Die Gesichtserkennung lässt mit zunehmendem Alter nach, was möglicherweise an der Art und Weise liegt, wie sich Ihre Augen bewegen

Ältere Erwachsene behalten möglicherweise die früher im Leben erlernten visuellen Strategien bei, aber eine nachlassende Konsistenz der Augenbewegungen könnte die Ausführung dieser Routinen erschweren, was erklärt, warum das Erkennen bekannter Gesichter mit zunehmendem Alter schwieriger wird.

Studie: Die Rolle der Konsistenz der Augenbewegungen bei der altersbedingten Verschlechterung der Gesichtserkennung. Bildnachweis: CGN089/Shutterstock.com

Eine kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichte Studie npj Wissenschaft des Lernens fanden heraus, dass ein höheres Alter mit weniger gleichmäßigen Augenbewegungen beim Betrachten von Gesichtern verbunden war, was mit zunehmendem Alter mit einer schlechteren Gesichtserkennungsleistung verbunden war.

Wie sich die Gesichtserkennung mit zunehmendem Alter verändert

Angesichts der raschen Alterung der Weltbevölkerung ist das Verständnis des kognitiven Alterns zu einer wichtigen Priorität der öffentlichen Gesundheit geworden, da ein altersbedingter kognitiver Rückgang die Lebensqualität älterer Erwachsener beeinträchtigen kann. Ein wichtiger Aspekt dieses Rückgangs ist die beeinträchtigte Gesichtserkennung, die alltägliche soziale Interaktionen erschweren kann und daher zu einem wichtigen Angriffspunkt für Interventionen geworden ist.

Die Gesichtserkennung entwickelt sich im Laufe des Lebens allmählich weiter. Während der Kindheit erlernen Menschen immer konsistentere visuelle Routinen zum Scannen von Gesichtern, während sich im frühen Erwachsenenalter individuellere oder eigenwilligere Augenbewegungsmuster herausbilden. Bei Erwachsenen ist ein stärker auf die Augen fokussiertes Scanmuster mit einer besseren Gesichtserkennung verbunden, was nach Ansicht der Autoren den hohen diagnostischen Wert der in der Augenregion enthaltenen Informationen widerspiegelt. Bei Kindern ist dieser Zusammenhang jedoch nicht zu beobachten, wahrscheinlich weil sie noch nicht gelernt haben, effizient Informationen aus diesem Teil des Gesichts zu extrahieren.

Da sich diese visuellen Routinen im jungen Erwachsenenalter gut etablieren, werden Unterschiede in der Konsistenz der Augenbewegungen weniger aussagekräftig für die Vorhersage individueller Unterschiede in der Gesichtserkennung, während individuelle Scanmuster wichtiger werden. Im Gegensatz dazu haben frühere Untersuchungen gezeigt, dass ältere Erwachsene bei Gesichtserkennungsaufgaben im Allgemeinen schlechtere Leistungen erbringen, die Unterscheidungsgenauigkeit geringer ist und die Reaktionszeiten langsamer sind.

Frühere Studien deuten auch darauf hin, dass ältere Erwachsene dazu neigen, mehr Übergänge zwischen Gesichtszügen zu vollziehen und weniger auf die Augen fokussierte Scanstrategien anzuwenden als jüngere Erwachsene. Es bleibt jedoch unklar, ob das Altern auch mit einer abnehmenden Konsistenz der Augenbewegungen einhergeht und ob dies unabhängig vom altersbedingten kognitiven Rückgang zu einer schlechteren Gesichtserkennung beiträgt.

Die Studie untersucht Kognition, Augenbewegungen und Erkennung

Kognitive Fähigkeiten wie Arbeitsgedächtnis, exekutive Funktion und visuelle Aufmerksamkeit hängen offenbar mit dem Muster und der Konsistenz der Augenbewegungen zusammen. Ein altersbedingter Rückgang dieser kognitiven Fähigkeiten könnte möglicherweise die Ursache für die zunehmende Inkonsistenz der Augenbewegungen und die Variation der Augenbewegungsmuster sein, die sich auf die Gesichtserkennung auswirken. Umgekehrt deuten andere Untersuchungen darauf hin, dass diese Parameter selbst unabhängig von einer kognitiven Beeinträchtigung zu einer verminderten Gesichtserkennungsleistung beitragen.

Die Autoren verwendeten daher die Dalhousie Computerized Attention Battery (DalCAB), um kognitive Fähigkeiten sowie Blickverfolgung und Gesichtserkennung zu untersuchen bei 301 asiatischen Erwachsenen im Alter von 40–81 Jahren unter Verwendung von Eye Hidden Markov Models (EMHMM) in einer Querschnittsstudie. Ziel war es, die relative Rolle jeder dieser Komponenten zu bewerten.

