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Drittmittelprojekte

DFG Reinhard Koselleck Projekt "Predictive Modelling in Audition" (Prof. Dr. Erich Schröger)

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DFG Projekt "Einflussfaktoren auf unwillkürliche Aufmerksamkeitsprozesse im Kindes- und Erwachsenenalter" (Dr. Nicole Wetzel)

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DFG Projekt "Globale und lokale Aspekte zeitlicher und lexikalischer Prädiktionen für die Sprachverarbeitung" (Dr. Mathias Scharinger)

Das menschliche Gehirn zeichnet sich dadurch aus, dass es konstant sensorische Voraussagen macht, um seine Leistungsfähigkeit zu optimieren. Allerdings sind derartige prädiktive Verarbeitungsmechanismen bislang hauptsächlich nur in den visuellen und auditiven Neurowissenschaften untersucht worden. Für die Sprachverarbeitung, insbesondere die lautliche, segmentale Ebene betreffend, sind systematische Untersuchungen in diesem Hinblick derweil vernachlässigt worden. Das vorgeschlagene Forschungsvorhaben setzt an diesem Punkt an und zielt darauf ab, prädiktive Verarbeitungsmechanismen auf Laut-, Wort-, und Bedeutungsebene in der gesprochenen Sprache zu untersuchen. Dabei sollen vor allem zeitliche und lexikalische Aspekte von Prädiktionen berücksichtigt werden. Dies beinhaltet zum einen die Frage, in welchem Maße ein regelmäßiger, vorhersehbarer Rhythmus vorteilhaft für die Sprachverarbeitung ist, und zum anderen die Frage, in welchem Maße sprachspezifische Eigenschaften wie z. B. Lauthäufigkeit die Verarbeitung beeinflussen. Während bisherige Studien entweder zeitliche oder lexikalische Prädiktionen in den Vordergrund stellten, sollen in diesem Projekt in insgesamt 7 Experimenten systematisch die Interaktion dieser verschiedenen Prädiktionen untersucht werden. Wichtig ist dabei auch, dass in den vorgeschlagenen Experimenten die Prädiktionen entweder auf der Wort- oder auf der Satzebene generiert werden. Methodisch werden sich alle Experimente auf ereignisrelatierte Gehirnpotentiale (EKP) mittels Elektroenzephalographie-Messung (EEG) konzentrieren, um ein zeitlich hochauflösendes Maß für die kortikale Sprachverarbeitung zu gewährleisten. Bisherige Studien haben gezeigt, dass Prädiktionseffekte in sehr frühen Zeitfenstern auftreten, für deren Untersuchung EEG-Messungen optimal sind. Die übergreifende Fragestellung ist, inwieweit prädiktive Mechanismen für die Sprachverarbeitung sich von jenen der allgemeinen akustischen Verarbeitung unterscheiden und inwieweit existierende Modelle der Sprachverarbeitung mit interaktiven Verbindungen zwischen Laut- und Wortebene diese Mechanismen am besten integrieren können.

DFG Projekt "Schnelles Lernen unbekannter, zufälliger Klangmuster auf der Basis spektrotemporaler Abgleichs-Mechanismen" (Dr. Sabine Grimm)

Die Extraktion und das Lernen von wiederkehrenden Klangmustern, die Bestandteil unserer komplexen Umwelt sind, spielt eine entscheidende Rolle für die Segregation einzelner Schallquellen und für die Erkennung und Identifizierung bedeutsamer auditiver Ereignisse. Das menschliche Gehirn hat die erstaunliche Fähigkeit wiederkehrende Klangmuster zu lernen und zu erkennen, auch wenn einzelne Darbietungen desselben Musters einer gewissen Variabilität unterliegen. Das beantragte Projekt beschäftigt sich mit den dem Lernen komplexer spektrotemporaler Klangmuster zugrunde liegenden Mechanismen und untersucht welche Stationen des auditiven Systems (auf kortikaler und subkortikaler Ebene) am Musterlernen beteiligt sind.
Neuere Befunde zeigen, dass spektrotemporale Muster sehr schnell extrahiert und gelernt werden können, selbst wenn es sich dabei um unvorhersagbare und bedeutungslose Klangmuster handelt (Agus et al., 2010). Oft wird das Planum Temporale als „Schaltzentrale“ für die Segregation und den Abgleich komplexer Klangmuster angesehen (Griffiths & Warren, 2002). Das beantragte Projekt legt eine erweiterte Theorie zugrunde, deren Annahme ist, dass hierarchische Mechanismen, die spektrotemporale Muster auf unterschiedlichen Ebenen eins-zu-eins abgleichen, die Grundlage des Musterlernens und der Klangerkennung darstellen. Diese hierarchisch organisierten Mechanismen beinhalten Abgleichs- und Identifikationsprozesse auf kortikaler Ebene, aber ebenso eine Modulation der Verarbeitung und des Abgleichs auf subkortikaler Ebene durch wiederkehrende Darbietung ein und desselben Musters. Hier wird eine Reihe von Experimenten vorgeschlagen, in denen Verhaltensdaten und auditive ereignis-korrelierte Potenziale und Oszillationen kortikaler Herkunft, sowie die frequenzbezogene Antwort des auditiven Hirnstammpotenzials bei gesunden Erwachsenen gemessen werden. Mit Hilfe von Paradigmen des statistischen Lernens und des Wiederholungs-Priming sollen unter Verwendung komplexer spektrotemporaler Zufallsmustern der Zeitverlauf und die beteiligten Hirnstrukturen der Abgleichstrategien aufgedeckt werden, welche am sensorischen Lernen beteiligt sind. Weiterhin, soll die Toleranz des Musterlernens gegenüber unterschiedlichen Arten von Input-Variabilität charakterisiert werden. Die Ergebnisse des beantragten Projekts helfen zu klären, wie sich “Objekt-Templates” aus einer komplexen und vielfach überlagerten akustischen Umwelt herauskristallisieren, ein Prozess der eine tragende Rolle zum Beispiel beim Spracherwerb spielt und dessen Verständnis auf längere Sicht zur besseren Früherkennung von Risikofaktoren für Spracherwerbsstörungen beitragen kann.

