ZEISS Visual Perception Study 2025: Wie Unschärfe im Brillenglas die kognitive Belastung beeinflussen kann

• Unscharfes Sehen erhöht die subjektiv wahrgenommene kognitive Belastung.
• Verschwommenes Sehen führt auch objektiv messbar zu höherer kognitiver Belastung.
• Die EEG-Daten zeigten unter unscharfen Sehbedingungen eine erhöhte Theta-Aktivität, insbesondere im vorderen Gehirnbereich.
• Reduzierte visuelle Informationen durch Unschärfe müssen vom Gehirn stärker kompensiert werden.
• Durch Brillengläser induzierte Unschärfe kann die kognitive Belastung beeinflussen.

Als zentrale Schlussfolgerung der Studie wird festgehalten, dass brillenglasinduzierte Unschärfe einen Einfluss auf die kognitive Belastung hat. Dies belegten sowohl die subjektiven Fragebogendaten als auch die objektiven EEG-Daten.

Aufbauend auf dieser wissenschaftlichen Studie hat ZEISS mit den ZEISS ClearMind Brillengläsern das erste Brillenglasportfolio entwickelt, in dem Unschärfen in den relevanten Sehbereichen des Alltags reduziert sind und dadurch außergewöhnlich klares Sehen ermöglichen.

In einer verblindeten Studie mit dem etablierten NASA-TLX zeigte sich, dass neun von zehn Brillentragende mit ZEISS ClearMind Gleitsichtgläsern im Vergleich zu ZEISS Standard-Gleitsichtgläsern tatsächlich weniger kognitive Belastung erlebten. Die subjektiv empfundene Belastung war dabei durchschnittlich um 14 Prozent reduziert.

Der NASA-TLX ist ein etabliertes Verfahren zur subjektiven Bewertung von Arbeitsbelastung. Er betrachtet Belastung mehrdimensional, unter anderem über mentale Anforderung, zeitliche Anforderung, Anstrengung, wahrgenommene Leistung und Frustration. In der Studie wurde damit erfasst, wie belastend Teilnehmende eine alltägliche Aufgabe (Hand-Augen-Koordination) unter unterschiedlichen Sehbedingungen empfanden.

Kognitive Belastung (Cognitive Load) ist die Menge an geistiger Anstrengung und mentalen Informationen, die das menschliche Arbeitsgedächtnis zu einem bestimmten Zeitpunkt verarbeiten muss. (Quelle: https://www.mcw.edu/-/media/MCW/Education/Academic-Affairs/OEI/Faculty-Quick-Guides/Cognitive-Load-Theory.pdf)

Die Kapazität unseres Arbeitsgedächtnisses ist jedoch begrenzt. Wenn mehr Informationen gleichzeitig verarbeitet oder ergänzt werden müssen, steigt die kognitive Belastung.

Speziell für das Sehen heißt Cognitive Load:

• Bei unscharfem Sehen erhält das Gehirn weniger klare bzw. unvollständige visuelle Informationen.
• Das Gehirn muss den Mangel an klarer visueller Information kompensieren. Es muss also aus einem weniger eindeutigen visuellen Input trotzdem eine sinnvolle Wahrnehmung ableiten.
• Für diese Ausgleichsleistung wird mehr Kapazität des Arbeitsgedächtnisses benötigt. Genau darin liegt die zusätzliche „Arbeit“ des Gehirns bei unscharfem Sehen, die zu der erhöhten kognitiven Belastung führt.
• Unschärfe im Brillenglas kann also dazu führen, dass das Gehirn mehr kognitive Ressourcen einsetzen muss, um reduzierte visuelle Informationen auszugleichen.
• Kognitive Belastung bedeutet in diesem Kontext also nicht einfach „Stress“, sondern eine zusätzliche mentale Verarbeitungs- und Kompensationsanforderung.
  

Sehen ist kein rein optischer Prozess. Die Augen liefern Signale, die im Gehirn verarbeitet werden.

• Die Retina ist eng mit dem zentralen Nervensystem verbunden.
• Visuelle Informationen werden für Erkennen, Orientierung, Aufmerksamkeit und Bewegungseinschätzung weiterverarbeitet.
• Das Gehirn integriert Sehen mit anderen Sinnesinformationen zu einer kohärenten Wahrnehmung der Umgebung.
• In unserer visuell reizintensiven Welt muss das Gehirn viele visuelle Informationen filtern und verarbeiten.
• Unschärfe erhöht den Aufwand, weil Informationen weniger eindeutig sind und stärker interpretiert werden müssen.
• Besonders relevant sind Unschärfen in häufig genutzten Sehbereichen des Brillenglases (Anm. Nicht jede Unschärfe ist gleich. Nach Atchison gibt es einen Unterschied zwischen wahrnehmbarer, störender und unverträglicher Unschärfe²)

Wenn visuelle Reize unscharf sind, betrifft das kognitive Prozesse wie:

• Konzentration
• Aufmerksamkeitssteuerung
• Aufgabenbearbeitung

Unscharfes Sehen kann also alltägliche Tätigkeiten wie Lesen, Arbeiten am Bildschirm, Orientierung oder Multitasking anspruchsvoller machen und zu erhöhter kognitiver Belastung führen.

