingestuft wird. Die Unterscheidung zwischen HI- und LI-Individuen war wichtig, da beide Gruppen unterschiedliche kognitive Strategien zur Lösung der in dieser Studie verwendeten Anagramm-Probleme verwenden. Es wird angenommen, dass die Aktivierung der rechten Hemisphäre an Aha-Effekten beteiligt ist, daher ist es nicht überraschend, dass HI-Personen im Vergleich zu LI-Personen eine stärkere Aktivierung der rechten Hemisphäre als der linken Hemisphäre zeigen würden. Es wurden Beweise gefunden, die diese Idee unterstützen, es gab eine größere Aktivierung bei HI-Probanden in den rechten dorsal-frontalen (Low-Alpha-Band), rechten inferior-frontalen (Beta- und Gamma-Band) und den rechten parietalen (Gamma-Band) Bereichen. Bei den LI-Probanden waren die linken inferior-frontalen und linken anterior-temporalen Areale aktiv (Low-Alpha-Band).

Es gab auch Unterschiede in der Aufmerksamkeit zwischen Personen mit HI und LI. Es wurde vermutet, dass Personen, die sehr kreativ sind, eine diffuse Aufmerksamkeit aufweisen, die ihnen eine größere Bandbreite an Umweltreizen erlaubt. Es wurde festgestellt, dass Personen, die HI zeigten, eine geringere Ruhezustands-Aktivität des okzipitalen Alpha-Bandes aufwiesen, was bedeutet, dass es eine geringere Hemmung des visuellen Systems gab. Es wurde festgestellt, dass Individuen, die weniger kreativ waren, ihre Aufmerksamkeit fokussierten, was dazu führte, dass sie weniger von ihrer Umgebung aufnahmen. Allerdings wurde bei LI-Personen eine höhere okzipitale Beta-Aktivität festgestellt, was mit einer erhöhten fokussierten Aufmerksamkeit übereinstimmt.

Evidenz in ERP-StudienEdit

Diese Ergebnisse spiegeln eher Modelle als empirische Evidenz wider, da die Quellenlokalisierung schwer genau zu bestimmen ist.Aufgrund der Natur dieser Studien, die chinesische Logogramme verwenden, gibt es eine Schwierigkeit bei einer exakten Übersetzung; eine Sprachbarriere ist sicherlich vorhanden.

Es gibt einige Schwierigkeiten, die bei der Bildgebung des Gehirns bestehen, wenn es um Einsicht geht, was es schwierig macht, neuronale Mechanismen zu diskutieren. Zu den Problemen gehört, dass Einsicht auftritt, wenn eine ungerechtfertigte mentale Fixierung durchbrochen wird und wenn neue aufgabenbezogene Assoziationen zusätzlich zu alten kognitiven Fähigkeiten gebildet werden.

Eine diskutierte Theorie fand heraus, dass „Aha“-Antworten 250-500 ms nach einer Antwort mehr negative ERP-Ergebnisse, N380 im ACC, produzierten als die „No-Aha“-Antworten. Die Autoren vermuteten, dass dieses N380 im ACC, das die Rolle eines Warnzeichens für die Unterbrechung des mentalen Sets spielt, ein Spiegelbild des Aha!-Effekts ist. In einer weiteren Studie wurde gezeigt, dass der Aha!-Effekt bei N320 ausgelöst wird, der eine starke Aktivierung in der zentral-posterioren Region aufweist. Diese früheren Studien spiegeln die Prämisse der Studie wider, dass der Aha!-Effekt im anterioren cingulären Kortex auftritt, während die Ergebnisse dieser Studie darauf hindeuten, dass der posteriore cinguläre Kortex verantwortlich ist. Es wurde festgestellt, dass es einen N350 im posterioren cingulären Cortex für das erfolgreiche Erraten von Logogrammen gab, nicht im anterioren cingulären Cortex. Der posteriore cinguläre Kortex scheint eine eher nicht-exekutive Funktion bei der Überwachung und Hemmung des Denkens und der kognitiven Funktion zu spielen.

