Gut Sehen ist nicht nur scharf Sehen – es ist viel komplexer. Genau damit beschäftigt sich Dr. Yannick Sauer. Gemeinsam mit seinen Kollegen führte er die ZEISS Visual Perception Study durch. Diese Studie zeigt, dass unscharfes Sehen die kognitive Belastung erhöht und damit Konzentrationsschwäche und Müdigkeit begünstigen kann. Ein interessantes Thema, in das wir tiefer einsteigen wollten – deshalb haben wir mit Dr. Yannick Sauer Kontakt aufgenommen.
ZEISS-Forschung: Welchen Einfluss hat unscharfes Sehen auf die kognitive Belastung?
Sauer hat Physik an der Universität Ulm studiert und 2018 seine Promotion an der Universität Tübingen begonnen. Darin beschäftigte er sich vor allem mit der Simulation optischer Abbildungsfehler von Brillengläsern in Virtual Reality und damit, wie Menschen solche simulierten Fehler wahrnehmen. Seit 2023 forscht er als Wissenschaftler für Vision Science und Artificial Intelligence bei Carl Zeiss Vision – in Kooperation mit der Universität Tübingen.
„An meiner Arbeit fasziniert mich besonders die Interaktion des Gehirns mit den von uns geschaffenen Technologien“, so Sauer. Für ihn ist klar, dass gute Optik ohne Wissen über die Wahrnehmung nicht auskommt: „Wenn wir mehr darüber lernen, wie unser Gehirn visuelle Informationen verarbeitet, verstehen wir besser, wie wir die Interaktion mit unserer vsuellen Welt beeinflussen können.“
Seine neueste Arbeit ist die ZEISS Visual Perception Study, die wir bereits näher beleuchtet haben. „Wir wollten also einen Schritt weiter über die reine Verarbeitung visueller Reize hinausgehen und untersuchen, was bei aktiven kognitiven Prozessen passiert“, sagt Sauer. „Unsere zentrale Fragestellung war: Welche kognitive Belastung verursacht Unschärfe?“
Kognitive Belastung – was ist damit überhaupt gemeint?
Was ist mit kognitiver Belastung überhaupt gemeint? Dr. Yannick Sauer erklärt den Begriff so: „Die kognitive Belastung einer Aufgabe beschreibt unter anderem, wie viele unserer begrenzten kognitiven Ressourcen sie beansprucht, also zum Beispiel Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis“, erklärt Sauer. Oder vereinfacht ausgedrückt: Wie viel Aufmerksamkeit und Merkfähigkeit verlangen uns eine Aufgabe ab?
Wichtig zu wissen ist, dass unser Gehirn sparsam arbeitet. „Viele Aspekte in unserem Alltag werden von unserem Gehirn automatisch und intuitiv, ohne aktives Nachdenken, durchgeführt. Um Ressourcen zu sparen, ist unser Gehirn nicht durchgängig im Konzentrationsmodus.“ Kognitive Belastung beschreibt also, wie stark eine Aufgabe uns aus diesem sparsamen Automatikbetrieb herausholt und aktives Nachdenken verlangt – und die ZEISS Visual Perception Study kam zum Ergebnis: Die kognitive Belastung steigt mit zunehmender Unschärfe deutlich.
Warum ist unscharfes Sehen anstrengend?
Doch warum ist das so? Sauer erklärt: „Wenn eine Brille das Bild nicht durchgehend scharf abbildet, werden je nach Tätigkeit wichtige Teile des visuellen Bildes unscharf dargestellt. Dadurch stehen dem Gehirn weniger präzise Informationen zur Verfügung.“
Das Gehirn reagiert bei der Verarbeitung der visuellen Signale zunächst auf einfache Bausteine des Bildes: „Zum Beispiel auf Kanten, Orientierungen und unterschiedliche räumliche Frequenzen.“ Von dort aus setzt das Gehirn das Bild zusammen. „Schritt für Schritt werden die Merkmale kombiniert, um schlussendlich Objekte zu erkennen und die Inhalte mit unseren Erinnerungen und unserer Aufmerksamkeit zu verbinden.“
Ist das Bild unscharf, stehen den aufeinander aufbauenden Prozessen weniger Informationen zur Verfügung. „Wir hypothetisieren, dass bei unscharfer Sicht, also der Reduktion von feinen Details, stärker auf Top-Down-Prozesse zugegriffen werden muss“, erklärt Sauer. Gemeint ist damit der vermehrte Einbezug von Aufmerksamkeit, Erwartungen und Vorwissen für die Verarbeitung visueller Informationen.
