Informationstheorie und Sprache
Wörter, die weniger vorhersehbar sind, haben eine längere Verarbeitungszeit im Gehirn. Das EU-finanzierte Projekt WORDINFO (How do words inform? Explaining the role of information theory in language comprehension) beschäftigte sich mit dem Thema der Untersuchung der Beziehung zwischen Informationsinhalt und Schwierigkeiten beim Verständnis. Die Forscher berechneten Messwerte für den Informationsinhalt des Worts in natürlichen Texten wie etwa Romanen. Sie bewerteten im Folgenden Schwierigkeiten im Verständnis unter Einsatz neuronaler Meßwerte auf Grundlage von fMRT- und EEG-Daten (funktionelle Magnetresonanztomografie und Elektroenzephalografie). Die Projektwissenschaftler schlussfolgerten, dass Sprachmodelle die Aktivität des Gehirns während des Verstehens naturalistischer Texte berücksichtigen. Zudem prognostizieren Messwerte auf Grundlage sprachwissenschaftlich geprägter Strukturen die EEG-Reaktion nicht besser als einfachere Modelle. Zwei der Informationskonzepte des Projekts, die Messung der Unvorhersehbarkeit des Auftretens eines Worts und der Unsicherheit über die nächsten Worte, belegen die Gehirnaktivität in der fMRT-Untersuchung. Jedoch zeigen die Konzepte Effekte in verschiedenen Hirnregionen. Die Forscher interpretierten das Ergebnis derart, dass es bedeutet, dass hohe Sicherheit zur aktiven Vorhersage des nächsten Worts führt. EEG-Daten bewiesen, dass Bedeutungsverwandtschaft und -vorhersehbarkeit die Erwartung der Worte beeinflussen. Eye-Tracking-Daten ergaben, dass in einer zweiten Sprache fließend Lesende auf die gleiche Weise wie Muttersprachler durch Wortinformationswerte beeinflusst werden. Die wichtigsten Feststellungen stützen die Rahmentheorie der hierarchischen Vorhersage, nach der das Gehirn ständig die nächsten Worte in Abwärtsstrukturierung (Top-down) vorhersagt. Und Aktivierungen werden relativ zur Eintrittswahrscheinlichkeit sortiert. Ein Fehlersignal breitet sich von unten nach oben aus, was die nachfolgenden Prognosen beeinflusst. Die neuen Verfahren des Projekts eröffnen neue Möglichkeiten der experimentellen Neurobildgebung. Überdies können die Verfahren bei der Erforschung der Zweisprachigkeit und der Verarbeitung bei Nichtmuttersprachlern sowie in der Psycholinguistik allgemein Anwendung finden.
Schlüsselbegriffe
Informationstheorie, Sprache, Vorgänge im Gehirn, Verarbeitung im Gehirn, Schwierigkeitsgrad des Texts, Textkomplexität, WORDINFO, Verständnis, Begreifen
