Satzproduktion: EEG-Oszillation bei der Verarbeitung der Satzstruktur

Das Projekt zielt auf einen linguistischen und einen elektrophysiologischen Aspekt ab. Der linguistische Aspekt betrifft die experimentelle Erfassung von zwei grundsätzlich verschiedenen Prozessen der Sprachverarbeitung. Der eine Prozeß ist ein rein syntaktischer. Er steuert die serielle Anordnung, die durch die Grammatik der Satzstrukturierung determiniert ist. Der andere Prozeß ist ein, semantisch-lexikalischer. Im Vordergrund stehen die folgenden zwei Experimente. Experiment 1 dient dazu, die syntaktische Sequenzierung in der Planung der Satzproduktion zu untersuchen. Die Vpn haben die Aufgabe, die einzeln dargebotenen Wörter eines Satzes nach bestimmten syntaktischen Regeln umzuordnen. In Experiment 2 muß für das gleiche Stimulusmaterial eine semantische Aufgabe durchgeführt werden. Ein semantisch identifizierter Ausdruck ist durch ein Hyperonym zu ersetzen. Die zugrundeliegende Idee dabei ist, einen rein syntaktischen von einem rein semantischen Verarbeitungsprozeß zu isolieren. Dazu werden allerdings noch weitere Kontrollexperimente benötigt, die im Antrag beschrieben werden. Klinischen und bildgebenden Befunden zufolge ist die jeweilige Hauptaktivität für diese zwei Verarbeitungsvorgänge in unterschiedlichen Arealen (frontal vs. temporal) konzentriert. Der elektrophysiologische Aspekt bezieht sich auf die Tatsache, daß so gut wie alle Experimente zur Sprachverarbeitung, ereigniskorrelierte Potentiale (event-related potentials bzw. ERP`s) verwenden. Spektralanalytische und verwandte Auswertungsmethoden fehlen weitgehend, obwohl sie den großen Vorteil bieten, unterschiedliche und simultan ablaufende kognitive Prozesse in definierten Frequenzbändern getrennt erfassen und analysieren zu können. So konnte in einer Reihe von Experimenten (die von der Arbeitsgruppe des Mitantragstellers durchgeführt wurden) festgestellt werden, daß Oszillation im oberen Alphaband primär auf jene kognitiven Prozesse ansprechen, die sich auf die semantische Verarbeitung eines dargebotenen Stimulus beziehen. Oszillationen im unteren Alphaband reagieren hingegen primär auf phasische Aufmerksamkeitsveränderungen. Für Experiment 2 ist daher davon auszugehen, daß während der Durchführung der semantischen Aufgabe (aber nicht z.B. während der Satzdarbietung) eine stark ausgeprägt ereignisbezogene Desynchronisation im oberen Alphaband zu beobachten sein wird. Bezüglich der syntaktischen Verarbeitung liegen noch keine einschlägigen Arbeiten vor. Vermutet man aber, daß (im Vergleich zur semantischen Verarbeitung) syntaktische Prozesse spezifischer sind (und daher auch in spezifischeren Netzwerkkomponenten ablaufen), dann müßte man erwarten, daß schnellere Oszillationen (z.B. im Bereich des Betabandes) auf diese Art der Verarbeitung reagieren. Ein zusätzliches Projektziel ist der Vergleich der Ergebnisse des vorliegenden Projekts mit denen einer fKST- Studie (DFG-Projekt des Hauptantragstellers). Für das vorliegende und das fKST-Projekt wird identisches Stimulusmaterial verwendet. Dabei sollen sowohl Aufschlüsse über Topographie und frequenzspezifische Aspekte der Verarbeitung gewonnen werden.

Das Projekt untersuchte folgende Fragestellung: Lassen sich domänenspezifische Verarbeitungskom-ponenten im EEG-Spektrum identifizieren? Die spezifische kognitive Domäne ist die Sprachverarbei-tung, in Sonderheit, die Satzproduktion. Erklärtes Ziel des Projekts war es, EEG-Korrelate elementarer Sprachverarbeitungsprozesse mit Hilfe von spektral- und frequenzanalytischen Methoden zu eruieren. Diese Methoden untersuchen die Ver-teilung und zeitlichen Verläufe der gemessenen Potentialverläufe auf verschiedenen Frequenzbändern. Dazu wurde ein Experiment konzipiert, das es erlaubt, rein syntaktische Verarbeitungsvorgänge zu vergleichen mit Verarbeitungsprozessen, bei denen Lexikonzugriff und Lexikonabruf entscheidend beteiligt sind. Da die frequenzanalytische Methode bisher nicht auf die Untersuchung der Sprachproduktion ange-wandt worden war, ginge es sowohl um den Nachweis, daß diese Methode geeignet ist als auch um die Prüfung spezifischer Hypothesen. Dazu gehörte die Annahme, daß sich unterschiedliche Verarbei-tungsprozesse (Strukturgenerierung vs. Lexikonzugriff) in unterschiedlichen Frequenzverteilungen im EEG erkennen lassen. Diese grundsätzliche Frage konnte erfolgreich geklärt werden. Es zeigten sich deutliche, frequenz-bandspezifische Unterschiede für die Sprachverarbeitungsaktivitäten. Die Hauptergebnisse sind: Domänenspezifische kognitive Verarbeitungsvorgänge lassen sich über ihre Korrelate in den Oszillationsmustern identifizieren. Einerseits korrelieren Desynchronisationen im oberen Alphaband (10-12 Hz.) mit semantischen Verarbeitungsvorgängen (Lexikonzugriff). Anderer-seits zeigt sich die domänenspezifische Verarbeitung auch daran, daß semantische Verarbeitung nicht das unspezifische Arbeitsgedächtnis beansprucht, was sich aus dem Fehlen der entsprechenden Theta-Band-Synchronisierungen ablesen läßt.