Reaktionstest

Dieses Programm zur Ermittlung der Reaktionsgeschwindigkeit schrieb ich für eine schulische Facharbeit meiner Tochter Ricarda. In der Facharbeit ging es um die Auswirkung von Koffein (also Kaffee) auf die Reaktionsgeschwindigkeit. Näheres zu diesem Test wird nachfolgend erläutert. Vorwegnehmend kann ich hier aber schon einmal sagen, dass der Test wunderbar geklappt hat. Mit diesem recht simplen PC-Programm kann man tatsächlich „medikamenteninduzierte“ Reaktionsvermögensänderungen messen.

Die hier veröffentlichte Version wurde noch ein klein wenig aufgepeppt, um den Spielwert zu erhöhen (z.B. mit einer Highscore-Liste).

Arbeitsweise des Programms

Nach Starten des Tests legt sich ein schwarzes Fenster über den Bildschirm und irgendwann (Zeitintervall einstellbar, default zwischen 2 und 7 s) erscheint ein kleiner gelber Kreis. Der Proband drückt nach Erscheinen des Kreises so schnell wie möglich die Leertaste. Der Kreis verschwindet wieder und irgendwann im einstellbarem Zeitintervall erscheint der nächste Kreis. Das Programm misst die Zeit vom Anzeigen des gelben Kreises bis zum Drücken der Leertaste. Die Anzahl der Wiederholungen ist auch konfigurierbar, sollte aber nicht unter 20 liegen.

Um den Schwierigkeitsgrad zu erhöhen, erscheint der Kreis an einer zufälligen Position. Dies ist aber abschaltbar. Dann erscheint er immer in der Mitte. Unter Umständen werden durch beide Varianten aber leicht unterschiedliche Vorgänge im Gehirn angesprochen, so dass die Ergebnisse vor allem bei Medikamententests nicht gleich ausfallen müssen.

Auswertung

In der Facharbeit hat Ricarda die Auswertung etwas näher untersucht. Eine einfache Mittelwertbildung erwies sich als nicht so günstig, da

  • die meisten Probanden offensichtlich ein bis zwei Versuche benötigen, um sich auf den Test einzustellen. Die ersten beiden Werte werden also verworfen.
  • es während des Tests schon mal Störungen und Ablenkungen gibt, die zu einzelnen Ausreisern führen. Da wir hier die medikamenteninduzierte Reaktionsfähigkeitsänderung messen wollen, wären diese Ausreiser störend. Deshalb werden auch alle Werte, die außerhalb der typischen Streubreite der anderen Werte liegen, verworfen.

Um einen Mittelwert als Ergebnis zu bilden, müssen mindestens zwei Werte übrig bleiben. Eine Teststrecke mit weniger als 10 Reaktionszeiten ist deshalb nicht zielführend. Andererseits sollte der Test auch nicht zu lange dauern, so dass ich so zwischen 20 und 30 Messzyklen (also Kreis erscheint, Leertaste drücken) empfehle.

Latenzen des Computers und externe Messbox

Es stellte sich die Frage, ob mit einem Windows-PC überhaupt sowas messbar ist, oder ob Windows das Drücken der Tastatur so weit verschleift, dass hinreichend exakte Messungen nicht mehr möglich werden.

Deshalb haben wir eine externe „Schaltbox“ gebaut (mikroprozessorgesteuert) und an das Programm angeschlossen. Diese Schaltbox hat eine LED und einen Taster und ist über eine RS232-Verbindung mit dem PC verbunden. Das Programm sendet (anstelle des Anzeigen des gelben Kreises) einen Befehl zur Schaltbox. Diese lässt die LED aufleuchten, misst die Zeit bis zum Drücken des Tasters und überträgt das Ergebnis zum PC. Diese Zeit kann mit einer Genauigkeit von bis zu 2 Mikrosekunden erfasst werden und ist völlig unabhängig von den Vorgängen im PC.

Im Ergebnis erhält man ca. 100ms kleinere Reaktionszeiten. Der PC verschleift also die Tastatureingabe um ca. 100ms, bis diese beim Programm ankommt. Die Aussagekraft hinsichtlich der Änderung nach Kaffeegenuß war davon aber unbeeinflusst, so dass man davon ausgehen kann, dass die Messung mit dem PC hinreichend genau ist.

Die Schaltbox hat aber für wissenschaftliche Anwendungen noch weitere Vorteile: Anstelle der LED und des Tasters bietet sie noch weitere drei Ausgänge zum Schalten irgendwelcher Sachen (Lampen, Piepser …) und drei Eingänge zum Erfassen einer Reaktion. Damit lassen sich also größere wissenschaftliche Experimente gestalten. Man könnte damit z.B. die Unterschiede in der Reaktion zwischen visuellen und akustischen Reizen untersuchen.

Wenn Interesse besteht, könnte ich eine Schaltbox auf Nachfrage aufbauen.

Bedienung des Programms

Die Bedienung ist denkbar einfach. Nach Programmstart sieht man das Kontrolpanel. Wenn man vor Beginn des Tests einen Namen eingibt, wird das Ergebnis in die Highscore-Liste übernommen.

Ein Mausklick auf „Los geht’s“ und der Test beginnt. Es wird ein bildschirmfüllendes schwarzes Fenster angezeigt. Irgendwann erscheint irgendwo in diesem schwarzen Fenster ein gelber Kreis. Sobald dieser erscheint, drückt man die Leertaste und schon hat das Programm den ersten Messwert ermittelt. Der Kreis verschwindet wieder und wenn der nächste auftaucht, drückt man die Leertaste so schnell wie möglich wieder. Das wiederholt sich so oft, wie dies in den Einstellungen konfiguriert ist (default: 20 mal). Wenn der Test zu Ende ist, wird man aufgefordert, Esc zu drücken, um zum Kontrolpanel zurückzukehren. Mit Esc kann man den Test auch vorzeitig abbrechen.

Man sollte aber natürlich nicht auf die Idee kommen, dauerhaft die Leertaste zu drücken, um die schnellste Reaktionszeit zu schaffen. Das Programm merkt zu viele „Fehlreaktionen“ und bricht dann den Test ab.

Nach dem Test wird die Reaktionszeit berechnet und ggf. in die Highscoreliste eingetragen.

Mit „Speichern“ kann man eine Textdatei schreiben, in der alle einzelnen Reaktionszeiten des letzten Tests als Spalte untereinander stehen. Dies ist gedacht, um solche Tests anderweitig auswerten zu können.

Einstellmöglichkeiten

Ist der Haken bei „zufällige Bildschirmposition“ gesetzt, erscheint der gelbe Kreis irgendwo auf dem Bildschirm (was ich empfehle) und der Proband kann sich nicht auf eine Position fixieren. Ist der Haken entfernt, erscheint der Kreis immer in der Fenstermitte.

Da niemand eine entsprechende Schaltbox hat, sollten die Einstellungen hierfür natürlich tunlichst nicht geändert werden.

Was aber öfter individuell angepasst werden wird, sind die Anzahl der Testzyklen und der Erwartungszeitraum, in dem der Kreis erscheinen wird. Ich denke, diese Einstellungen sind weitgehend selbsterklärend.

Download

– Bitte die Nutzungsbedingungen zur Kenntnis nehmen –

Das Programm muss nicht installiert werden. Einfach die ZIP-Datei in ein leeres Verzeichnis auspacken und reacttest.exe starten.

Download

Das Programm ist für Windows geschrieben und getestet. Es wäre aber auch eine Linux-Variante möglich. Fragt mich einfach mal.

Und hier ist auch die Facharbeit, die Ricarda in der 9. Klasse (!!) über die Beeinflussung der Reaktionszeit nach Kaffeegenuß geschrieben hat.

Facharbeit_Koffein.pdf

5 Kommentare zu Reaktionstest

  1. Neugieriger sagt:

    Eine Online-Variante Android/iOS App des Tests wäre sicher interessant. Kein Mensch installiert heute noch irgendwelche Java/ .NET Anwendungen auf dem Rechner, um mal kurz einen Reaktionstest durchzuführen.

    • Ralf sagt:

      Hallo „Neugieriger“,

      danke für den Kommentar.

      Der Reaktionstest auf dieser Seite ist keine Java oder .Net-Anwendung, sondern ein schlichtes PC-Programm, dass keine weiteren Anforderungen hat und nicht „installiert“ werden muss (in ein Verzeichnis entpacken und starten genügt). Sofern heute noch jemand einen PC benutzt, hat es gegenüber einer Handy-App noch eine gewisse Berechtigung.

