Welche kognitiven Funktionen setzen wir bei Pac-Man ein?

Der Psychologe Javier Tomás erläutert, welche kognitiven Funktionen wir bei Videospielen wie Pac-Man einsetzen.

Wir kennen das Spiel alle. Das Ziel ist einfach. Ein gelber Ball mit eigenem Leben muss alle gelben Kugeln fressen, ohne von den Geistern gefangen zu werden. Dabei helfen ihm spezielle Pillen, die ihn unbesiegbar machen und es ihm ermöglichen, die Gewänder der Geister zu fressen (eine gute Analogie zum Bewusstsein: Ein Geist ohne Gewänder – ohne Körper – kann nichts tun). Der Herr (oder das Ding) heißt Pac-Man, weil die lautmalerische Bezeichnung für Kauen im Japanischen „Pac-Pac“ lautet. Sein Design basiert auf einer Pizza, aus der man ein Stück herausgeschnitten hat.
Pac-Man ist einer der Ursprünge dessen, was wir heute bei NeuronUP machen: Spiele, die spielerisch sein sollen, aber der Rehabilitation dienen. Anders als Pac-Man, ein Unterhaltungsspiel, das gelegentlich als Rehabilitationsmethode eingesetzt wurde (und dem dafür entwickelte Variablen fehlen). Dennoch gibt es grundlegende kognitive Prozesse, die wir mit Pac-Man rehabilitieren können.

Kognitive Prozesse, die mit Pac-Man rehabilitiert werden können:

• Verarbeitungsgeschwindigkeit.
• Daueraufmerksamkeit, da der Nutzer ein bestimmtes Aktivierungsniveau aufrechterhalten muss, um das Spiel zu spielen.
• Selektive Aufmerksamkeit: Nach Beginn des Spiels muss der Nutzer auswählen (auf diesen Punkt gehen wir später noch ein), zu welchem räumlichen Punkt er sich bewegen möchte.
• Alternierende Aufmerksamkeit: Der Nutzer muss die Geister im Auge behalten. Nicht nur, um anschließend seine Fluchtmöglichkeiten einzuschätzen, sondern auch, um die „Fluchtroute“ festzulegen.
• Räumliche Orientierung. Nicht nur auf dem Spielfeld. Bei Pac-Man müssen wir Rückschlüsse darauf ziehen, an welcher Stelle – auf der gegenüberliegenden Seite des Bildschirms – wir erscheinen werden. An diesem Punkt wäre es interessant, sich zu fragen: Was wäre, wenn wir Pac-Man aus der Ich-Perspektive konzipieren würden? Wir würden Wände sehen und müssten wesentlich komplexere räumliche Beziehungen herstellen. Außerdem ziehen wir Schlussfolgerungen, die den Weg mit der Geschwindigkeit und dem verbleibenden Raum verknüpfen (bevor uns ein Geist fängt).

Doch neben diesen grundlegenden Prozessen gibt es weitere mit höheren Anforderungen an die exekutiven Funktionen. Einige sind stärker automatisiert als andere (exekutive Prozesse erfordern nicht immer bewusste Kontrolle).

Beispiel für weitere Pac-Man-Prozesse mit höheren Anforderungen an die exekutiven Funktionen:

• Zeitschätzungen: Wie lange hält die Immunitätspille an (versuchen Sie, eine Pac-Man-Version ohne akustische oder visuelle Hinweise zu spielen)? Oder wie lange brauchen die Geister, um aus der Geisterbox zurückzukehren.
• Kognitives Set-Shifting: Es ist sehr interessant, Perseverationen bei Patienten zu beobachten, die Pac-Man spielen und nicht in der Lage sind, ihre Strategie zu ändern. Normalerweise gibt es im Spiel einen Punkt, an dem man entscheiden muss:

„Wenn sich ein Geist (oder mehrere) in meiner Nähe befindet, FLIEHE ich oder WARTE – abhängig vom Algorithmus des Geistes –, solange die Kraftpille nicht nah genug ist“.

