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Cognitive Neuroscience (Subject) / Language (Lesson)

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• Phonemic categorization Phoneme sind die grundlegenden Sprachmuster, die einer Sprache zugrunde liegen. Die kleinste sprachliche Einheit, die bedeutungsunterscheidend ist. - ein Bündel von Features (e.g. Ort (ba vs da) und Art und Weise (e.g. pa vs ba) der Artikulation -  kleinsten, strukturellen Einheiten, die die Bedeutung eines Wortes verändern (run vs rum)   - kognitive Abstraktionen oder Kategorien "In an oddball paradigm, it was shown on a neural basis that adults can categoriacally distinguish between phonetics categories" (Phillips et al., 2000) ----> Obwohl die akustische Repräsentation (VOT = The timing between plosive releases and the onset of vocalfold vibration; pa=long VOT; ba=short VOT) auf einer Skala variiert, ist die phonologische Repräsentation eine all-or-nothing Kategorie
• Funktionelle Spezialisierung: Multi-time resolution model Abrams et al., 2008 - EEG: Right Hemisphere follows speech envelope more accurately than left hemisphere (Sprachhülle ist suprasegmental) Hickok und Poeppel sagen dazu: - Processing on the ~20-40 ms timescale (segments): left - Processing on the 150-300 ms timescale (suprasegmental): right Boemio et al., 2005 - Human Brain Imaging: The evidence for a rightward asymmetry of slow integration is growing and the evidence for a leftward asymmetry of rapid integration is unsettled. Minimally, both hemispheres are equipped to deal with subtle temporal variation. Sie sage dies, weil sie im superioren temporalen Sulcus (STS) eine Aktivierung in der rechten Hemisphäre bei langen Zeitskalen finden    
• Ventral and dorsal stream in the model of Hickok and Poeppel • Der ventrale Pfad („was“): Kombiniert Syntax und Semantik. ...Von der phonologischen Repräsentation zur lexikalischen Repräsentation (und dann zur Konzeptrepräsentation) -> bilateral• Der dorsale Pfad („wo“ oder "wie"): von der phonologischen Repräsentation zurartikulatorischen Repräsentation (und dann zur Konzeptrepräsentation) (im dorsalen Pfad gibt es also so etwas wie einen mini-ventral-stream) -> links-lateralisiert     Dorsal-left-lateralised: Maps acoustic signal to frontal lobe articulatory networks Ventral-bilateral: Processes speech signal for comprehension Ventral stream: Syntactic and compositional semantic operations (combinatorial network) and mapping between phonological representations in the sts and the widley distributed semantic representations (laxical interface)
• Old vs new view of neural basis of speech comprehension speech comprehension old: Wernicke: Left-hemispheric area, restricted to dorsal superior temporal gyrus Current idea: Bilateral language comprehension, many areas and pathways involved
• Cohort-Activation: Activation of multiple Represantations Das Kohortenmodell geht von Folgendem aus: Es gibt ein riesiges Wortformlexikon imKopf. Sobald angefangen wird, ein Wort auszusprechen, werden alle Wortkandidatenaktiviert, die zu dem akkustischen Signal passen. Je mehr vom Wort fertig gesprochenist, desto mehr ursprünglich aktivierte Kandidaten fallen raus. Am Ende ist nur noch einWortkandidat übrig, der zum akkustischen Input passt. Das ist das gleiche Prinzip wiebei T9 mit dem Handy.Dabei werden auch Wörter aktiviert, die nur so ähnlich sind, wie das gesprocheneWort. Durch das Hören von „can...“ wird also auch „tan...“ aktiviert, allerdingsschwächer. Je ähnlicher das akkustische Signal einem „Eintrag im Wortformlexikon“ ist,desto stärker wird der „Eintrag“ aktivert. Das Aktivieren funktioniert also nicht nachdem „an-aus-Prinzip“, sondern nach dem „mehr-oder-weniger-Prinzip, da ja gesprochene Sprache immer sehr variiert. Wir müssen Wörter ekrennen können, wenn sie sehr stark genuschelt ausgesprochen werden.
• Kohorten-Aktivierung, empirische Evidenz, Zwitzerlood Evidence from Priming: Zwitserlood, 1989: Faster reaction times to semantically associated words Versuchsaufbau: VPs hören Wortanfänge wie z.B. „Kapit-“. Sie sollen danach entscheiden, ob ein aufeinem Bildschirm visuell dargebotenes Wort ein Wort ist oder nicht. (d.h. sie müssen einelexikalische Entscheidung treffen). Es werden die Reaktionszeiten für diese Entscheidunggemessen.Ergebnisse: Für Wörter, die von der Bedeutung her etwas mit dem Wort zu tun haben 1, das aus demFragment hätte werden können (aus „Kapit-“ hätte noch Kapital werden können) sind schnellereReaktionszeiten gemessen worden. Und zwar schneller, als für Wörter, die nichts mit dem Wort zutun haben, was aus dem Fragment hätte werden können. Das interessante: Die Reaktionszeiten sindverkürzt für ALLE Wörter, die semantisch mit einem Wort zu tun haben, das aus dem Fragmenthätte werden können. Also hier z.B. nicht nur für das Wort „Geld“ sondern auch für das Wort „Schiff“.„Schiff“ ist semantisch relatiert mit „Kapitän“. Aus „Kapit...“ hätte auch noch Kapitän werden können.Interpretation: Das wird als Evidenz dafür gewertet, dass ein Wortanfang ALLE möglichen Kandidaten aktiviert, die aus dem Wortanfang noch werden können.
