Auf dem Weg zur Spracherkennung

Dank einer Studie, bei der die Hirnaktivität in Echtzeit dokumentiert wurde, konnte eine Forschergruppe der University of California, San Francisco (UCSF) zusammen mit einem Team aus Linguisten unter der Leitung von Dr. Edward Chang neue Erkenntnisse über das Hören und die Interpretation gehörter Sprache gewinnen.
Hierbei wurden 6 Teilnehmern insgesamt 500 Sätze von 400 verschiedenen Sprechern in ihrer Muttersprache (Englisch) vorgespielt. Gleichzeitig wurde die Hirnaktivität mithilfe von Elektroden erfasst, die direkt auf den Kopf platziert wurden. Ziel war es, die beim Hören der verschiedenen Sätze aktiven Bereiche im Gehirn zu lokalisieren.
Die anhand der Ergebnisse erstellte Karte des Gehirns zeigt, dass je nach gehörtem Konsonant oder Vokal unterschiedliche Neuronen aktiviert werden.
Darüber fanden die Forscher heraus, dass die Laute „S“ und „Z“, die beide durch eine teilweise Engstellung der oberen Atemwege erzeugt werden (sogenannte Frikative), auf dieser Karte als Gruppe auftreten. Auch die Konsonanten „B“ und „P“, die beide durch Blockierung des Luftstroms durch Verschließen der Lippen und durch die Zunge erzeugt werden, treten in einer anderen Region gruppiert auf. Daraus lässt sich schließen, dass das Gehirn die gehörten Laute sofort anhand bestimmter Kriterien einordnet, insbesondere nach der Art und Weise, wie die Laute im Mund erzeugt werden. Demnach hätte beispielsweise der Konsonant „B“ einen eigenen Platz im Gehirn, genauso wie der Laut, der mit dem Vokal „A“ assoziiert ist.
Wenn das Gehirn tatsächlich entsprechend phonetischer Spracheigenschaften aufgebaut ist, können daraus neue Theorien über die Spracherkennung entwickelt werden. Die Forscher gehen außerdem davon aus, dass Ärzte anhand dieser Ergebnisse neue Erkenntnisse zu Sprachstörungen, z. B. Dyslexie, gewinnen können. Es könnte sogar möglich sein, die Erkenntnisse zu nutzen, um Menschen beim Erlernen einer Fremdsprache zu helfen. Dr. Edward Chang geht davon aus, dass auch die Prozesse des Spracherwerbs erforscht werden und somit erklärt werden könnte, warum sich das Erlernen von Sprache manchmal als mühsam herausstellt.
Quelle: Mesgarini et al. Phonetic feature encoding in human superior temporal gyrus. Science. 2014 Feb 28;343(6174):1006-10. doi: 10.1126/science.1245994.