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DOI: 10.1055/s-2005-873119
Bildgebende Verfahren und die Verarbeitung syntaktischer Information
Imaging Techniques and the Processing of Syntactic InformationPublikationsverlauf
Publikationsdatum:
29. September 2005 (online)
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Zusammenfassung
Eine essenzielle Voraussetzung für das Verstehen eines Satzes ist die erfolgreiche Analyse seiner Struktur, d. h. der formalen Abfolge- und Abhängigskeitsbeziehungen, die zwischen den in ihm vorkommenden Elementen bestehen. Wie diese unter dem Terminus Syntax zusammengefassten Phänomene neuronal implementiert sind, ist dementsprechend auch seit etwa einem Jahrzehnt eine der zentralen Fragen in der Sprachforschung mit bildgebenden Verfahren. Besondere Aufmerksamkeit wurde dabei dem so genannten Broca-Areal und seiner Rolle bei der Verarbeitung syntaktischer Information zuteil. Der vorliegende Artikel stellt bildgebende Studien zu den zwei in diesem Zusammenhang wichtigsten experimentellen Paradigmen vor: Der Verarbeitung von syntaktisch fehlerhaften Sätzen sowie Sätzen, die eine ungewöhnliche Wortstellung enthalten. Es wird dafür argumentiert, dass neuronale Sprachverarbeitung nur in einem dynamischen Modell verstanden werden kann, in dem neben der räumlichen Lokalisation auch die zeitliche Struktur der Verarbeitung Berücksichtigung findet. Dies bedarf der Ergänzung der bildgebenden Methoden mit zeitsensitiveren Verfahren, wie etwa ereigniskorrelierten Hirnpotentialen.
Abstract
One of the fundamental aspects during sentence comprehension is to analyse sentence structure, that is, to detect the formal dependencies which exist between the elements in a sentence. Accordingly, the question of how this so-called syntactic information is neuronally implemented has become a major topic in neuroimaging research on language in the past decade. Especially, the so-called Broca’s Area and its role in syntactic processing has thereby come into focus. The present paper presents neuroimaging studies which have imployed the most important experimental paradigms in this respect, namely, the processing of sentences with syntactic violations and of sentences with non-canonical word order. We argue that neuronal language processing can only be explained in a dynamic model. In such a model, not only neuronal localisation, but also temporal information needs to be taken into account. This calls for additional evidence from more time sensitive methods, such as event-related potentials.
Schlüsselwörter
bildgebende Verfahren - Syntax - syntaktische Verarbeitung - Broca-Areal - syntaktische Verletzungen - Wortstellung - ereigniskorrelierte Hirnpotentiale
Key words
neuroimaging - syntax - syntax processing - Broca’s Area - syntactic violations - word order - event-related brain potentials
Literatur
- 1 Grodzinsky Y. The neurology of syntax: Language use without Broca’s area. Behav Brain Sci. 2000; 23 1-71
- 2 Finger S. Origins of neuroscience: A history of explorations into brain function. Oxford University Press 1994
-
3 Damasio H. The lesion method in cognitive neuroscience. In Boller F, Grafman J. (Hrsg.)
Handbook of Neuropsychology (Band 1) . Elsevier Science New York; 2000: p. 77-102 - 4 Huber W, Poeck K, Weniger D. et al .Aachener Aphasie Test (AAT). Hogrefe Göttingen; 1984
- 5 Caramazza A, Zurif E B. Dissociation of algorithmic and heuristic processes in language comprehension. Brain Lang. 1976; 3 572-582