Frühere Untersuchungen haben eine größere Augenbewegungsentropie mit einer schlechteren Gesichtserkennung bei Kindern und Erwachsenen sowie einer weniger effizienten neuronalen Verarbeitung von Gesichtern, gemessen mittels Elektroenzephalographie (EEG), in Verbindung gebracht. Basierend auf diesen Erkenntnissen stellten die Autoren die Hypothese auf, dass ein zunehmendes Alter mit einer schlechteren Gesichtserkennung, weniger augenfokussierten Scanmustern und weniger konsistenten Augenbewegungen einhergehen würde.

Um diese Konsistenz zu messen, bewerteten sie sowohl die Gesamtentropie der Augenbewegungen, die die Gesamtvariabilität der Augenbewegungen widerspiegelt, als auch die C3-Entropie, die misst, wie konsistent sich die Augen beim Betrachten eines Gesichts von der zweiten zur dritten Fixierung bewegen.

Wichtigste Erkenntnisse

Höheres Alter führt zu schlechterer Gesichtserkennung

Die Forscher untersuchten zunächst mithilfe der Dalhousie Computerized Attention Battery (DalCAB), wie sich das Alter auf die kognitive Leistung auswirkt. Ein höheres Alter war konsistent mit langsameren Reaktionszeiten bei allen kognitiven Aufgaben verbunden, was auf eine allgemeine Verlangsamung der Psychomotorik sowie auf Veränderungen der Hemmungskontrolle und des verbalen Arbeitsgedächtnisses hinweist. Die Ergebnisse deuten auch auf einen möglichen Rückgang des räumlichen Arbeitsgedächtnisses und der räumlichen Orientierung hin, was mit früheren Untersuchungen übereinstimmt.

Diese altersbedingten Veränderungen spiegelten sich in der Gesichtserkennungsleistung wider. Ältere Teilnehmer zeigten eine schlechtere Unterscheidung zwischen zuvor gesehenen und neuen Gesichtern, erzeugten mehr Fehlerkennungen und brauchten länger, um zu antworten. Nach Berücksichtigung der gemessenen kognitiven Fähigkeiten blieb das Alter jedoch weiterhin mit einer schlechteren Unterscheidungskraft und einer höheren Fehlalarmrate verbunden, was darauf hindeutet, dass der kognitive Rückgang allein die Verringerung der Gesichtserkennungsleistung nicht vollständig erklären konnte.

Höheres Alter ist mit einer geringeren Konsistenz der Augenbewegungen verbunden

Anschließend untersuchten die Forscher, ob das Altern mit Veränderungen in der Art und Weise zusammenhängt, wie die Teilnehmer Gesichter visuell scannten. Entgegen ihrer Hypothese war das Alter nicht mit Veränderungen in den Augenbewegungsmustern verbunden, etwa ob sich die Teilnehmer mehr auf die Augen oder die Nase konzentrierten. Stattdessen war ein höheres Alter mit einer geringeren Konsistenz der Augenbewegungen verbunden, was bedeutete, dass die Teilnehmer bei der Betrachtung von Gesichtern weniger vorhersehbaren visuellen Scanroutinen folgten.

Nur unter Berücksichtigung des altersbedingten kognitiven Rückgangs Die C3-Entropie, ein Maß, das die Vorhersagbarkeit der dritten Augenfixierung basierend auf der zweiten Fixierung beschreibt, blieb weiterhin signifikant mit dem Alter verbunden. Explorative Analysen deuten darüber hinaus darauf hin, dass eine verringerte Konsistenz der Augenbewegungen mit einer schlechteren selektiven Aufmerksamkeit und Hemmungskontrolle verbunden ist, was darauf hindeutet, dass altersbedingte Rückgänge dieser kognitiven Prozesse es möglicherweise schwieriger machen, gut etablierte visuelle Routinen konsequent auszuführen.

Das Augenbewegungsverhalten sagt die Gesichtserkennung voraus

Obwohl das Altern in dieser Kohorte nicht mit Veränderungen der gesamten Augenbewegungsmuster verbunden war, erzielten Teilnehmer, die ein stärker auf die Augen fokussiertes Scanmuster anwendeten, eine bessere Gesichtserkennungsleistung und erzeugten weniger Fehlerkennungen. Ebenso war eine größere Konsistenz der Augenbewegungen mit einer höheren Erkennungsgenauigkeit, weniger Fehlalarmen und schnelleren Erkennungsreaktionen verbunden.

Weitere Analysen legten nahe, dass eine verringerte Konsistenz der Augenbewegungen teilweise für den Zusammenhang zwischen Alterung und schlechterer Gesichtserkennung verantwortlich sein könnte. Insbesondere beeinflusste eine geringere Konsistenz den Zusammenhang zwischen Alter und Fehlalarmrate signifikant, während ihre Auswirkung auf die Diskriminierungsempfindlichkeit nach Korrektur mehrerer Vergleiche schwächer war.