Die ZEISS Visual Perception Study des ZEISS Vision Science Labs an der Universität Tübingen bestand aus zwei Studienteilen:

1. Untersuchung mittels eines wissenschaftlichen Studienaufbaus, wie unscharfes Sehen die kognitive Belastung beeinflusst.
2. Vergleich ZEISS ClearMind zu ZEISS Standard-Gleitsichtgläsern bei einem Tragetest mit anschließender Befragung.

In beiden Studienteilen wurden subjektive und objektive Methoden zur Untersuchung der kognitiven Belastung verwendet.

Objektive Messungen:

• EEG / Elektroenzephalografie: objektive Messung der Gehirnaktivität während visuomotorischer Aufgaben. Die Methode misst elektrische Aktivität im Gehirn nicht-invasiv über Elektroden auf der Kopfhaut. Die Wissenschaftler:innen nutzten EEG, um zu prüfen, ob sich erhöhte kognitive Belastung bei unscharfem Sehen auch neurophysiologisch zeigt.
• Theta-Aktivität im frontalen/prefrontalen Gehirnbereich: EEG-Indikator für erhöhte kognitive Belastung. Laut der Forschenden steigt diese spezifische Gehirnaktivität mit höherer kognitiver Belastung an. Bei unscharfem Sehen zeigte sich insbesondere im vorderen Teil des Gehirns eine höhere Theta-Aktivität. Ein Hinweis darauf, dass reduzierte visuelle Informationen stärker kompensiert werden mussten.
• Lidschlagrate: Während erhöhter Konzentration in einer visuellen Aufgabe sinkt die Lidschlagfrequenz üblicherweise. Ein erhöhte Lidschlagfrequenz mit ZEISS ClearMind Gleitsichtbrillengläsern in Vergleich zu ZEISS Standard-Gleitsichtbrillengläsern bestätigt eine geringere kognitive Belastung mit ZEISS ClearMind Gläsern.

Subjektive Messungen:

• NASA Task Load Index (NASA-TLX): subjektive Messung der kognitiven Belastung per validiertem Fragebogen. Damit wurde erfasst, wie stark die Teilnehmenden eine visuelle Aufgabe unter klaren bzw. unscharfen Sehbedingungen als belastend empfanden. Ergebnis: Bei klarem Sehen ist der NASA-TLX Score geringer und damit auch die kognitive Belastung geringer.

Messungen für den Vergleich ZEISS ClearMind Gleitsichtgläsern zu ZEISS Standard-Gleitsichtgläsern:

• Eyetracking: Messung der Lidschlagrate beim Vergleich von ZEISS ClearMind Gleitsichtgläsern und ZEISS Standard-Gleitsichtgläsern. In einer verblindeten Untersuchung wurde die Lidschlagrate während einer visuomotorischen Aufgabe aufgezeichnet. Mit ZEISS ClearMind Gleitsichtgläsern war die Lidschlagrate im Durchschnitt 16 Prozent höher als mit ZEISS Standard-Gleitsichtgläsern.

Kurzfazit:
Die Wissenschaftler:innen des ZEISS Vision Science Labs an der Universität Tübingen kombinierten subjektive Belastungsmessung, objektive EEG-Messung und Lidschlagratenmessung per Eyetracking, um den Zusammenhang zwischen brillenglasinduzierter Unschärfe und kognitiver Belastung zu beschreiben.

Aus der ZEISS Visual Perception Study wurde für die Entwicklung von ZEISS ClearMind der zentrale Schluss gezogen, dass brillenglasinduzierte Unschärfe nicht nur die Sehqualität beeinflusst, sondern auch die kognitive Verarbeitung im Gehirn belasten kann. Die Studie zeigte, dass unscharfes Sehen mit höherer subjektiver Belastung und erhöhter Theta-Aktivität im vorderen Gehirnbereich verbunden ist. Ein Hinweis darauf, dass das Gehirn reduzierten visuellen Input stärker kompensieren muss.

ZEISS ClearMind setzt genau an diesem Zusammenhang an: Das Brillenglasportfolio wurde entwickelt, um Unschärfe in den Sehbereichen zu reduzieren, die im Alltag besonders häufig genutzt werden. Grundlage dafür ist die ZEISS NeurOptix Technologie, die reales Augen- und Sehverhalten, typische Sehaufgaben sowie Schwellen wahrnehmbarer Unschärfe in das Brillenglasdesign einbezieht. Ziel ist es, den Augen möglichst klare Sehbereiche bereitzustellen, damit das Gehirn weniger unscharfe oder unvollständige visuelle Informationen ausgleichen muss.

