Navigationsforschung schließt häufig die Umwelt aus. Das beginnt sich zu ändern.

Bei einer Reise nach Sibirien im Jahr 2019 nahm der kognitive Wissenschaftler Pablo Fernandez Velasco an einer Verlosung mit den Rentierzüchtern der Region Evenki teil. Zu den Preisen gehörten ein Fußball, Tee, ein tragbares Radio, ein GPS-Gerät und andere Kleinigkeiten. Ein Hirte in Velascos Gruppe gewann das GPS. "Ich dachte [dass] das einer der luxuriöseren Preise war", sagt Velasco von der University of York in England. "Er war niedergeschlagen."

Der Hirte, der das Radio im Auge hatte, hatte keine Verwendung für ein GPS. Er und andere Evenki-Hirten navigieren durch die weite Taiga, indem sie auf ihren eigenen Gang und das Verfolgen von Ortsnamen, Pfaden und Flussmuster achten, eine Reihe von Strategien, die Velasco und die Geografin Anna Gleizer von der University of Oxford zuvor beschrieben haben.

Aber solche Navigation in der realen Welt bleibt unterforscht. Stattdessen haben Forscher lange Zeit damit verbracht, zu untersuchen, wie Teilnehmer, hauptsächlich aus dem Westen, auf einem flachen Computerbildschirm "navigieren". Solche Studien eliminieren die laute Umgebung, einschließlich Baumkronen, Tierwelt, wetterbedingte Ereignisse und andere Vorkommnisse, um maximale Kontrolle sicherzustellen.

Indem sie die Umwelt als fix behandeln - wie es in der Hirn- und Verhaltensforschung üblich ist - arbeiten Wissenschaftler unter der Annahme, dass Menschen unabhängig von ihrem kulturellen oder Umfeldverhalten gleich handeln, schreiben der Neurowissenschaftler Hugo Spiers von der University College London und Kollegen in einem zukünftigen Artikel der Royal Society Open Science. Dennoch deutet jahrzehntelange Forschung darauf hin, dass Erkenntnisse aus dem Labor nicht zwangsläufig auf das echte Leben übertragen werden.

"Man kann im Labor in den Vereinigten Staaten arbeiten und alles einwandfrei funktionieren lassen und dann raus ins Feld gehen und alles bricht zusammen", sagt die Umweltanthropologin Helen Davis von der Arizona State University in Tempe.

Spiers und Mitarbeiter argumentieren, dass Forscher aufhören sollten, reduktionistische Ansätze zu verwenden, die Umwelt "Lärm" eliminieren. Das Hinzufügen der Außenwelt zur Forschung ist komplexer. Aber neuere Werkzeuge ermöglichen es den Forschern, diese breitere Welt ins Labor zu bringen oder umgekehrt, während sie immer noch ein hohes Maß an Kontrolle gewährleisten können.

Navigationsforschung bewegt sich von der zweidimensionalen Welt auf einem Computerbildschirm in eine realistischere dreidimensionale Welt, sagt Gabriella Vigliocco, eine kognitive Wissenschaftlerin ebenfalls an der UCL und Mitautorin des Royal Society Papers. Die Arbeit hilft nicht nur Forschern dabei, besser zu verstehen, wie Menschen ihre Umgebung navigieren. Die Ergebnisse haben Auswirkungen darauf, was wir über die menschliche Entwicklung, die öffentliche Gesundheit und die menschliche Psyche wissen.

Bedenken hinsichtlich der Erforschung menschlichen Verhaltens in unnatürlichen Laborumgebungen reichen Jahrzehnte zurück.

“Um sich wie Wissenschaftler zu verhalten, müssen [experimentelle Psychologen] Situationen konstruieren, in denen unsere Probanden vollständig kontrolliert, manipuliert und gemessen werden”, schrieb der britische Psychologe Don Bannister 1966 im Bulletin der British Psychological Society. "Wir konstruieren Situationen, in denen sie sich so wenig wie möglich wie Menschen verhalten können, und wir tun dies, um uns selbst Aussagen über die Natur ihrer Menschlichkeit zu ermöglichen."

Aber das Einrichten rigoroser, reproduzierbarer Experimente mit der unordentlichen, unvorhersehbaren Umgebung war einfach zu schwer, sagt Vigliocco. "Jetzt sind die Werkzeuge da."

