MediTECH Electronik GmbH - Warnke-Verfahren: Hören - Sehen - Bewegen

Ordnungsschwellen-Messung und ihre Tücken



In der deutschsprachigen Literatur taucht der Begriff der Ordnungsschwelle(1) erstmals 1985 in „Grenzen des Bewußtseins“(2) von Prof. Ernst Pöppel. Die nächste Erwähnung findet sich 1991 in „Olaf - Kind ohne Sprache“(3) von Prof. Gerd Kegel. Beide Wissenschaftler hatten offenbar den Zusammenhang zwischen der Ordnungsschwelle und sprachlicher Kompetenz schon damals erkannt: Pöppel erwähnt die deutlich verlangsamte Ordnungsschwelle von Aphasikern, und Kegel stellt beim sprachlosen Olaf zu Beginn der Therapie eine Ordnungsschwelle von 200 Millisekunden und nach dem Spracherwerb einen Wert von 50 Millisekunden fest. Und doch sollte es noch zwei weitere Jahre dauern, bis Fred Warnke die eigentlich Bedeutung der Ordnungsschwelle für die Sprachkompetenz und für Sprachauffälligkeiten vielerlei Art erkannte und erstmals einen praktikablen Weg(4) für die Trainierbarkeit der Ordnungsschwelle aufzeigte.

Warnke ist auch die Feststellung zuzuschreiben, daß die Ordnungsschwelle kontextabhängig ist, also keinen Absolutwert darstellt, sondern in Abhängigkeit von der jeweiligen körperlichen und seelischen Verfassung - insbesondere von Streß oder gar Angst - deutliche Schwankungen aufweisen kann. Daß dies nicht vorher aufgefallen ist, dürfte daran liegen, daß Pöppel und dessen Mitarbeiter ihre Reihenmessungen überwiegend an gesunden eigenen Studenten durchgeführt haben, die zuvor über die wissenschaftliche Bedeutung der Messung informiert waren und deshalb gewiß ausgeruht zu ihrer Ordnungsschwellenmessung erschienen. Andererseits gibt es jüngere Ordnungsschwellenmessungen, mit denen die Pöppelschen Ergebnisse repliziert wurden, so daß sie als hinreichend gesichert gelten können. Pöppel selbst hat diese Werte in der Neuauflage seines Buches „Grenzen des Bewußtseins“(5) noch einmal ausdrücklich bestätigt.

Frau Dr. Sabine Elisabeth Veit verdanken wir Erkenntnisse(6), daß Kinder etwa mit 9 ... 10 Jahren die von Pöppel ermittelten typischen Ordnungsschwellenwerte von 30 ... 40 Millisekunden erreichen, daß man darunter für jedes Lebensjahr etwa 10 Millisekunden hinzufügen sollte und daß sprachauffälige Kinder etwa doppelt so hohe Ordnungsschwellenwerte aufweisen wie ihre gleichaltrigen unauffälligen Mitschüler. Allen bis hierher erwähnten Ordnungsschwellenmessungen ist eines gemeinsam: Sie wurden von Wissenschaftlern mit breiter Erfahrung auf diesem Arbeitsgebiet oder unter deren Leitung durchgeführt. Tatsächlich wurde für alle bis hierher erwähnten Messungen sogar dasselbe Gerät verwendet, das auf Veranlassung von Pöppel als Einzelanfertigung entstanden war und Stimuli in Gestalt von Klicks von einer Millisekunde mit stufenweise veränderbarem zeitlichen Abstand zu erzeugen erlaubte. Dieser Abstand wird auch als Inter-Stimulus-Intervall (ISI) bezeichnet.

Die Klick wurden den beiden Ohren des Probanden in einer Zufallsreihenfolge zugeführt. Der Proband hatte jeweils zu entscheiden, auf welchem Ohr er den ersten Klick gehört zu haben glaubte. Er mußte somit eine Reihenfolge, also eine Ordnung herstellen - daher der Begriff „Ordnungsschwelle“. Anfänglich wurde bei jeder Messung das ISI so gewählt, daß der Proband voraussichtlich die 80% Trefferquote, auf die man sich verständigt hatte, erreichen konnte. Immer wenn dies geschehen war, wurde das ISI um beispielsweise 10 Millisekunden verringert. So gelangte man in jenen Pioniertagen der Ordnungsschwelle dank der solcherart raschen Annäherung an den Zielwert zu erfreulich übereinstimmenden und gut reproduzierbaren Ergebnissen führten wonach die auditiven, visuellen und taktilen Ordnungsschwellen von Gesunden ab etwa 10 Jahren zwischen 30 Millisekunden liegen.

