Flexible Darstellung von Sprache

Der Zweck dieser Studie besteht darin, die dynamische, flexible Natur der Sprachverarbeitung als Funktion der Wahrnehmungsgewichtung zu verstehen, die auf akustisch-phonetische Dimensionen in unterschiedlichen Hörkontexten und -anforderungen angewendet wird.

Die spezifischen Ziele dieser Studie sind folgende:

1. Ermittlung der neuronalen Reaktion auf zwei akustisch-phonetische Dimensionen als Funktion des Wahrnehmungsgewichts, das sie bei der Signalisierung der Phonemidentität haben.

   Ziel 1 wird insbesondere die Reaktionen auf die Stimmbeginnzeit (VOT) und die Grundfrequenz (F0) bewerten. Die gesammelten Daten liefern den Teilnehmern eine Basisantwort.

2. Es soll ermittelt werden, wie sich die experimentelle Manipulation des Hörkontexts auf die Wahrnehmungsgewichtungsstrategien von VOT und F0 auswirkt.

Ziel 2 wird die Modulation der neuronalen Reaktion auf die Einführung von Lärm und die Einführung eines „Akzents“ bewerten.

Ein sekundäres Ziel dieser Studie ist die Verwendung von „Kontroll“-Elektroden, also solchen, die in klinisch notwendigen Regionen des Gehirns, aber außerhalb der für diese Studie interessierenden Region (supratemporale Ebene) platziert werden, um festzustellen, ob weitere Regionen des Gehirns betroffen sind in der adaptiven Plastizität der Sprachverarbeitung.

Sprache ist das wichtigste Mittel, mit dem wir anderen unsere Bedürfnisse, Wünsche und Gedanken mitteilen. Die Fähigkeit, Sprache zu verarbeiten, ist für unser tägliches Funktionieren sowie für unsere Fähigkeit, Beziehungen aufzubauen und aufrechtzuerhalten, von entscheidender Bedeutung. Beeinträchtigungen der Sprachverarbeitung haben unbestreitbar negative Auswirkungen auf den Einzelnen und die Gesellschaft. Während es Habilitations- und Rehabilitationsstrategien gibt, die die Hörverarbeitung und die Lebensqualität verbessern können, würde das Verständnis des genauen neuronalen Mechanismus, der der Fähigkeit des menschlichen Gehirns zur Sprachverarbeitung zugrunde liegt, zu besser definierten Mitteln zur Bekämpfung von Defiziten beitragen. Diese Studie versucht zu verstehen, welche Regionen des Gehirns an der Sprachverarbeitung beteiligt sind, wie diese Regionen bestimmte akustisch-phonetische Dimensionen analysieren und wie sich das System anpasst, um Sprache in verschiedenen Hörkontexten erfolgreich zu verarbeiten.

Moderne elektrophysiologische Techniken haben die Erforschung der Aktivität im menschlichen Gehirn revolutioniert und es Forschern ermöglicht, bestimmte Regionen oder Aktivitätsmuster zu identifizieren, die mit verschiedenen Verhaltensweisen und Sinneserfahrungen verbunden sind. sEEG-Aufzeichnungen, bei denen die neuronale Aktivität mithilfe von Tiefenelektroden intrazerebral gemessen wird, ermöglichen einen einzigartigen Zugang zu Regionen des Gehirns, die sonst mit weniger invasiven Messungen nicht zugänglich wären. Diese Studie nutzt die Arbeit von PI Abel mit pädiatrischen Patienten, die sich einer sEEG-Aufzeichnung zur Lokalisierung von Anfallsherden oder zur Sprachkartierung unterziehen, und ermöglicht es Forschern, Aktivitäten in Regionen direkt zu untersuchen, die in der Literatur bereits als entscheidend für die spektrotemporale Analyse komplexer akustischer Signale wie Sprache angesehen wurden . Zu diesen Regionen innerhalb der supratemporalen Ebene (STP) gehören der Gyrus Heschl, das Planum polare und das Planum temporale, die alle eindeutig über sEEG anvisiert werden.

Die vorhandene Literatur zur Sprachverarbeitung weist darauf hin, dass die Zuordnung physischer Eingaben (akustisches Signal) zur sprachlichen Darstellung (Identifizierung von Phonemen oder Wörtern) kein statischer Prozess ist, sondern stark vom Hörkontext abhängt. Das auditive Verarbeitungssystem passt sich regelmäßig an Veränderungen in der Signalqualität, ungünstige Hörbedingungen und kurzfristige Abweichungen von erwarteten und erlernten Regelmäßigkeiten bei der muttersprachlichen Eingabe an, indem es bestimmten akustisch-phonetischen Parametern unterschiedliche Bedeutung oder Wahrnehmungsgewichtung zuweist. Dies weist auf die Existenz einer adaptiven Plastizität in der Sprachverarbeitung hin, doch bestehende neurophysiologische Modelle berücksichtigen diese Flexibilität in der kortikalen Reaktion nicht. Daten aus Pilot-EEG- und sEEG-Studien zeigten, dass eine hohe Gammaaktivität im STP und Verhaltensreaktionen durch die Wahrnehmungsgewichtung zweier akustisch-phonetischer Dimensionen, der Stimmbeginnzeit (VOT) und der Grundfrequenz (F0), bewertet wurden.

Die vorgeschlagene Studie wird zum vorhandenen Wissen beitragen, indem sie dazu beiträgt, ein detaillierteres Modell der kortikalen Online-Reaktion und Anpassung an sich ändernde akustische Signale zu erstellen. Es ist einzigartig, da es die Rolle berücksichtigt, die das Wahrnehmungsgewicht akustisch-phonetischer Dimensionen bei der Signalisierung von Phonemen und der kategoriebasierten Beurteilung spielt.