Zukunft strategisch gestalten – Blogreihe zum Metaverse
Ein Team arbeitet gemeinsam an einer komplexen Aufgabe. Ideen entstehen, Blicke treffen sich, jemand übernimmt spontan die Führung, ein anderer ergänzt. Die Aufmerksamkeit der Teilnehmenden springt zwischen Bildschirm, Gesprächspartner und eigenem Gedankengang. Was im analogen Raum selbstverständlich wirkt, ist in digitalen und immersiven Umgebungen alles andere als trivial. Wenn wir über virtuelle Zusammenarbeit im Metaverse sprechen, sprechen wir aus neurowissenschaftlicher Perspektive über ein radikales Experiment: Das Gehirn trifft auf eine Umwelt, für die es evolutionär nicht optimiert wurde.
Wie gestalten wir digitale Arbeitswelten so, dass sie mit den neurokognitiven Eigenschaften des Menschen kompatibel sind?
1. Das Metaverse als neuroergonomische Herausforderung: Wahrnehmung, Aufmerksamkeit und Zusammenarbeit in einer veränderten Umwelt
Was bedeutet das für Unternehmen?
Virtuelle Arbeitsräume sind nicht neutral. Sie beeinflussen:
Fehlerraten bei komplexen Entscheidungen
Geschwindigkeit von Abstimmungsprozessen
Teamkohäsion
kognitive Ermüdung
Für sicherheitskritische Teams, beispielsweise in Leitständen oder Remote-Kontrollzentren, kann veränderte Wahrnehmung der (digitalen) Realität zu subtilen Koordinationsfehlern führen. Diese Fehler sind selten offensichtlich, wirken aber kumulativ auf Performance und Sicherheit. Für die Entwicklung und den Einsatz von virtuellen Arbeitsräumen bedeutet das: Sie sollten nicht nur funktional, sondern neurokognitiv konstruiert und evaluiert werden.
Unsere zentrale Forschungsfrage lautet daher: Wie beeinflusst der Interaktionskontext – analog, screen-basiert oder immersiv – die neuronalen Mechanismen von Kooperation und Arbeit?
Schaubild 1: »Interaktionskontexte bei der Arbeit«
2. Zusammenarbeit messen, wo sie entsteht
Wir, das Team »Applied Neurocognitive Systems« des Fraunhofer IAO, untersuchen kooperatives Problemlösen entlang zweier Pole: strukturierte, zielgerichtete Aufgaben mit hohem Koordinationsdruck wie etwa Flugsicherung oder Schaltsystemüberwachung und offene, kreative Aufgaben wie Design- oder Schreibprozesse mit Fokus auf Perspektivübernahme und sozialer Flexibilität. Wir brechen komplexe Anwendungsszenarien auf validierte Untersuchungsparadigmen herunter und differenzieren so kontextspezifische neuronale Profile von Effizienz und Exploration.
Zur Erstellung dieser neuronalen Arbeitsprofile integrieren wir einige neuroergonomische, mobile Messmethoden in unsere Analysen und entworfenen Systeme, ergänzt durch periphere Physiologie sowie Video- und Audiodaten zur Kontextualisierung der Interaktion. Der methodische Mehrwert liegt in der kombinierten, realitätsnahen Datenerhebung, nicht in einer Einzelmessung. Dadurch werden Belastungsspitzen, Synchronisationsverluste und Interaktionsdynamiken quantifizierbar – jenseits subjektiver UX-Bewertungen.
Neuroergonomische Methoden:
EEG: Elektrische Dynamik in Millisekunden
EEG misst elektrische Aktivität kortikaler Netzwerke mit hoher zeitlicher Auflösung und erlaubt die Analyse schneller Aufmerksamkeits- und Entscheidungsprozesse.
fNIRS: Hämodynamische Aktivierungsmuster
fNIRS misst Veränderungen in sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Hämoglobin mittels Infrarotlicht. Diese hämodynamischen Veränderungen zeigen regionale Aktivierungsmuster auf, etwa in sozialkognitiv relevanten Arealen wie dem temporo-parietalen Übergang.
Eye-Tracking: Fenster zum Denken
Eye-Tracking liefert durch Pupillenmessung, Blickmuster und Blinzelverhalten Indikatoren für Aufmerksamkeitsverteilung und kognitive Belastung.
Periphere Physiologie
Herzratenvariabilität, EOG oder elektrodermale Aktivität ergänzen das Belastungsprofil.
Hyperscanning: Ein kognitives System aus mehreren Köpfen
Hyperscanning ermöglicht die simultane Messung mehrerer Personen und die Analyse interpersoneller neuronaler Synchronisation. Kooperation wird hier nicht als Summe individueller Leistungen verstanden, sondern als dynamisches System aus miteinander gekoppelten Gehirnen. Diese Methode erlaubt es, reale Teamprozesse in ihrer Wechselwirkung zu analysieren.