Erstmals ausführlich dargestellt wurde die oben bereits kurz erwähnte Kontextabhängigkeit der Ordnungsschwelle von F. Warnke(7) im Jahre 1995. In diesem Buch stellt er auch den von ihm entwickelten Brain-Boy® vor, in dem die Ordnungsschwelle vom Probanden selbst, also ohne fremde Hilfe, automatisch ermittelt werden kann. In diesem Gerät wurde auch die Lehre seines Deutschen Patentes(8) angewendet, die in einer Verkopplung auditiver und visueller Ordnungsschwellenreize besteht. Der Wirkungsmechanismus dieses Trainings beruht auf der im Vergleich zu auditiven Reizen um etwa 40 ms verlängerten Latenz visueller Reize, so daß die letzteren als Reinforcement der ersteren wirken, wie es seit Skinner(9) wohlbekannt ist:

Vor allem die meistens im Vergleich zur visuellen Ordnungsschwelle stark verlangsamte auditive Ordnungsschwelle sprachauffälliger Kinder wird mit diesem Gerät rasch auf altersgerechte Werte verbessert, so daß die Lautsprache nun feiner segmentiert und so auch rascher und sicherer perzipiert und produziert werden kann, wie einer der Altväter auf dem Gebiete der Psycholinguistik(10) mehrfach nachgewiesen hat.

Aber die Kontextabhängigkeit der Ordnungsschwelle sprach sich offenbar nicht schnell genug herum. Sie tritt nämlich offenbar auch dann auf, wenn die Inkremente für die Veränderung der Ordnungsschwelle schon weit vor der Annäherung an den Zielwert so gering bemessen werden, daß der Proband schlicht infolge des Erreichens seiner zeitlichen Konzentrationsgrenze keine zutreffenden Antworten auf die Reizpärchen mehr zu geben vermochte. Diese Erfahrung fand der Privat-Dozent Dr. R. Maier von der Klinik für Kommunikationsstörungen zu Mainz beim Messen der Ordnungsschwellen an mehr als einem Dutzend seiner Kollegen bestätigt, über die er anläßlich der Wissenschaftstagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP) in Hannover 1997 vortrug:

Maier begann seine Messung grundsätzlich mit einem ISI von 300 Millisekunden. Bei jedem richtig erkannten Reizpärchen wurde das ISI um drei Millisekunden verringert. Bis zum Erreichen von 200 Millisekunden mußte der Proband also schon 33 richtige Antworten gegeben haben. Von 200 Millisekunden abwärts verringerte sich das ISI bei richtigen Antworten nur noch um zwei Millisekunden. Weitere 50 richtige Antworten waren also erforderlich, um 100 Millisekunden zu erreichen. War der Proband hier angekommen, so wurde das ISI für jede richtige Antwort nur um eine Millisekunden vermindert. Maier berichtet, daß die Durchschnittswerte seiner akademischen Kollegen bei 70 Millisekunden lagen und stellt die Pöppelschen Werte infrage. Für das Erreichen dieser 70 Millisekunden war also eine fehlerfreie Kette von 100 richtigen Antworten erforderlich. Da für jede falsche Antwort je ein Fehler auch nur bei jedem zehnten Reizpärchen hatte fast eine Verdoppelung dieser Zahl zur Folge. Deshalb darf angenommen werden, daß Maiers Kollegen beim Erreichen von 70 Millisekunden ihren Ermüdungspunkt erreicht bzw. schon überschritten hatten.

Eine weitere Messmethode, über die Einzelheiten bisher - sicher aus guten Gründen - nicht veröffentlicht wurden, wurde zunächst in der Dissertation von Dr. Marc Wittmann, anschließend aber in mehreren weiteren Arbeiten benutzt, die überwiegend ebenfalls abenteuerliche Ordnungsschwellenwerte erbrachten. Der Algorithmus selbst ergab sich nicht aus der Dissertation; hier zieht sich Wittmann in bewährter Weise auf andere Autoren (Jiri Matek, Prag) zurück. Damit ist weiterhin unklar, mit wieviel Reizpärchen der Proband typischerweise beaufschlagt wird. Dennoch sind die nachstehenden Ungereimtheiten nicht zu übersehen:

Als Kontrollgruppe nahmen an der erwähnten Wittmann-Untersuchung Patienten mit orthopädischen Problemen ohne Beeinträchtigung des Nervensystems teil. Dabei fällt sogar Wittmann selbst auf, dass diese hirngesunde Kontrollgruppe mit 58,4 ms auffällig nach oben von den Pöppel-Werten (20...40 ms) abweicht. Das führt Wittmann nicht etwa auf sein Messverfahren zurück, sondern er nennt stattdessen folgende Möglichkeiten:

Es könnte sich um einen generellen Hospitalisierungseffekt handeln, da sich die siebzehn Patienten zum Zeitpunkt der Testung gerade in der rehabilitativen Behandlung ihrer orthopädischen Probleme befanden. (Als Kontrollgruppe eine nur organisch hirngesunde, aber möglicherweise aber psychisch stark belastete Population zu wählen, ist zumindest sehr mutig.) Ein weiterer Faktor könnte laut Wittmann das Alter dieser Patienten in der Kontrollgruppe von über 50 Jahren sein: Vielleicht reagierten, so Wittmann, Patienten in diesem Alter aus Unsicherheit häufiger mit der - ihnen zuvor als zulässig bezeichneten - Angabe "gleichzeitig", die aber stets als falsch gewertet wird, und verlieren dadurch die sonst positiv in die Bewertung eingehenden Zufallstreffer.