-
6 Dronkers N F, Larsen J L. Neuroanatomy of the classical syndromes of aphasia. In Boller F, Grafman J. (Hrsg.)
Handbook of Neuropsychology (Band 3) . Elsevier Science New York; 2001: p. 19-30 - 7 Willmes K, Poeck K. To what extent can aphasic syndromes be localized?. Brain. 1993; 116 1527-1540
- 8 Wöllstein-Leisten A, Heilmann A, Stepan P. et al .Deutsche Satzstruktur. Grundlagen der syntaktischen Analyse. Stauffenburg-Verlag Tübingen; 1997
- 9 Friederici A D, Meyer M, von Cramon D Y. Auditory language comprehension: an event-related fMRI study on the processing of syntactic and lexical information. Brain Lang. 2000; 74 289-300
- 10 Stowe L A, Paans A M, Wijers A A. et al . Sentence comprehension and word repetition: a positron emission tomography investigation. Psychophysiol. 1999; 36 786-801
- 11 Embick D, Marantz A, Miyashita Y. et al . A syntactic specialization for Broca’s area. Proc Natl Acad Sci USA. 2000; 97 6150-6154
- 12 Ni W, Constable T, Mencl W E. et al . An event-related neuroimaging study: Distinguishing form and content in sentence processing. J Cogn Neurosci. 2000; 12 120-133
- 13 Kuperberg G R, McGuire P K, Bullmore E T. et al . Common and distinct neural substrates for pragmatic, semantic, and syntactic processing of spoken sentences: an fMRI study. J Cogn Neurosci. 2000; 12 321-341
- 14 Friederici A D, Frisch S. Verb argument structure processing: The role of verb-specific and argument-specific information. J Mem Lang. 2000; 43 476-507
- 15 Frisch S, Hahne A, Friederici A D. Word category and verb-argument structure information in the dynamics of parsing. Cognition. 2004; 91 191-219
- 16 Newman S D, Just M A, Keller T A. et al . Differential effects of syntactic and semantic processing on the subregions of Broca’s area. Cognit Brain Res. 2003; 16 297-307
- 17 Amunts K, Schleicher A, Ditterich A. et al . Broca’s region: Cytoarchitectonic asymmetry and developmental changes. J. Comp Neurol. 2003; 465 72-89
- 18 Friederici A D, Rüschemeyer S -A, Hahne A. et al . The role of left inferior frontal and superior temporal cortex in sentence comprehension: localizing syntactic and semantic processes. Cereb Cortex. 2003; 13 170-177
- 19 Linebarger M C, Schwartz M F, Saffran E M. Sensitivity to grammatical structure in so-called grammatic aphasics. Cognition. 1983; 13 361-392
- 20 Friederici A D, Kilborn K. Temporal constraints on language processing: Syntactic priming in Broca’s aphasia. J Cogn Neurosci. 1989; 1 262-272
- 21 Burkhardt P, Pinango M M, Wong K. The role of the anterior left hemisphere in real-time sentence comprehension: Evidence from split intransitivity. Brain Lang. 2003; 86 9-22
- 22 Friederici A D. The time course of syntactic activation during language processing: A model based on neuropsychological and neurophysiological data. Brain Lang. 1995; 50 259-281
- 23 Friederici A D. Towards a neural basis of auditory sentence comprehension. Trends Cogn Sci. 2002; 6 8-84
- 24 Hahne A, Friederici A D. Differential task effects on semantic and syntactic processes as revealed by ERPs. Cognit Brain Res. 2002; 13 339-356
- 25 Gunter T C, Schriefers H, Friederici A D. Syntactic gender and semantic expectancy: ERPs reveal early autonomy and late interaction. J Cogn Neurosci. 2000; 12 556-568
- 26 Frisch S, Schlesewsky M. The N400 reflects problems of thematic hierarchizing. Neuroreport. 2001; 12 3391-3394
- 27 Friederici A D, von Cramon D Y, Kotz S A. Language related brain potentials in patients with cortical and subcortical left hemisphere lesions. Brain. 1999; 122 1033-1047
- 28 Kotz S A, von Cramon D Y, Friederici A D. Differentiation of syntactic processes in the left and right anterior temporal lobe: ERP evidence from lesion patients. Brain Lang. 2003; 87 135-136