• Kohorten-Aktivierung, empirische Evidenz, Spivey et al, 2005 Versuchsaufbau: VPs werden Worte auditiv präsentiert. Sie sollen auf einem Bildschirm auf dasItem drücken, das dem gerade präsentierten entspricht. Z.B. hören sie „candle“ und sollen dann aufdas Bild einer Kerze klicken. Dabei werden die Mausbewegungen aufgezeichnet.Ergebnisse: Bei Bildern mit dem gleichen Wortanfang (z.B. „candle“ und „candy“) geht die Mausspäter in die Richtung des richtigen Bildes als bei Bildern, die einen unterschiedlichen Wortanfang haben.
• Kohorten-Aktivierung, empirische Evidenz, Allopena 1998: Versuchsaufbau: Versuchspersonen sitzen vor einem Bildschirmund sollen den Instruktionen folgen, die ihnen auditiv gegebenwerden. Der Bildschirm sieht so aus:Die Versuchspersonen hören z.B. „Pick up the beaker (Becherglas)and put it below the diamond“ und sollen das dann mit der Mausmachen.WährenddessenwerdenAugenbewegungenaufgezeichnet. Gemessen wird dabei, wie häufig die VPs aufwelches Item gucken, während das Wort „beaker“ dargeboten wird.Ergebnisse:Während das Wort „beaker“ präsentiert wird, schauen Personenetwa gleich häufig auf den „beaker“ (Linie mit Kreisen) und den„beetle“ (Käfer, Linie mit Quadraten). Sobald klar ist, dass aus„beaker“ nicht mehr „beetle“ werden kann, gucken die VPs vielmehr auf den „beaker“. Für die Wörter, mit einen ganz anderenWortanfang (hier z.B. „carriage“, Linie mit Minipunkten, ist die Fixierung von Anfang an viel niedriger.
• Evidenz für den 'How-Pathway' (dorsaler), sound-motor-mapping, Pulvermüller et al., 2006 Versuchsaufbau: 3 Versuchsbedingungen:1. Versuchspersonen sollen 2 Arten von Silben aussprechen: solche, die v.a. mit den Lippenproduziert werden (z.B. /pa/) und solche, die v.a. mit der Zunge produziert werden (z.B. /ta/)2. Sie artikulieren dieselben Silben lautlos3. Sie hören diese Silben.Es wird die Aktivierung im Gehirn zwischen den Bedingungen verglichenErgebnis:Es werden beim Hören dieselben Areale des primären motorischen Cortex aktiviert, wie beider Sprachproduktion (also Zungenareale sowohl beim Hören als auch beim Sprechen von /ta/).Hier macht man sich den somatotopen Aufbau des primären motorischen Cortex zunutze.
• N-400  D.h. spiegelt auch eine Abweichung von der Erwartung/Vorhersage wider D.h. N400 spricht auch gegen eine modulare Sprachverarbeitung, in der einProzess (z.B. Wortidentifikation) erst komplett abgeschlossen sein muss (unddie Vorhersage keine Rolle spielt), bevor ein weiterer Prozess (z.B.Integration in den Kontext) beginnen kann.
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• N200 Ergebnisse: Für Wörter, die denselben Wortanfang haben, wie das passende Wort, zeigt sich dieN400 erst dann, wenn vom akustischen Signal her klar ist, dass es nicht mehr das richtige Wortwerden kann. Für Wörter, die einen anderen Wortanfang haben, als das passende Wort, zeigt sich die Negativierung schon viel früher: N200 -> spricht dafür, dass semantische Integration stattfindet, bevor ein Wort geendet hat. klaro.
• LAN Negativierung über frontalen Elektroden, linkshemisphärisch (Left AnteriorNegativity)• Peak oft um und bei 400 ms nach Onset• Tritt bei syntaktischen Verletzungen auf• Wird eher mit einer Fehlerentdeckung in Verbindung gebracht• Tritt nur bei Muttersprachlern auf!
• ELAN • Hat dieselben Features wie die LAN, nur dass sie früher (Peak ca. 180 ms AO) gefunden wird
• P600/SPS • Positivierung mit Peak bei 600ms AO, am stärksten über posterioren Elektroden• Tritt auch auf bei seltenen grammatikalischen Konstruktionen• Wird mit einem syntaktischen Revisionsprozess/Reparaturprozess assoziiert - tritt bei Muttersprachlernen und Fremdsprachlern auf! - bei ungewöhnlichen, ungeliebten oder ungrammatikalischen Weiterführungen eines Satzes
• Worin unterscheiden sich LAN und N400? In der Topographie und der Art der Verletzung, die assoziiert wird (LAN:Syntax, N400:Semantik) Der Zeitpunkt ist gleich!
• Syntax-first Hypothese Erst die syntaktische Info (auf der Basis von Wortkategorien-Informationen), dann die semantische. Dagegen spricht (Steinhauer, K & Drury, J.E. (2012): Die ELAN-Komponente wird nicht immer gefunden und ist sehr abhängig von der Art der Studie, der Sprache, von der Zeit, die seit Stimulus-Onset verstrichen ist, ...
• Evidenz gegen die first Syntax Hypothese Van den Brink & Hagoort, 2004:Solange die syntaktische Kategorie unklar bzw. nicht falsch ist, findet eine semantische Analyse statt.
• ERP's von Satz-Prozessen: Ein neurokognitives Modell von Friederici, 2002 1. Primäre akustische Analyse 2. Identifikation von Phonemen (N100) 3. Idenitifkation der Wortform 4. Identifikation der Wortkategorie (ELAN, 150-200ms) 5. Idenitifikation von Lemma und morphologischer Information 6. Integration von semantischer und porphsyntaktischer Information (N400/LAN, 300-500ms) 7. Prozesse von Reanalyse und Reperatur (P600/SPS (+-600ms)

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