DFG Projekt "Die Verarbeitung neuer Distraktoren in Abhängigkeit von deren Informationsgehalt bei Kindern und Erwachsenen" (Dr. Nicole Wetzel)

Neue und unerwartete Ereignisse außerhalb des Aufmerksamkeitsfokus können die Aufmerksamkeit unwillkürlich ablenken und zu Leistungseinbrüchen in einer Primäraufgabe führen. Aktuelle Ergebnisse weisen jedoch darauf hin, dass unter bestimmten Bedingungen neue und unerwartete Ereignisse auch zu einer Leistungsverbesserung bei Erwachsenen führen können. Welche Faktoren Leistungsverbesserungen bedingen und inwiefern diese Faktoren unwillkürliche Aufmerksamkeitsprozesse beeinflussen wird in diesem Projekt untersucht. Zum einen soll die Rolle des Informationsgehaltes auditiver, aufgabenirrelevanter Ereignisse hinsichtlich des Zeitpunktes und der Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines relevanten Zielreizes mittels Ereigniskorrelierter Potentiale, Reaktionszeiten und Fehlerraten untersucht werden. Zum anderen wird geprüft, inwiefern eine aus der Verarbeitung neuer und unerwarteter Ereignisse resultierende Erhöhung des Arousals zu Leistungsverbesserungen führen kann. Besonders bedeutsam ist das Beachten und Evaluieren neuer Ereignisse für Lernprozesse und spielt somit eine besondere Rolle für Kinder. Studien zeigen, dass die zugrunde liegenden Aufmerksamkeitsprozesse bei Kindern im Alter von 6-12 Jahren noch nicht ausgereift sind und es ist offen, inwieweit Kinder aufgabenirrelevante Informationen neuer Ereignisse leistungsoptimierend nutzen können. Im Projekt soll daher der Einfluss von Informationsgehalt und Arousal bei der Verarbeitung neuer Ereignisse auf unwillkürliche Aufmerksamkeitsprozesse und die Leistung in einer Primäraufgabe auch bei Schulkindern untersucht werden.

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Rubicon grant (NWO The Netherlands Organisation for Scientific Research; Dr. Katerina Chládková)

Project title: Piecing Auditory Cues Together: How We Learn to Integrate Cues in Speech Perception

When perceiving the surrounding world, humans attend to multiple pieces of information (individual properties of objects, or cues), and perceptually integrate them to identify familiar objects as a whole. For speech, this means that listeners integrate multiple auditory cues (e.g., duration, frequency) to comprehend sounds of their language. Surprisingly, however, when humans encounter unfamiliar objects, they readily use a single cue to identify them, but have difficulties with using multiple cues for that purpose. The difficulty with relying on multiple cues for novel categories runs contrary to the widely attested integration of multiple cues in the perception of familiar ones. This project aims to resolve that controversy and find out how humans acquire the ability to integrate cues in speech perception. The goal is to identify the developmental trajectory of cue integration, determine which factors affect it, and reveal whether cue integration in speech is driven by general mechanisms of auditory learning. Adults will learn novel sounds and their neural activity will be measured to uncover how cue integration learning proceeds. The data will be modelled with artificial neural networks. The findings will contribute towards our better understanding of the learning mechanisms that form a crucial part of human cognition.



Kontakt

Kognitive und Biologische Psychologie

Universität Leipzig
Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie
Institut für Psychologie
Neumarkt 9-19
D-04109 Leipzig

Sekretariat

Dagmar Schrödl
Tel.: 0341 97-39570
E-Mail: dagmar dot schroedl at uni-leipzig dot de

Dorit Thieme
Tel.: 0341 97-39540
E-Mail: d dot thieme at uni-leipzig dot de

Fax: 0341 97-39271

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