Kombination von Elektrophysiologie und neuronalen Netzen bei der Untersuchung des Sprachverstehens

• Antragstellerin: Professorin Dr. Milena Rabovsky
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 400565621

Das Verstehen von Sprache ist eine der faszinierendsten menschlichen Fähigkeiten. Obwohl sich verschiedene Disziplinen aus ganz unterschiedlichen Perspektiven mit der Erforschung der neurobiologischen und kognitiven Grundlagen dieser Fähigkeit beschäftigen, sind selbst grundsätzliche Fragen bisher ungeklärt. Beispielsweise ist nach wie vor offen, ob Sprache als abstraktes, auf Regeln beruhendes System zu sehen ist, das zu komplex ist, um erlernbar zu sein, und wesentliche Aspekte dessen entsprechend angeboren sein müssen. Oder ob die Fähigkeit zur Sprache sich auf der Basis allgemeiner Lernmechanismen entwickeln kann, die sich nicht wesentlich von den Mechanismen unterscheiden, die basaleren kognitiven Prozessen wie der Wahrnehmung zugrunde liegen. Was bedeutet es, einen Satz zu verstehen? Werden dabei – wie häufig angenommen - Wortbedeutungen aus dem Gedächtnis abgerufen und anschließend bestimmten Rollen oder Positionen in einer kompositionalen Repräsentation zugeordnet, die der Satzbedeutung entspricht? Mit diesen Fragen befasst sich das vorgeschlagene Forschungsprogramm beruhend auf folgenden Prinzipien: Erstens ist es wesentlich, neurowissenschaftliche Befunde – wie ereigniskorrelierte Hirnpotentiale (EKPs), die direkte Indikatoren elektrischer Hirnaktivität während des Sprachverstehens darstellen – ernst zu nehmen, selbst wenn wir dafür lange gehegte Vorstellungen dazu aufgeben müssen, wie Sprachverstehen im Prinzip funktionieren müsste. Zweitens ist es unerlässlich, ein präzises Verständnis der diesen Hirnsignalen zugrundeliegenden Prozesse zu entwickeln. Ein sehr hilfreicher Ansatz, um einen Prozess zu verstehen, beruht darauf, ihn nachzubauen. In diesem Sinne scheint es entscheidend, sprachrelatierte Hirnsignale mittels komputational expliziter und theoretisch präziser implementierter Modelle zu simulieren, um ein tiefes und gründliches Verständnis ihrer funktionalen und mechanistischen Basis, und damit der zugrunde liegenden Prozesse des Sprachverstehens zu erreichen. Zudem scheint es von zentraler Bedeutung zu sein, Wege zu finden, um sprachrelatierte Hirnsignale und implementierte Modelle so eng und systematisch wie möglich in Bezug zu setzen, um die in den Modellen implementierten Ideen zu testen und anzupassen oder zu bestätigen. Der Fokus des vorgeschlagenen Forschungsprogramms liegt dabei auf der N400 Komponente des EKP, die die meistgenutzte EKP-Komponente bei der Erforschung von Sprach- und Bedeutungsverarbeitung darstellt. Die N400 Komponente wurde in über tausend empirischen Studien verwendet und bleibt doch im Rahmen traditioneller Theorien des Sprachverstehens schwer einzuordnen und zu verstehen. Ein komputational explizites und präzises Verständnis der dieser Komponente zugrunde liegenden Prozesse würde uns auf dem Weg zum Verständnis menschlicher Sprachverarbeitung einen großen Schritt weiterbringen. Dies ist das primäre Ziel des vorgeschlagenen Forschungsprogramms.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. James McClelland