Wieweit es wissenschaftlich vertretbar ist, als Kontrollgruppe für eine Dissertation auf eine Population mit derartigen Handicaps zurückzugreifen, bleibe hier dahingestellt. Vielmehr drängt sich hier die Vermutung auf, dass auch der Wittmann-Algorithmus in dem Bemühen um möglichst exakte Endwerte nicht die Ordnungsschwellen der Probanden, sondern ebenfalls deren "point-of-fatigue" ermittelt hat.

Daß auch der Zufall beim Messen der Ordnungsschwelle mitspielt und beachtet sein möchte, mußte der Psycholinguistik-Student Alexander Steffen schmerzlich bei seiner Magisterarbeit(11) erfahren: Bei dieser Arbeit hatte Steffen es sich zum Ziel gesetzt, zwei Meßverfahren, die auf einem der inzwischen handelsüblich verfügbaren Meßgeräte gewählt werden konnten, miteinander zu vergleichen. Auch er befolgte dabei die Regel, daß eine Trefferquote von 80% als Voraussetzung für die Wertung eines bestimmten ISI galten. Das betreffenden Industriegerät ermöglichte dem jeweiligen Benutzer, diese Trefferquote entweder durch 4 Richtige bei 5 Versuchen, durch 8 Richtige bei 10 Versuchen oder durch zwölf Richtige bei 15 Versuchen darzustellen. Jeder Anfänger in der Statistik weiß, daß dabei die Wahrscheinlichkeit, durch Zufall ein zutreffendes Ergebnis zu erzielen, von der Zahl der Versuche pro ISI nach der folgender Tabelle abhängig ist:

Anspruch der Messung Zahl der Reizpärchen pro ISI Zufallswahrscheinlichkeit(12) von 80% Richtigen
Screening 5 18,75 %
Klinisch ... Wissenschaft 10 5,47 %
Wissenschaft 15 1,71 %

Aber Steffen beachtete diese elementare Regel nicht. Er wunderte sich, daß bei seinen Meßreihen von 4 Richtigen aus 5 Versuchen häufig genug ein Teilnehmer bei einem bestimmten ISI versagte, dagegen bei einem kürzeren ISI wieder Erfolg hatte. Als ihm im Verlaufe seiner Magisterarbeit klar wurde, daß er die Zufallswahrscheinlichkeit unbeachtet gelassen hatte, hatte er offenbar den „Point of no return“(13) schon überflogen. Statt die verunglückte Arbeit neu zu beginnen, erweckt er den Eindruck, die unbefriedigenden Meßergebnisse seien auf das verwendete Gerät zurückzuführen, obwohl dieses mühelos die Zahl der Reizpärchen zwischen 5, 10 und 15 zu verändern erlaubte.


  1. Die Ordnungsschwelle ist diejenige Zeitspanne, die zwischen zwei Sinnesreizen mindestens verstreichen muß, damit diese getrennt wahrgenommen und in eine Reihenfolge gebracht werden können. Sie liegt bei nach den Messungen von Pöppel et al. bei Gesunden in allen Modalitäten bei 30 ... 40 Millisekunden
  2. Erstauflage vergriffen, siehe Fußnote (5)
  3. G. Kegel „Olaf, Kind ohne Sprache”, Westdeutscher Verlg., ISBN 353111865-X, S. 69-85
  4. Deutsches Patent 43 18 336, Anmeldung 02. 06. 1993, Erteilung 01. 06. 1994, „Verfahren und Vorrichtung zum Training der menschlichen Ordnungsschwelle”
  5. E. Pöppel „Grenzen des Bewußtseins”, Insel-Verlag (1997) ISBN 3458168 788
  6. S. E. Veit „Sprachentwicklung, Sprachauffälligkeit und Zeitverarbeitung - eine Longitudinalstudie”, 1992, Dissertation an der Ludwig-Maximilians-Universität zu München
  7. F. Warnke, „Der Takt des Gehirns ...”, VAK-Verlag Freiburg, (1995), ISBN 3-924077-71-1
  8. Deutsches Patent 43 18 336, „Verfahren und Vorrichtung zum Training der menschlichen Ordnungsschwelle”
  9. B. F. Skinner / W. Correll „Denken und Lernen“, 1976, Hahner-Verlagsgesellschaft, Aachen, ISBN 3-89294-153-X
  10. G. Kegel „Olaf, Kind ohne Sprache”, Westdeutscher Verlg., ISBN 353111865-X, S. 69-85
  11. A. Steffen „Zur Bestimmung der Ordnungsschwelle: ein experimenteller Verfahrensvergleich“ Hausarbeit zur Erlangung des Magistergrades an der Ludwig-Maximilians-Universität München
  12. Zufallswahrscheinlich bedeutet, bei wieviel Prozent der Meßreihen der Proband durch Zufall auf 80% Richtige gelangen kann
  13. Begriff aus der Luftfahrt, der den Punkt einer Flugroute bezeichnet, an dem der Treibstoff nicht mehr für den Rückflug zum Heimathafen ausreicht

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