Schaubild 2: »Neuroergonomie: Hyperscanning mobil und multimodal umsetzen«
3. Wie Unternehmen ihre neuroergonomische Metaverse-Anwendung angehen können
Die Kombination aus immersiven Arbeitsumgebungen und neuroergonomischer Messung ermöglicht es, virtuelle Zusammenarbeit nicht nur zu beobachten, sondern systematisch zu gestalten. Für Unternehmen stellt sich daher vor allem eine praktische Frage: Wie lässt sich ein solcher Ansatz sinnvoll in bestehende Arbeitsumgebungen integrieren?
Unternehmen, die heute in neuroadaptive Technologien investieren, schaffen die Grundlage für resilientere, leistungsfähigere Teams und kognitiv nachhaltige Arbeit in virtuellen Räumen. Ein realistischer Einstieg erfolgt schrittweise.
Zu Beginn bieten sich Pilotstudien in klar definierten Anwendungsszenarien an. Dabei werden klassische Performance-Metriken (Fehlerquoten, Reaktionszeiten oder Aufgabenerfüllung) mit indirekten physiologischen Markern kombiniert. So lassen sich erste Hinweise auf kognitive Belastung oder Aufmerksamkeitsverteilung in dem spezifischen Szenario gewinnen. In einem nächsten Schritt können kritische Interaktionspunkte identifiziert und im betrieblichen Ablauf validiert werden, bevor ausgewählte Sensorik gezielt in bestehende Systeme integriert wird.
Nicht jedes Unternehmen benötigt direkte Messung neurokognitiver Prozesse. Wenn Zusammenhänge wissenschaftlich bereits gut untersucht sind, beispielsweise bei der visuellen Raumwahrnehmung, oder wenn die Anwendungssituation klar strukturiert ist, etwa bei stationären Überwachungsszenarien oder Cockpit-ähnlichen Interfaces, reichen häufig indirekte Marker aus. Dazu zählen beispielsweise Blickmuster oder Herzratenvariabilität, die als validierte Proxy-Indikatoren für Aufmerksamkeit oder kognitive Belastung dienen. Direkte Messungen werden vor allem dann relevant, wenn die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Reizen, Belastungsstufen und beobachtbarem Verhalten genauer analysiert werden sollen.
Kurzfristig sind vor allem Anwendungen realistisch, die bestehende Systeme ergänzen. Dazu gehören Evaluationsstudien zur Nutzung virtueller Arbeitsumgebungen, die Optimierung von Trainingsszenarien oder die UX-Validierung komplexer Interfaces mithilfe physiologischer Zusatzdaten.
Mittelfristig eröffnen sich darüber hinaus weitergehende Möglichkeiten. Dazu zählen adaptive Informationsdarstellungen, die sich an die aktuelle kognitive Belastung anpassen (workload-sensitive interfaces), die Informationsdichte dynamisch regulieren, sowie umfassendere neuroadaptive Plattformen, die Interaktion, Training und Entscheidungsunterstützung intelligent miteinander verbinden.
Für viele Unternehmen liegt gerade in diesem pragmatischen Vorgehen der entscheidende Mehrwert: Neuroergonomie wird nicht als futuristische Vision eingeführt, sondern als schrittweise integrierbare Methode zur Verbesserung von Mensch-Technik-Interaktion in virtuellen Arbeitsumgebungen.
4. Fazit: Menschzentrierte Technologie beginnt mit dem Verständnis des Gehirns
Virtuelle Zusammenarbeit ist kein rein organisatorisches Phänomen. Sie ist eine neurokognitive Herausforderung. Produktivität, Engagement und soziale Verbundenheit entstehen aus der Dynamik neuronaler und physiologischer Prozesse, die kontextabhängig moduliert werden. Wer diese Prozesse versteht, kann digitale Systeme gezielt gestalten. Neuroergonomisch validierte XR-Systeme werden damit zu einem strategischen Faktor für sichere Entscheidungen, stabile Zusammenarbeit und nachhaltige Produktivität.
Zukunft strategisch gestalten - Blogreihe zum MetaverseMetaverse, Extended Reality, virtuelle Welten – was steckt eigentlich dahinter? Und wie verändern diese digitalen Räume unsere Arbeitswelt? Die Blogreihe beleutet, wie Unternehmen immersive Technologien gezielt einsetzen – von kollaborativer Produktentwicklung bis zur datenbasierten Entscheidungsunterstützung.
Leselinks:
Fraunhofer IAO | Mensch-Technik-Interaktion