Hierarchische Regressionsanalysen zeigten, dass ein stärker auf die Nase fokussiertes Scanmuster und eine geringere Konsistenz der Augenbewegungen zusammen eine zusätzliche Variation in der schlechteren Gesichtserkennungsleistung erklären, die über die Auswirkungen des Alters und der gemessenen kognitiven Fähigkeiten hinausgeht. Diese Faktoren waren auch für zusätzliche Schwankungen bei den Fehlalarmraten verantwortlich.

Zusammengenommen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Konsistenz der Augenbewegungen im Laufe des Lebens unterschiedliche Rollen spielt. Während der Kindheit fördert eine zunehmende Konsistenz die Entwicklung der Gesichtserkennung, während im jungen Erwachsenenalter die Konsistenz aufgrund stark individualisierter Scanroutinen zu einem weniger nützlichen Prädiktor für die Erkennungsfähigkeit wird. Im späteren Erwachsenenalter scheint jedoch neben dem Scanmuster auch die Konsistenz der Augenbewegungen wieder wichtig zu werden.

Dieser Befund legt nahe, dass ältere Erwachsene das Augenbewegungsmuster/die visuelle Routine, die sie früh im Leben entwickelt hatten, nicht vollständig vergessen haben. Es könnte vielmehr der Rückgang der selektiven Aufmerksamkeit und der Hemmungskontrolle sein, der die Ausführung dieser Routinen erschwert und zu einer Verschlechterung der Konsistenz der Augenbewegungen führt.

Basierend auf früheren rechnergestützten Modellierungsstudien weisen die Autoren auch darauf hin, dass die bei älteren Erwachsenen beobachtete erhöhte Augenbewegungsentropie möglicherweise ein stärkeres Fixierungsgeräusch widerspiegelt, das mit einer nachlassenden sensomotorischen Funktion einhergeht, was die Gesichtserkennung weiter beeinträchtigen könnte.

Die Studienergebnisse lassen sich möglicherweise nicht auf alle Bevölkerungsgruppen übertragen

Die Studie wies mehrere Einschränkungen auf, die bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden sollten. Bei der Gesichtserkennungsaufgabe wurden nur Gesichter jüngerer Erwachsener verwendet, was bedeutet, dass unklar bleibt, ob die gleichen Zusammenhänge beobachtet werden würden, wenn ältere Erwachsene Gesichter erkennen, die näher an ihrem Alter sind. Darüber hinaus umfasste die Studie nur asiatische Teilnehmer, die asiatische Gesichter sahen. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Augenbewegungsmuster bei der Gesichtserkennung in verschiedenen Kulturen unterscheiden, sodass die Ergebnisse möglicherweise nicht auf andere Bevölkerungsgruppen übertragbar sind.

Bei der Studie handelte es sich außerdem um eine Querschnittsstudie, das heißt, es konnte nicht festgestellt werden, ob eine verringerte Konsistenz der Augenbewegungen zu einer Verschlechterung der Gesichtserkennung führt oder einfach damit einhergeht. Darüber hinaus waren die meisten Teilnehmer zwischen 50 und 70 Jahre alt, obwohl das Alter der Teilnehmer zwischen 40 und 81 Jahren lag, was die Generalisierbarkeit der Ergebnisse über die breitere Lebensspanne eines Erwachsenen einschränken könnte. Schließlich konzentrierte sich die kognitive Beurteilung vor allem auf Aufmerksamkeit und exekutive Funktionen, während andere potenziell relevante Fähigkeiten, wie etwa das Langzeitgedächtnis, nicht untersucht wurden.

Die Konsistenz der Augenbewegungen kann dabei helfen, die Gesichtserkennung aufrechtzuerhalten

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine altersbedingte Verschlechterung der Gesichtserkennung nicht nur mit Veränderungen der Aufmerksamkeit und der exekutiven Funktion einhergeht, sondern auch mit einer verminderten Konsistenz der visuellen Routinen, die Menschen zum Scannen von Gesichtern verwenden. Während ältere Erwachsene offenbar die individualisierten Augenbewegungsmuster beibehalten, die früher im Leben entwickelt wurden, kann ein altersbedingter Rückgang der selektiven Aufmerksamkeit und der Hemmungskontrolle die konsistente Ausführung dieser Routinen erschweren und zu einer schlechteren Erkennungsleistung beitragen.

Obwohl das Querschnittsdesign bedeutet, dass keine Kausalität festgestellt werden kann, verdeutlichen die Ergebnisse die Konsistenz der Augenbewegungen als potenzielles Ziel für zukünftige Interventionen. Längsschnittstudien werden erforderlich sein, um festzustellen, wie sich diese visuellen Routinen mit dem Alter ändern und ob ein Training zur Stärkung der Augenbewegungskonsistenz oder der Aufmerksamkeitskontrolle dazu beitragen kann, die Gesichtserkennung im späteren Leben zu bewahren.

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Quellen: