When using navigation devices the "cognitive map" created in the user's mind is much more fragmented, incomplete and inaccurate, compared to the mental model of space created when reading a conventional printed map. As users become more dependent on digital devices that reduce orientation skills, there is an urgent need to develop more efficient navigation systems that promote orientation skills. This paper proposes to consider brain processes for creating more efficient maps that use a network of optimally located cardinal lines and landmarks organized to support and stabilize the neurocognitive structures in the brain that promote spatial orientation. This new approach combines neurocognitive insights with classical research on the efficiency of cartographic visualizations. Recent neuroscientific findings show that spatially tuned neurons could be linked to navigation processes. In particular, the activity of grid cells, which appear to be used to process metric information about space, can be influenced by environmental stimuli such as walls or boundaries. Grid cell activity could be used to create a new framework for map-based interfaces that primarily considers the brain structures associated with the encoding and retrieval of spatial information. The new framework proposed in this paper suggests to arrange map symbols in a specific way that the map design helps to stabilize grid cell firing in the brain and by this improve spatial orientation and navigational performance. Spatially oriented cells are active in humans not only when moving in space, but also when imagining moving through an area-such as when reading a map. It seems likely that the activity of grid cells can be stabilized simply by map symbols that are perceived when reading a map.
Die "kognitive Karte", die im Kopf des Nutzers bei der Verwendung von Navigationsgeräten entsteht, ist viel fragmentierter, unvollständiger und ungenauer als das mentale Modell des Raums, das beim Lesen einer herkömmlichen gedruckten Karte entsteht. Angesichts der zunehmenden Abhängigkeit der Nutzer von digitalen Endgeräten, die die Orientierungsfähigkeit einschränken, besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung effizienterer Navigationssysteme, die die „kognitive Karte “ stärken und die Orientierungsfähigkeit fördern. Mit diesem Beitrag wird vorgeschlagen, Gehirnprozesse zu berücksichtigen, um effizientere Karten zu erstellen. Dazu könnte ein Netzwerk optimal platzierter Kardinallinien und Landmarken genutzt werden, das so organisiert ist, dass es die neurokognitiven Strukturen im Gehirn unterstützt und stabilisiert, die die räumliche Orientierung fördern. Dieser neue Ansatz verbindet neurokognitive Erkenntnisse mit der klassischen Forschung über die Effizienz kartografischer Visualisierungen. Neuere neurowissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass räumlich orientierte Gehirnzellen mit Navigationsprozessen in Verbindung stehen. Insbesondere die Aktivität von Gitterzellen (grid cells), die metrische Informationen über den Raum verarbeiten, kann durch (externe) Umweltreize wie Wände oder Grenzen beeinflusst werden. Räumlich orientierte Zellen sind bei Menschen nicht nur aktiv, wenn sie sich im Raum bewegt, sondern auch, wenn er sich vorstellt, sich durch ein Gebiet zu bewegen – wie etwa beim Lesen einer Karte. Es scheint wahrscheinlich, dass die Aktivität der Gitterzellen im Gehirn allein durch kartographische Signaturen, die beim Lesen einer Karte wahrgenommen werden, stabilisiert werden kann.
Keywords: Cognitive maps; Grid cells; Navigation performance; Neurocartography; Spatial memory.
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