•  Einschätzung von Möglichkeiten: Hier scheitern wir alle. Wenn wir einschätzen, einen bestimmten Punkt zu erreichen, uns die Geister aber fangen (weil wir die Möglichkeiten falsch berechnet haben, weil der Geist seinen Handlungsplan geändert hat oder weil eine neue Variable – ein weiterer Geist – sich dem Angriff anschließt). Diese Entscheidung wird an den Kreuzungen des Spiels getroffen. Daher sind das kognitive Set-Shifting und die kognitive Flexibilität wichtig.
• Planung: Sie führt dazu, dass wir Strategien zur Strukturierung des Raums in Abhängigkeit von den Kugeln und Leben auswählen, die uns zur Verfügung stehen. Außerdem legen wir allgemeine Handlungspläne fest, um das Spielfeld zu bewältigen.

Wie können wir mit diesem Spiel das Arbeitsgedächtnis verbessern?

Das Arbeitsgedächtnis bezieht nicht nur die meisten genannten Funktionen ein, sondern aktualisiert auch fortlaufend unseren Zustand auf dem Bildschirm und wählt Handlungspläne aus. Wenn wir scheitern, analysiert es den Fehler, den wir gemacht haben, um neue Handlungsrichtlinien festzulegen.

Die Geister wurden mit unterschiedlichen Algorithmen programmiert, um Pac-Man aus verschiedenen Positionen „anzugreifen“. In vielen Levels bewegen sie sich auf diese unterschiedliche, aber stufenweise Weise direkt auf Pac-Man zu. In anderen Fällen verteilen sie sich auf die vier Ecken des Bildschirms.

Es gibt Bewegungen, die wir vorhersehen können. Wenn wir wissen, dass ein orangefarbener Geist niemals von einer Seite aus angreift, können wir vorhersagen, dass es am sinnvollsten ist, abzuwarten, bis dieser Geist seine Bewegung beendet hat. Verleihen wir den Geistern also eine Persönlichkeit? Eine interessante Frage, die sich auf das wirkliche Leben übertragen lässt: Sind wir Menschen Algorithmen, die sich auf einigermaßen stabile Weise verändern? Herr Iwantani, der Entwickler des Spiels, erklärt, dass die Geister zu diesem Zweck konzipiert wurden. Tatsächlich treten wir gegen die Maschine an, die in den Geistern personalisiert ist. Vielleicht besteht das Ziel des Spiels (zumindest eine der Lösungsstrategien) darin, die charakteristischen Muster jedes einzelnen Geistes zu erkennen.

Wenn du scheiterst, gehst du ein Level zurück

Ein weiterer Schlüsselbegriff bei Pac-Man (in den Originalversionen) ist, dass man bei einem Fehler in einem Level mit einem niedrigeren Level beginnt (in anderen Versionen beginnt man das neue Leben mit den verbleibenden Kugeln). Auf jeden Fall interessant. Auch wir übertragen diese Idee auf die computergestützte Rehabilitation: Wenn man auf einem niedrigeren Level beginnt, erhält der Patient ein positives Feedback (in einem niedrigeren Level ist es wahrscheinlicher, dass er richtig liegt), wodurch weniger Frustration entsteht und die Motivation steigt.

Tatsächlich wäre die Einführung von Früchten eine Variable, die das Ziel des Spiels beeinflussen könnte. Der Nutzer kann sich fragen: Was ist mein Ziel – das Spiel zu beenden, ohne die Fruchtboni zu berücksichtigen, oder eine möglichst hohe Punktzahl zu erreichen? Derselbe Strategieplan gilt für die Geister: Fresse ich sie, während ich das Spielfeld räume, oder gehe ich direkt auf sie los?

Verbesserung kognitiver Funktionen: Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis

Wahrscheinlich sind diese Entscheidungsmuster nicht festgelegt. Derzeit gibt es einige offene Forschungslinien zu „unscharfen“ Systemen der künstlichen Intelligenz, die versuchen, die menschliche Denkweise nachzuahmen – die nicht vollständig logisch ist. Was die durchgeführten neuropsychologischen Untersuchungen betrifft, kommen die wichtigsten zu dem Schluss, dass sich bei gesunden Personen die Reaktionszeiten verbessern und bei Personen mit kognitiven Beeinträchtigungen die Aufmerksamkeit, die räumliche Orientierung und das Arbeitsgedächtnis. Der Effekt erstreckt sich nicht auf andere Bereiche wie die exekutiven Funktionen.

Zum Abschluss überlasse ich euch eine alternative Konzeption des Spiels, in der Pac-Man der Astronaut Peckmann ist, eingeschlossen in seinem labyrinthartigen Raumschiff.

Ein schönes Wochenende!

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