Ein weiterer signifikanter Befund dieser Studie von Qiu und Zhang (2008) war eine späte positive Komponente (LPC) beim erfolgreichen Erraten des Logogramms und anschließendem Erkennen der Antwort bei 600 und 700 ms, post-stimulus, im parahippocampalen Gyrus (BA34). Die Daten deuten darauf hin, dass der Parahippocampus an der Suche nach einer korrekten Antwort beteiligt ist, indem er diese im Arbeitsgedächtnis manipuliert und Beziehungen zwischen der Basis des Ziellogogramms integriert. Der parahippocampale Gyrus könnte die Bildung neuartiger Assoziationen während des Lösens des Einsichtsproblems widerspiegeln.

Eine weitere ERP-Studie ist der Studie von Qiu und Zhang, 2008, recht ähnlich, jedoch wird in dieser Studie eine Aktivierung des anterioren cingulären Cortex bei N380 angegeben, die für die Vermittlung des Aufbrechens des mentalen Sets verantwortlich sein könnte. Andere Bereiche von Interesse waren der präfrontale Kortex (PFC), der posteriore parietale Kortex und der mediale Temporallappen. Wenn die Probanden das Rätsel nicht lösen konnten und dann die richtige Antwort gezeigt bekamen, zeigten sie das Gefühl der Einsicht, was sich in den Elektroenzephalogramm-Aufzeichnungen widerspiegelte.

Insgesamt ist es ganz offensichtlich, dass es viele Aspekte gibt, die den Aha! Effekt erklären können. Es wurde kein bestimmter Bereich bestimmt, aber aus den gesammelten Informationen scheint es, dass Einsicht in vielen Teilen des Gehirns auftritt, und zwar innerhalb eines bestimmten Zeitraums.

Beweise in fMRT-Studien

Eine Studie mit dem Ziel, die Aktivität, die im Gehirn während eines Aha! Moments auftritt, mittels fMRT aufzuzeichnen, wurde 2003 von Jing Luo und Kazuhisa Niki durchgeführt. Den Teilnehmern an dieser Studie wurde eine Reihe von japanischen Rätseln vorgelegt und sie wurden gebeten, ihre Eindrücke zu jeder Frage anhand der folgenden Skala zu bewerten: (1) Ich kann diese Frage sehr gut verstehen und kenne die Antwort; (2) Ich kann diese Frage sehr gut verstehen und finde sie interessant, aber ich kenne die Antwort nicht; oder (3) Ich kann diese Frage nicht verstehen und kenne die Antwort nicht.Diese Skala erlaubte es den Forschern, nur die Teilnehmer zu betrachten, die beim Anblick der Antwort auf das Rätsel einen Aha! In früheren Studien zur Einsicht haben Forscher herausgefunden, dass Teilnehmer über Gefühle der Einsicht berichteten, wenn sie die Antwort auf ein ungelöstes Rätsel oder Problem sahen.Luo und Niki hatten das Ziel, diese Gefühle der Einsicht bei ihren Teilnehmern mit Hilfe von fMRTs aufzuzeichnen. Diese Methode erlaubte es den Forschern, die Aktivität, die während eines Aha! Moments in den Gehirnen der Teilnehmer auftrat, direkt zu beobachten.

Ein Beispiel für ein japanisches Rätsel, das in der Studie verwendet wurde: Das Ding, das schwere Baumstämme bewegen kann, aber nicht einen kleinen Nagel → Ein Fluss.

Die Teilnehmer hatten 3 Minuten Zeit, um auf jedes Rätsel zu antworten, bevor die Lösung des Rätsels bekannt gegeben wurde. Die fMRT-Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die Aktivität im rechten Hippocampus während dieser Aha-Momente signifikant anstieg, wenn die Teilnehmer die Antwort auf ein ungelöstes Rätsel erhielten. Diese erhöhte Aktivität im rechten Hippocampus kann auf die Bildung neuer Assoziationen zwischen alten Knotenpunkten zurückgeführt werden. Diese neuen Assoziationen verstärken wiederum das Gedächtnis für die Rätsel und deren Lösungen.

Obwohl verschiedene Studien mit EEGs, ERPs und fMRTs eine Aktivierung in einer Vielzahl von Hirnarealen während Aha!-Momenten berichten, tritt diese Aktivität vorwiegend in der rechten Hemisphäre auf. Weitere Details zur neuronalen Basis von Einsicht finden Sie in einem aktuellen Review mit dem Titel „New advances in the neural correlates of insight: A decade in review of the insightful brain“