Kurz gesagt: Aus der wissenschaftlichen Erkenntnis, dass Unschärfe kognitive Belastung erhöhen kann, wurde bei ZEISS ClearMind ein Brillenglasdesign abgeleitet, das brillenglasinduzierte Unschärfe in alltagsrelevanten Sehbereichen gezielt minimiert. Das Ziel von ZEISS ClearMind: klareres Sehen ermöglichen und die kognitive Belastung beim Sehen reduzieren.

Das ZEISS ClearMind Brillenglasportfolio wurde entwickelt, um brillenglasinduzierte Unschärfe in den Bereichen zu reduzieren, die im Alltag besonders relevant sind. Also dort, wo Brillentragende häufig blicken, zwischen Distanzen wechseln, lesen, arbeiten, digitale Geräte nutzen oder sich räumlich orientieren.

Die wissenschaftliche Grundlage dafür liefert unter anderem die ZEISS Visual Perception Study 2025. Sie zeigte, dass Unschärfe nicht nur ein optisches Komfortthema ist, sondern die mentale Verarbeitungsleistung des Gehirns beeinflussen kann.
ZEISS ClearMind überträgt diese Erkenntnis in ein Brillenglasdesign, das die Interaktion zwischen Auge, Brillenglas und Gehirn stärker berücksichtigt. Die zugrunde liegende ZEISS NeurOptix Technologie analysiert, wie Menschen ihre Augen im Tagesverlauf tatsächlich nutzen, welche Sehaufgaben in Nähe, Zwischenbereich und Ferne dominieren und welche Bereiche des Brillenglases besonders häufig beansprucht werden. Auf dieser Basis werden die für den Alltag entscheidenden Zonen gezielt optimiert, um dort möglichst klare visuelle Informationen bereitzustellen und periphere Aberrationen zu minimieren.

Für Verbraucher übersetzt sich diese Technologie in ein Seherlebnis, das klarer, fokussierter und komfortabler wahrgenommen werden kann. 96 Prozent der befragten Brillenträgerinnen und -träger bestätigten extrem klares Sehen. 75 Prozent gaben an, dass es ihnen mit ZEISS ClearMind leichter fällt, fokussiert zu bleiben. 76 Prozent berichteten von einer verbesserten Fähigkeit, sich auf Aufgaben zu konzentrieren.

In einer verblindeten Untersuchung mit ZEISS ClearMind Gleitsichtgläsern wurde außerdem mithilfe des NASA-TLX-Fragebogens eine geringere kognitive Belastung gegenüber bisherigen ZEISS Standard-Gleitsichtgläsern festgestellt: Neun von zehn Brillentragenden erlebten weniger kognitive Belastung, die durchschnittliche Reduktion lag bei 14 Prozent.

Ein weiterer verbraucherrelevanter Aspekt ist der Sehkomfort über den Tag hinweg. In einer verblindeten Studie war die Lidschlagrate mit ZEISS ClearMind Brillengläsern im Durchschnitt 16 Prozent höher als mit ZEISS Standardbrillengläsern, was auf eine geringere kogntivie Belastung schließen lässt..³

Die ZEISS Visual Perception Study 2025 zeigt, dass die Qualität des visuellen Inputs Einfluss auf die kognitive Verarbeitung hat: Wird Sehen durch brillenglasinduzierte Unschärfe weniger eindeutig, muss das Gehirn stärker kompensieren und diese zusätzliche Belastung lässt sich subjektiv und neurophysiologisch nachweisen.

Kognitive Belastung (Cognitive Load): Aufwand des Arbeitsgedächtnisses zur Verarbeitung von Informationen bei einer Aufgabe.

Arbeitsgedächtnis: Kurzzeitspeicher des Gehirns für aktive Denkprozesse.

EEG (Elektroenzephalografie): Nicht-invasive Methode zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns.
Brillenglas-Unschärfe: Beschreibt visuelle Unschärfen im Brillenglas, die dazu führen, dass das Gehirn zusätzliche Verarbeitung leisten muss, um unklare oder unvollständige Bilder zu interpretieren.

Theta-Aktivität: Muster elektrischer Gehirnaktivität in einem Frequenzbereich von 4-8Hz, das unter anderem mit erhöhter kognitiver Verarbeitung verbunden sein kann.

NASA-TLX: Validierter Fragebogen zur subjektiven Bewertung der mentalen Arbeitsbelastung.

ZEISS NeurOptix Technologie: Die ZEISS NeurOptix Technologie ist ein neurowissenschaftlich basierter Designansatz, der Brillengläser an reale Blickbewegungen und Sehgewohnheiten anpasst, um Unschärfen gezielt zu reduzieren und so die kognitive Belastung des Gehirns beim Sehen zu verringern.