Durch die Unschärfe fehlen dem Gehirn also Informationen, die es bräuchte, um im gewohnten Automatikbetrieb zu laufen. Wenn das Bild so unscharf ist, dass die automatischen, intuitiven Prozesse zur Einordnung des Gesehenen nicht ausreichen, muss das Gehirn zusätzliche Aufmerksamkeit auf das Sehen lenken – das Gehirn muss mehr interpretieren, ergänzen, vermuten.
Das hat einen Preis, denn die Konzentration, die ins Sehen fließt, fehlt an anderer Stelle. „Mit anderen Worten: Wir müssen mehr darüber nachdenken, wie die visuelle Information zu interpretieren ist, was Aufmerksamkeit von anderen wichtigen Denkaufgaben abziehen kann.“
So geht’s weiter mit der Forschung.
Im Prinzip heißt das: Dieselbe Aufgabe – in unserem Fall Sehen – wird anstrengender. „Für den Alltag von Brillenträgern stellt sich deshalb die Frage, wie sich die erhöhte Konzentrationsanforderung bei unscharfem Sehen langfristig auf das Wohlbefinden auswirken kann. Für anhaltend hohe kognitive Belastung allgemein gibt es Hinweise auf mentale Erschöpfung und Konzentrationsschwäche“ so Sauer. Wie groß der Anteil der Unschärfe daran genau ist, sei allerdings noch offen: „In welchem Ausmaß das speziell durch Unschärfe beeinflusst wird, ist eine wichtige Frage für zukünftige Forschung.“
Abgeschlossen ist das Thema für Sauer und sein Team deshalb noch lange nicht. Als Nächstes wollen die Forscher herausfinden, in welchen Situationen Unschärfe den Kopf besonders stark fordert, denn Lesen, Bildschirmarbeit oder Tätigkeiten, bei denen Auge und Hand zusammenarbeiten, stellen ganz unterschiedliche Anforderungen.
Außerdem interessieren sie sich für die Unterschiede zwischen einzelnen Menschen. „Wir können uns bis zu einem gewissen Grad an unscharfe Bereiche in der Brille anpassen und auch bei unscharfer Sicht möglicherweise Strategien entwickeln, um fehlende oder weniger präzise visuelle Informationen auszugleichen“, sagt Sauer. „Hier wäre es spannend zu verstehen, ob und warum manche Personen besser zurechtkommen als andere und welche Rolle dabei beispielsweise die individuelle Erfahrung spielt.“
Was können Augenoptiker für die Beratung mitnehmen?
Für die Beratung im Geschäft steckt in den Ergebnissen schon jetzt eine wichtige Botschaft: Auch wenn die unscharfe Sicht subjektiv zunächst nicht stört, kann sie mit der Zeit belastend sein. „In vielen alltäglichen Aufgaben können wir erhöhte Anforderungen durch mehr Konzentration und Aufmerksamkeit ausgleichen“, erklärt Sauer. Es gelingt einem dann zwar, die Sehaufgabe zu lösen, ohne dass man eine Abnahme der Leistung wahrnimmt – auf Dauer können solche visuell anspruchsvollen Situationen es aber trotzdem anstrengend und ermüdend sein.
„Für Augenoptiker können deshalb neben der Sehschärfe auch die Beschwerden und das Verhalten des Kunden wichtige Hinweise geben: Fühlt sich das Sehen anstrengend an? Treten bei längeren visuellen Aufgaben Beschwerden auf?“ Wenn ein Kunde dann von Müdigkeit, Konzentrationsproblemen oder Beschwerden bei längeren Sehaufgaben berichtet, lohnt es sich, genau hinzuhören.
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