Kortikale Selbstorganisation während des frühen Spracherwerbs: Ein quantitativ funktionales Modell

Lecture
Datum: 
03. August 2011
Beginn: 
14:00
Ende: 
16:00
Raum: 
Q1-101

Abstract

Ziel der Studie: Es gibt bereits viele global-physiologische Modelle zur Sprachverarbeitung. Diese Modelle spezifizieren in erster Linie die hirnanatomische Lokalisierungen von Modulen, z.B. auditive Verarbeitung, motorische Planung, mentales Lexikon etc. Unser Ziel ist es aber, darüber hinaus ein quantitativ funktionales Modell zu schaffen, das in der Lage ist, die mikroskopische neuronale Funktionsweise innerhalb dieser Module zu spezifizieren. Unser Modell ist damit in der Lage, ausgehend von der einfach zu definierenden Funktion eines einzelnen Neurons – über das Zusammenwirken vieler vernetzter Neuronen – das behavioristische, also das makroskopisch sichtbare bzw. hörbare Produktionsverhalten und Wahrnehmungsverhalten eines Menschen zu generieren. Methode: Es wird eine neuronale Modellstruktur zur Produktion und Wahrnehmung häufiger Silben postuliert. Im Zentrum der Modellstruktur stehen selbstorganisierende neuronale Karten (Kohonennetze). Der frühe Spracherwerb (Babbeln und Imitieren in den ersten zwei Lebensjahren) wird mittels assoziativer und adaptiver Lernalgorithmen modelliert (Lernphase). Als Trainingsdaten dienen auditive und motorische Muster der häufigen Silben einer Zielsprache. Erste Ergebnisse: Es kann gezeigt werden, dass häufige Silben nach Durchlaufen der Lernphase innerhalb einer supramodalen kortikalen Karte (phonetische Karte) nach phonetischen Laut- und Silbenstrukturmerkmalen geordnet organisiert sind (Phonetotopie). Für jede dieser Silben sind (i) der motorische Ablaufplan sowie (ii) ein mentales auditives Muster in direkter Weise kortikal gespeichert. Die zugehörigen neuronalen Muster können während der Produktion bzw. Wahrnehmung einer Silbe in direkter Weise – also ohne weitere kortikale Verarbeitungsschritte – aktiviert werden. Ausblick: Wir haben damit einen ersten Ansatz für ein quantitatives neurophonetisches Modell des Spracherwerbs, der Wahrnehmung und der Produktion häufiger Silben etabliert. Dieses Modell soll nun mittels einer lexikalischen Komponente zum Wortmodell erweitert werden. Darüber hinaus soll die Existenz der in der Modellstruktur postulierten Module – insbesondere der phonetischen Karte – sowie die Existenz von Phonetotopie durch fMRI-Experimente untermauert werden.