Neurokognitive Unterschiede beim Skizzieren zwischen Designaufgaben und Kreativitätstests

Warum Gehirnwellen beim Zeichnen eine Rolle spielen

Vom Gekritzel auf einem Notizblock bis hin zur Skizze für ein neues Gerät – Zeichnen ist eine der zentralen Methoden, mit denen Menschen Ideen in Sichtbares verwandeln. Arbeitet das Gehirn jedoch auf die gleiche Weise, wenn wir für einen klassischen Kreativitätstest skizzieren wie bei einer realen ingenieurtechnischen Problemlösung? Diese Studie verwendet Aufzeichnungen der Gehirnaktivität und zeigt, dass diese beiden Formen des Skizzierens teilweise unterschiedliche mentale Prozesse ansprechen und dass die experimentelle Gestaltung stark beeinflussen kann, was wir in den Gehirndaten zu sehen glauben.

Zwei sehr unterschiedliche Arten zu skizzieren

Die Forschenden arbeiteten mit 33 Ingenieurstudierenden und baten jede Person, zwei skizzenbasierte Aufgaben zu absolvieren, während sie ein tragbares Elektroenzephalografie(EEG)-Headset trugen. In der ersten Aufgabe, einem klassischen Kreativitätstest namens Torrance Test of Creative Thinking, verwandelten die Studierenden einfache geometrische Fragmente in so viele fantasievolle Zeichnungen wie möglich. In der zweiten, realistischeren Designaufgabe sollten sie ein amphibisches Fahrrad entwerfen, das sowohl an Land als auch im Wasser funktioniert: Sie wählten technische Merkmale aus einer Tabelle und skizzierten anschließend ein einziges, kohärentes Konzept. Beide Aufgaben wurden auf Papier gezeichnet, unterschieden sich jedoch im Zweck: Der Kreativitätstest belohnte offenes Spiel mit Formen, während die Designaufgabe von den Studierenden verlangte, Funktionen, Zwänge und vorhandenes technisches Wissen zu integrieren.

Wie das Experiment die Gehirnaktivität verfolgte

Um schnelle Veränderungen der Gehirnaktivität einzufangen, nutzte das Team EEG, das winzige elektrische Signale an der Kopfhaut misst. Vierzehn Sensoren über frontal-, temporal-, parietal- und okzipitalen Regionen zeichneten Aktivität in mehreren Frequenzbändern auf, von langsameren Theta-Wellen bis zu schnelleren Beta- und unteren Gamma-Wellen. Vor dem Skizzieren absolvierte jede Teilnehmerin bzw. jeder Teilnehmer zwei kurze Ruheperioden: 30 Sekunden mit offenen Augen und 30 Sekunden mit geschlossenen Augen. Diese dienten als Baseline, mit der die Forschenden die Aktivität während der Aufgaben verglichen. Statt roher Leistungswerte konzentrierten sie sich auf aufgabenbezogene Leistung (task-related power, TRP), die anzeigt, ob die Aktivität in einem bestimmten Band und an einem Ort im Vergleich zur Baseline zunahm (Synchronisation) oder abnahm (Desynchronisation). Sie untersuchten außerdem, wie stark sich die linke und rechte Gehirnhälfte voneinander unterschieden – ein Maß, das als bilaterale Asymmetrie bekannt ist.

Warum schon das Öffnen oder Schließen der Augen die Geschichte verändert

Ein wichtiger Aspekt der Arbeit war die Frage, ob die Verwendung einer Ruheperiode mit offenen oder geschlossenen Augen als Referenz die Interpretation dessen verändert, was das Gehirn beim Skizzieren tut. Frühere Kreativitätsstudien verwendeten oft eine Baseline mit geschlossenen Augen und berichteten über Abnahmen der Alpha-Aktivität während der Ideenfindung, was mit kreativem Aufwand in Verbindung gebracht wurde. Diese Studie replizierte dieses Muster für den Torrance-Test, wenn die Referenz Augen geschlossen war. Verglichen mit der Baseline mit offenen Augen – einem Zustand, der den Bedingungen beim Zeichnen und Betrachten einer Seite besser entspricht – kehrte das Muster jedoch um und zeigte Alpha-Synchronisation, also eine Zunahme der Alpha-Leistung beim Skizzieren. Die Verschiebung spiegelt wider, dass Gehirnrhythmen, insbesondere im Alpha-Bereich, natürlicherweise bei geschlossenen Augen stärker sind. Die Wahl der Baseline und nicht allein die Aufgabe kann daher bestimmen, ob Forschende zu dem Schluss kommen, dass Skizzieren eine bestimmte Hirnaktivität unterdrückt oder verstärkt.

Unterschiedliche Hirnmerkmale für Kreativitätstests und Designarbeit

Unter der realistischeren Baseline mit offenen Augen zeigten die beiden Skizzieraufgaben sowohl Gemeinsamkeiten als auch wichtige Unterschiede. In beiden verhielt sich das Beta-Band ähnlich und zeigte eine Dominanz der rechten Hemisphäre, was die Idee stützt, dass Aspekte der sensomotorischen Kontrolle und der Aufmerksamkeit beim Zeichnen geteilt sind. Die langsameren Theta- und Sub-Alpha-Bänder (die unteren und oberen Teile des Alpha-Bereichs) unterschieden die Aufgaben jedoch deutlich. In diesen Bändern zeigte die Designaufgabe allgemein stärkere Aktivitätszunahmen als der Kreativitätstest, insbesondere im linken Frontal- und im rechten temporo-parietalen Bereich. Besonders die temporalen Sensoren hoben sich bei den Designskizzen hervor, was auf einen stärkeren Einsatz visuospatialer Argumentation, Gedächtnis und Integration von Zwängen hindeutet. Gleichzeitig traten bestimmte Muster von Links-Rechts-Ungleichgewicht in frontozentralen und okzipitalen Regionen nur während des Kreativitätstests auf, was darauf hindeutet, dass bilaterale Asymmetrien in schnelleren, gammaähnlichen Rhythmen besonders empfindlich auf offene figürliche Vorstellung reagieren könnten.

Was das für das Verständnis und die Ausbildung von Designerinnen und Designern bedeutet

Insgesamt zeigt die Studie, dass Skizzieren in einem schnellen, offenen Kreativitätstest und Skizzieren zur Lösung eines konkreten Designproblems nicht auf identischen Hirnprozessen beruhen, selbst wenn die Handbewegungen ähnlich aussehen. Designskizzierung scheint reichere Kombinationen aus Kreativität, technischem Gedächtnis und kontrollierter Aufmerksamkeit zu erfordern und hinterlässt damit eine andere „Fingerabdruck“ in EEG-Signalen als die freiere Torrance-Zeichnung. Die Studie unterstreicht außerdem, dass Forschende Baselines sorgfältig wählen müssen, wenn sie Rückschlüsse darauf ziehen wollen, wie kreativ das Gehirn tatsächlich ist. Langfristig könnten solche Erkenntnisse Lehrenden helfen, Skizzierübungen, Biofeedback-Werkzeuge und Trainingsprogramme besser an die mentalen Anforderungen realer Ingenieur- und Designpraxis anzupassen, anstatt sich allein auf Erkenntnisse aus standardisierten Kreativitätstests zu stützen.

Zitation: Li, S., Cascini, G. & Becattini, N. Neurocognitive differences in sketching between design tasks and creativity tests. Sci Rep 16, 9964 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38735-w

Schlüsselwörter: Designskizzierung, EEG Gehirnaktivität, visuelle Kreativität, Ingenieurausbildung, Kognitive Neurowissenschaft des Designs