Ein Beispiel ist das Videospiel Sea Hero Quest, bei dem die Menschen ein Boot auf der Suche nach mystischen Meereskreaturen navigieren. Seit der Einführung im Jahr 2016 haben über 4 Millionen Menschen aus 193 Ländern das Spiel gespielt. Das hat den Forschern einen Schatz an Navigationsdaten geliefert, die es ihnen ermöglicht haben, zu untersuchen, wie Menschen durch verschiedene Umgebungen navigieren.

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Eine der Erkenntnisse aus diesen Daten ist, dass Landkinder in dem Videospiel besser darin sind, Ziele zu finden, als Stadtkinder, berichteten Spiers und Kollegen 2022 (SN: 4/1/22). Das liegt daran, dass Stadtkinder wahrscheinlich damit aufgewachsen sind, auf ordentlich angelegten Straßen zu wandern, während Landkinder hätten umherirren müssen und sich auf verschlungenen ländlichen Wegen verirrt hätten.

Sea Hero Quest lässt die Teilnehmer jedoch immer noch auf einem Gerät navigieren, ohne dass Bewegung erforderlich ist, und basiert auf der Orientierungssuche mit Hilfe des Sehens. Und die Annahme, dass Menschen überall hauptsächlich mithilfe des Sehens navigieren, ist schlicht falsch, schrieben Velasco und Spiers im Januar in Trends in Cognitive Sciences.

Ihre Überprüfung der ethnografischen Literatur förderte zahlreiche Studien zutage, die zeigten, dass Navigation multisensorisch ist. Beispielsweise können Batek-Menschen, die durch die dichten Regenwälder Malaysias gehen, wo die Sicht oft eingeschränkt ist, durch Vogelgesang navigieren. Anderswo halten sich Menschen orientiert, indem sie auf Muster in den Sternen, Schneeverwehungen, Seetang, die Meereswellen und zahlreiche andere Hinweise achten.

Dort kommen hochtechnologische Virtual-Reality-Einrichtungen ins Spiel. Sie erweitern die Grenzen der Navigationsforschung, indem sie es den Teilnehmern ermöglichen, Klänge und Gerüche zu erleben und sogar umherzugehen, wie sie es im echten Leben tun würden, alles in einer kontrollierten Umgebung. Eine solche Einrichtung, das Person-Environment-Activity Research Laboratory, oder PEARL, wurde 2021 an der University College London eröffnet und umfasst 4.000 Quadratmeter. Forscher können alles von Krankenstationen bis zu Verkehrsknotenpunkten simulieren. "Es ist sehr ähnlich wie ein Filmstudio, aber für die Forschung", sagt Spiers.

Einrichtungen wie PEARL könnten laut Spiers bahnbrechend für die Navigationsforschung sein. Aber sie haben auch Nachteile, die ihre weit verbreitete Anwendung einschränken könnten, darunter ein hoher Preis. "Die Kosten für den Betrieb beträgt glaube ich £7.000 [oder mehr als $9.000] pro Tag", sagt Spiers.

Die Arbeit im Labor und im Feld birgt jeweils einzigartige Herausforderungen, sagt Helen Davis. Aber in Kombination haben diese Ansätze rigorose Studien ermöglicht. "Was ich wirklich cool finde ... ist, dass es jetzt diese Vermischung von Feldforschung und Laborarbeit gibt."

Davis und ihre Kollegen haben die täglichen Bewegungen und räumliche kognitive Fähigkeiten der Tsimane im Alter von 6 bis 84 Jahren in Bolivien untersucht, indem sie mobile GPS-Geräte und Kompass montiert auf einem Stativ verwendeten. In einer Aufgabe zeigten die Teilnehmer mit dem Kompass auf ein entferntes, nicht sichtbares Wahrzeichen, ein Maß für die Fähigkeit des toten Rechnens. Die Forscher maßen die Genauigkeit der Teilnehmer, indem sie den Unterschied zwischen der korrekten Peilung und der gezeigten Peilung berechneten.

Die durchschnittliche Fehlerquote der Tsimane-Kinder im Alter von 6 bis 18 Jahren, deren GPS-Geräte zeigten, dass sie durchschnittlich über 5 Kilometer pro Tag gereist waren, betrug 40 Grad, berichteten Davis und die Anthropologin Elizabeth Cashdan von der University of Utah in Salt Lake City 2019. Das platzierte ihre Fähigkeit ungefähr auf Augenhöhe mit Erwachsenen in Salt Lake City.

