Effizientere Karten entwickeln

Navigationssysteme in Autos oder Mobiltelefonen spielen eine immer wichtigere Rolle bei der räumlichen Orientierung und Navigation. Die kognitive Karte, die bei der Verwendung digitaler Navigationsgeräte im Kopf der Nutzenden entsteht, ist jedoch viel fragmentierter, unvollständiger und ungenauer als die räumlichen Vorstellungen, die beim Lesen einer herkömmlichen gedruckten Karte entstehen. Da die Abhängigkeit von digitalen Geräten immer größer wird, besteht ein dringender Entwicklungsbedarf nach effizienteren Kartendarstellungen in Navigationssystemen, die die Orientierungsfähigkeit fördern, statt sie zu reduzieren.

Um diesem Defizit zu begegnen, möchte Frank Dickmann in seinem Projekt "A novel approach to improved navigation performance through memory triggering maps" - kurz InnerMap - kartografische Visualisierungen entwickeln, die auf interne Gehirnprozesse aufbauen. Neurowissenschaftliche Studien haben Gehirnzellen wie place cells und grid cells identifiziert, deren Aktivitätsmuster mit Navigationsprozessen in Verbindung stehen. So konnte bei Tierversuchen und indirekt auch bei Menschen gezeigt werden, wie Umweltreize wie Wände oder Grenzen die Aktivität von grid cells im Gehirn beeinflussen.

Gehirnzellen zum Feuern anregen

Die grundsätzliche Wirkung solcher Strukturen auf die Zellaktivierung könnte genutzt werden, um das Orientierungsvermögen zu verbessern. Denn die räumlich-orientierten Zellen sind bei Menschen nicht nur während der Bewegung im Raum aktiv, sondern auch dann, wenn die Bewegung lediglich imaginiert wird, wie etwa beim Kartenlesen. Die Aktivität von grid cells im Gehirn sollte sich daher auch durch Kartenzeichen, die beim Lesen einer (Bildschirm-)Karte wahrgenommen werden, stabilisieren lassen. Dazu werden markante Linien oder grafische Muster auf der Karte eingetragen, die geeignet sind, das Feuern von grid cells zu unterstützen. Die Navigation mit Karten, die mit einer solchen Zellaktivierung einhergehen, könnte somit den Aufbau der inneren Karte erheblich beschleunigen und zu einer verbesserten Gedächtnisleistung führen.

Um Visualisierungsmechanismen zu identifizieren, die die Zellaktivitäten im menschlichen Gehirn unterstützen, sind zahlreiche empirische Studien vorgesehen. Dabei werden die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT), elektroenzephalografische (EEG) Messungen, virtuelle Realität und auch Verhaltensstudien (Eye Tracking) zum Einsatz kommen.