Top-down Effekte auf die phonologische Verarbeitung, induziert durch lexikalischen und situationalen sprachlichen Kontext: eine vergleichende Untersuchung mit Elektrokortikographie und Magnetresonanztomographie

• Antragstellerin: Dr. Yulia Oganian
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 301795112

Dasselbe Wort klingt je nach Sprecher oder Störgeräusch sehr verschieden. Dennoch sind Menschen erstaunlich gut darin, in verrauschten und variablen akustischen Signalen ein stabiles Perzept zu erkennen. Diese Fähigkeit basiert auf der Erkennung von Phonemen, den einzelnen bedeutungsrelevanten Sprachlauten (Konsonanten und Vokalen), die im posterioren Teil des oberen linken Temporalgyrus (pSTG) lokalisiert ist. Ein fundamentales Prinzip der Phonemerkennung ist die effiziente Zuordnung akustisch unterschiedlicher Laute zu einer begrenzten Anzahl von sprachspezifischen Phonemkategorien. Jedoch können Erwartungen, die durch zeitnahe Laute oder durch situationale Informationen, z.B. Sprachidentität, entstehen, diese Zuordnung beeinflußen. Zum Beispiel bewirken lexikalische Erwartungen, dass derselbe Laut in /meide/ als /d/, aber in /reite/ als /t/ wahrgenommen wird, so dass echte Worte entstehen. Analog können Sprachunterschieden zwischen Phonemen bewirken, dass derselbe Sprachlaut im englischem Kontext als /d/ und in spanischem Kontext als /t/ wahrgenommen wird. Die neuronalen Mechanismen solchen Erwartungseffekte auf die Phonemerkennung sind unbekannt, obwohl eine Beschreibung dieser für neuronale Modelle der Sprachverarbeitung unabdingbar ist. In der Tat war dies bis vor Kurzem aufgrund der groben zeitlichen (Magnetresonanztomographie) oder räumlichen (Magnetenzephalographie, MEG) Auflösung kognitionswissenschaftlicher Methoden nicht möglich. Dies änderte sich mit der aktuellen Entwicklung des zeitlich und räumlich hochaufgelösten subduralen Elektrokortikogramms (ECoG) beim Menschen, welches neuronale Aktivität direkt von der Oberfläche kortikaler Areale aufnimmt. Das Ziel dieses Forschungspojekts ist in 5 Studien mittels MEG und ECoG die neuronalen Mechanismen von lexikalischen und situationalen sprachlichen Effekten auf die Phonemerkennung zu untersuchen. Studie 1 wird MEG einsetzen um den zeitlichen Verlauf der Integration von akustischem Input und lexikalischen Erwartungen im gesamten Gehirn zu beschreiben. In Studie 2 wird ECoG eingesetzt um die Effekte lexikalische Erwartungen auf die neuronale Aktivität im pSTG zu charakterisieren. Studien 3 und 4 sollen die Unterschiede zwischen der neuronalen Enkodierung von Phonemen und Phonemfolgen in Erstsprache (L1) und Zweitsprache (L2) aufklären. Dazu wird das ECoG-Signal in Englisch-Spanisch bilingualen Probanden aufgenommen werden, während sie Sätze in ihrer L1 und L2 hören werden. Die fünfte Studie soll mittels MEG Effekte von lexikalischem und sprachlichem Kontext auf die Phonemkategorisierung vergleichen, indem lexikalischer und rein sprachlicher Kontext in L1 und L2 orthogonal induziert werden. Der kritische Kontrast zwischen Bedingungen, in denen lexikalischer und sprachlicher Kontext zu demselben Perzept führt, wird die zugrundeliegenden Mechanismen kontrastieren. Insgesamt sollen diese Studien ein Fundament für neuronale Modelle prädiktiver Effekte in der Sprachverarbeitung legen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Edward F. Chang, Ph.D.; Professor Srikantan Nagarajan, Ph.D.