Kinder in der Ovatwa-Jagd-Community in Namibia hingegen konnten mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 20 Grad zeigen, berichteten Davis und ihr Team 2021. Die meisten Ovatwa-Kinder besuchen während der Woche Internate und kehren am Wochenende nach Hause zurück - sie reisen jeweils über 20 Kilometer. Diese enorme Reichweite scheint Ovatwa-Kindern zu helfen, außergewöhnliche Navigationsfähigkeiten zu entwickeln. "Junge Kinder waren besser im toten Rechnen als Erwachsene in den USA," sagt Davis.

Geschick bei der Weganweisung ist mehr als nur ein nettes Kunststück. Die vergleichsweise schlechten räumlichen Navigationsfähigkeiten von Menschen in der westlichen Welt - verschärft, wie zunehmende Forschung nahelegt, durch die zunehmende Abhängigkeit der Menschen von GPS-Systemen - neigen dazu, als normal betrachtet zu werden, sagt Davis. Doch ihre Arbeit mit den Tsimane und anderen Jagdgemeinschaften deutet darauf hin, dass solche Fähigkeiten sehr formbar sind.

Tsimane-Kinder, die weiter reisten und auf kurvigeren Routen unterwegs waren, hatten bessere Fähigkeiten beim toten Rechnen als Tsimane-Kinder, die sich weniger erkundeten. Forscher, die Studenten von den Färöer-Inseln Dänemarks, wo Kinder typischerweise die Freiheit haben, weit von ihren Häusern entfernt ohne Erwachsenenaufsicht umherzustreifen, mit Studenten in den USA verglichen, wo die Reichweite des Herumstreifens in den letzten Jahren zurückgegangen ist, stellten eine ähnliche Diskrepanz bei den Navigationsfähigkeiten fest. Forscher beginnen zu vermuten, dass die schrumpfende Gelegenheit zum Herumstreifen möglicherweise die lebenslangen räumlichen Navigationsfähigkeiten der Menschen beeinträchtigt.

Ebenso neigen westliche Erwachsene dazu, mit zunehmendem Alter eine schlechter werdende Fähigkeit zum toten Rechnen zu zeigen. Die räumliche Desorientierung ist auch oft eines der ersten Anzeichen von Demenz. Aber dieser allmähliche Verlust der Navigationsfähigkeit ist vielleicht nicht unvermeidlich, wie allgemein angenommen wird. Stattdessen könnte ein westlicher Lebensstil - einer, bei dem der Verlust der Mobilität (und damit die Fähigkeit, zu erkunden) häufig zusammen mit dem Altern auftritt - teilweise daran schuld sein, schreiben die Autoren.

Bemerkenswerterweise beobachteten die Forscher Mobilitätsverluste - und entsprechende Zunahmen von Peilungsfehlern - bei Tsimane-Frauen im Alter von 20 bis 39 Jahren. Die durchschnittliche Tsimane-Frau hat neun Kinder, daher liegt wahrscheinlich eine erhöhte Verantwortung für die Kindererziehung diesem Rückgang zugrunde, betonen die Autoren. Die Peilungsfehler der Frauen kehrten jedoch gegen das Alter von 40 wieder zum Ausgangsniveau zurück.

"Dies lässt darauf schließen, dass man im Laufe des Lebens sowohl Zunahmen als auch Abnahmen [an Mobilität] erleben kann", schreiben die Autoren. "Falls also selbst sesshafte Personen ihre Navigationsfähigkeiten durch eine erhöhte Mobilität in jeder Lebensphase verbessern können."

Und die Fähigkeit zu wandern kann wiederum die Einstellung zum Leben beeinflussen. Evenki Rentierzüchter, wie Velasco beobachtet hat, hassen es, ihre Routen zu planen. Die Züchter betrachten den Raum stattdessen als mit Möglichkeiten beladen, als eine weitläufige Leinwand, die nicht durch vorgeschriebene Routen verunreinigt werden sollte.

Die westliche Angst davor, sich zu verirren, ist für den Evenki-Hirten unverständlich, berichten Velasco und Gleizer in ihrer aktuellen Studie. "Als wir einen Evenki-Jäger fragten, was er tun würde, wenn er sich verirren würde", sagt Velasco, "sah er uns verwirrt an und sagte: "Nun, ich würde einfach meinen Weg finden."'