- 29 Frisch S, Kotz S A, von Cramon D Y. et al . Why the P600 is not just a P300: the role of the basal ganglia. Clin Neurophysiol. 2003; 114 336-340
- 30 Kotz S A, Friederici A D. Electrophysiology of normal and pathological language processing. J Neurolinguistics. 2003; 16 43-58
- 31 Friederici A D, Wang Y, Herrmann C S, Maess B, Oertel U. Localization of early syntactic processes in frontal and temporal cortical areas: a magnetoencephalographic study. Hum Brain Mapp. 2000; 11 1-11
- 32 Chomsky N. Lectures in government and binding. Kluwer Dordrecht; 1981
- 33 Stromswold K, Caplan D, Alpert N. et al . Localization of syntactic comprehension by positron emission tomography. Brain Lang. 1996; 52 452-473
- 34 Caplan D, Alpert N, Waters G S. Effects of syntactic structure and propositional number on patternsof regional cerebral blood flow. J Cogn Neurosci. 1998; 10 541-552
- 35 Just M A, Carpenter P A, Keller T A,. et al . Brain activation modulated by sentence comprehension. Science. 1996; 274 114 -116
- 36 Gibson E. Locality of syntactic predictions. Cognition. 1998; 68 147-161
- 37 Fiebach C J, Schlesewsky M, Lohmann G. et al . Revisiting the Role of Broca’s Area in Sentence Processing: Syntactic Integration versus Syntactic Working Memory. Hum Brain Mapp. 2005; 24 9-91
- 38 Röder B, Stock O, Neville H. et al . Brain activation modulated by the comprehension of normal and pseudoword sentences of different processing demands: a functional magnetic resonance imaging study. Neuroimage. 2002; 15 1003-1014
-
39 Fiebach C J, Schlesewsky M, Bornkessel I. et al .Distinct neural correlates of legal and illegal word-order variations in German: How can fMRI inform cognitive models of sentence processing?. In Carreiras M, Clifton, Jr CE (Eds.)
The On-Line Study of Sentence Comprehension: Eyetracking, ERPs and Beyond . Psychology Press New York; 2004: p. 357-370 - 40 Schubotz R I, von Cramon D Y. A blueprint for target motion: fMRI reveals perceived sequential complexity to modulate premotor cortex. NeuroImage. 2002; 16 920-935
1 Thematische Rollen stellen, vereinfacht gesagt, die semantische Seite von Verbergänzungen da. In einem Satz wie Der Junge küsst die Mädchen hat das Verb „küsst” zwei syntaktische Argumente (nämlich ein Subjekt „der Junge” und ein Objekt „die Mädchen”), die man an syntaktischen Kriterien erkennen kann (so hat das Subjekt im Deutschen den Kasus Nominativ und stimmt hinsichtlich Numerus mit dem Verb überein). Darüber hinaus weist „geküsst” auch zwei thematische Rollen zu, die ausdrücken, wer der Handelnde (hier: der Küssende) ist und wer der, dem die Handlung „zustößt” (hier: der Geküsste). Im obigen Beispiel ist der Junge der Handelnde (Agens), die Mädchen Handlungsempfänger (Patiens). Auch wenn Subjekt und Agens in vielen Fällen übereinstimmen, ist es doch wichtig, beide voneinander zu unterscheiden, da es Satzkonstruktionen wie das Passiv gibt, wo beide auseinanderfallen: In Der Junge wird von den Mädchen geküsst ist „der Junge” zwar wiederum Subjekt (da es Nominativ trägt und mit dem Hilfsverb „wurde” hinsichtlich Numerus übereinstimmt), aber nicht Agens, sondern Patiens, schließlich wird er diesmal geküsst.
2 Die bekannteste Einteilung des Kortex, die sich an der Zellarchitektonik orientiert, geht auf den deutschen Neuroanatomen Korbinian Brodmann (1868 - 1918) zurück. Nach ihm werden die resultierenden Abschnitte als „Brodmann-Areale” (abgekürzt „BA”) bezeichnet.
3 Die Aktivierungsfoci einiger der im folgenden referierten Studien, die die Verarbeitung syntaktischer Verletzungen untersucht haben, sind in Abb. [1] a dargestellt.
4 Die Lage dieser beiden Areale veranschaulicht Abb. [2].
Dr. Stefan Frisch
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften
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