      Und das Programm ist nicht dazu dar, „um mal kurz seine Reaktionszeit zu testen“. Das Reaktionstest-Programm wurde gemacht, um quasi Medikamenten-Auswirkungen auf die Reaktionszeit zu testen. Man muss also relativ kleine intraindividuelle Änderungen messen. Mag sein, dass eine Handy-App dies auch kann, muss aber nicht. Der Teufel steckt hier im Detail.

      Und nebenbei gesagt, ich würde mir auch nicht mal kurz eine App aufs Handy installieren, um nur mal kurz meine Reaktionszeit zu testen. (und dabei das Risiko zu haben, dass mein Adressbuch auf irgendwelche Server hochgeladen wird etc. oder was „nur mal so“ Apps üblicherweise so tun)

      Ich werde in absehbarer Zeit kleine ähnliche Handy-App machen und eine Weiterentwicklung des Programms ist auch nicht wirklich geplant. Ich verfolge keine kommerzielle Interessen und es lohnt sich einfach nicht. Wer aber an einer fundierten _intraindividuellen_ Reaktionszeitmessung interessiert ist, ist mit diesem Program hier noch immer recht gut bedient.

      viele Grüße

      Ralf

  2. Dennis sagt:

    Hi Ralf

    Ich persönlich finde den Test nicht, schlecht die Frage ist wie Valide der Test ist, da man den Test ja unterschiedlich gestalten kann. Ob man den Finger jetzt direkt über der Tastatur lässt und dann drückt oder ob man die Hand erst immer wieder ablegt.
    Um das zu Verhindern könnte man eine Feststelltaste einbauen. Das heißt eine Taste die man kontinuierlich gedrückt halten muss. Erscheint der Gelbe Punkte lässt man die Feststelltaste los und muss eine andere Taste drücken z.B Enter. So kann man davon ausgehen das der Test bei jedem gleich Verläuft.

    Mit freundlichen Grüßen
    Dennis

    • Ralf sagt:

      Hallo Dennis,

      also, wie valide ist der Test? Das ist natürlich eine gute Frage. Wir haben schon einiges rumprobiert, um auf das Setup zu kommen. Schließlich lies sich mit dem Test die Wirkung von Koffein so nachweisen, wie man sie aus der pharmazeutisch-physiologischen Wirkung her sein müsste. Und das war doch gegen unserem subjektiven Empfinden. Insofern gehe ich stark davon aus, dass sich der Test – so wie er ist – recht gut eignet.

      Aber wie will man die Validität eigentlich nachweisen? Wir haben auch einen Test, wie er bei Verkehrssicherheitsschulungen angeschaut. Der ist deutlich grobschlächtiger und ich denke, wir sind hier deutlich besser.

      „Reaktionszeit“ ist (wie vieles in Psychologie) auch ein etwas verwaschener Begriff. Im Einzelnen muss man immer sehen, welche Reaktionsketten im Hirn man testen will. Es ist z.B. schon ein Unterschied, ob man auf reine Reflexhandlungen aus ist, oder ob man Denk- oder Koordinierungsleistungen mit abtestet.

      Unser Test ist aber so ausgelegt, dass man beim Testen die Finger auf der Leertaste ruhen lässt. Ich bin mir ziemlich sicher, dass es nicht gut wäre, noch Koordinationsfähigkeiten (Taste suchen und treffen) mit einzubeziehen.

      Natürlich setzen wir ein gewisses Kooperationsverhalten des Probanden voraus. Gegen groben Unfug (mehrmaliges Drücken der Leertaste VOR dem Erscheinen des Kreises) ist das Programm abgesichert, aber man kann es sicher auch Überlisten.

      Kleine Ergänzung: Man kann anstelle der Leertaste auch einen Fußschalter verwenden. Ebay bietet USB-Fußschalter an, die sich auf eine Taste der Tastatur konfigurieren lassen. Und, wir haben eine miroprozessorgesteuerte Schaltbox, mit der sich so ein Test sehr flexibel (und zeitmessgenau) gestalten lässt.

  3. Thomas Zornig sagt:

    Super Sache – ist es möglich das Programm dahingehend zu verändern, dass eine Option für akustische Ankündigung des optischen Signals (kurzer Piep kurz vor dem Punkt) eingebaut wird? Für eine Kontaktaufnahme wäre ich dankbar…
    Jedenfalls vielen Dank dafür, das Programm frei herunterladen zu können…

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