In einer Pilotstudie sollten deutschsprachigen Probanden (n=28) in zwei Versuchsabschnitten kurze Sätze sprechen, die das Homonym "Leiter" im Sinne von "Steiggerät" bzw. "Teamchef" näher definieren. Das Homonym sollte am Satzanfang ohne Artikel genannt werden. Das Breitband-EEG (bis 2000 Hz, Zeitkonstante 1,5 s) wurde über F3, F4, C3 und C4 (Intern. 10-20-System) vor und kurz nach Sprachbeginn abgeleitet. Signalepochen des EEG- und Mikrophonsignals von 6 s Dauer wurden gespeichert. Off-line erfolgte die Auswertung der auf Sprachbeginn zentrierten und auf 1 Sekunde gekürzten EEG-Episoden. Es wurden vor Vokalisation motorische Bereitschaftspotentiale gefunden, die im gesamten Zeitbereich (750 ms prä- und 250 ms perireaktiv) wenig strukturiert sind und sich an den vier Ableitorten weder in ihrer Amplitude noch in ihrer Amplituden-Zeit-Struktur unterscheiden. Die Spektralanalyse der EEG-Signalstrecke zeigt unter beiden Versuchsbedingungen eine überproportional hohe Amplitude im [delta]-Band. Mit Hilfe der von Bartsch und Krüger entwickelten Subpotentialanalyse, die im Hochfrequenzbereich des EEG (10-400 Hz) dem "local field potential" ähnliche Phänomene nachweist, konnten in der Signalperiode des Bereitschaftspotentials positive und negative Subpotentiale ermittelt werden. Die Amplitude dieser Subpotentiale liegt zwischen 6 und 12[mycro]V. Der Zeitpunkt des Erscheinens der Subpotentiale wurde als Subpotentialevent (SPe) bezeichnet. Die SPe treten teils gruppiert und teils kohärent auf. Die Intervalle zwischen den SPe wurden histographisch aufgetragen, sie reichen vom 4 bis 15 ms. Auffallendstes Ergebnis war die unterschiedliche Struktur der SPe-Intervallhistogramme, die sich in den linksseitigen Ableitungen anders verhielten als in den rechtsseitigen. Möglicherweise sind diese Differenzen typisch für den eloquenten Unterschied. / During a pilot study, 28 german speeking subjects were supposed in two trial parts to speak in short sentences in order to define the german homonyme "Leiter" with the meaning "leader" respectively "manager". The homonyme should be used without any article at the beginning of the sentence. The EEG-activity (0-2000 Hz, time constant 1,5 sec) was recorded from F3, F4, C3 and C4 (international 10-20-system) before and after starting speech. Signalepochs of EEG-activity and microphone signals of 6 seconds were stored. The offline-evaluation was based on the centered and to the one second shortened EEG-episodes. Before staring speech there had been found a movement-related readines-potential (motor. Bereitschaftspotential), which had been less structured during the whole period of time (750ms pre- and 250 ms perireactive). Neither in their amplitude nor in their amplitude-time-structure distinctions were observed. The spectral analysis of EEG showed an overpropotional high amplitude in [delta]-band under both conditions of the trial. The subpotential-analysis developed by Bartsch and Krüger, which shows similar phenomenons as the "local field potentials" in the high frequency-EEG (10-400 Hz), could show positve and negative subpotentials during the period of the readiness-potential. The amplitudes of those subpotentials lay between 6 and 12[mycro]V. The point of time, when the subpotentials showed up, is called the subpotential-event (SPe). The SPe showed up partly in groups and partly coherent. The intervals between the SPe were put on histographically with a reach from 4 to 25 ms. The most striking result was the varying structure of the histography of the SPe-intervalls. The left-sided histography was conducted differently to the right-sided. May be that these distinctions are typical for the eloquent difference.

Diese Dissertation untersucht einige ungeklärten Aspekte der Sprachproduktion. Das erste Ziel war es zu klären, wie Komposita (z.B. Goldfisch) auf der lexikalisch-syntaktischen Ebene unseres Sprachproduktionssystems repräsentiert sind. Gibt es dort einen einzelnen lexikalischen Eintrag für das gesamte Kompositum (GOLDFISCH) oder mehrere Einträge für jedes seiner Konstituenten (GOLD und FISCH), welche beim Sprechen zusammengesetzt werden? Zur Beantwortung dieser Frage wurde die sogenannte kumulative semantische Interferenz (KSI) verwendet. Dieser semantische Kontexteffekt beschreibt die Beobachtung, dass die Benennlatenzen von Sprechern systematisch länger werden, wenn diese eine Reihe von semantisch verwandten Bildern benennen. Obwohl KSI bereits viel als Instrument in der Sprachproduktionsforschung genutzt wird, sind einige Fragen rund um den Effekt selbst noch offen. Das zweite Ziel dieser Dissertation war es daher einige dieser Fragen mit Hilfe von behavioralen und elektrophysiologischen Maßen zu beantworten, um so unser Verständnis von KSI zu erweitern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass KSI ihren Ursprung auf der konzeptuellen Ebene des Sprachproduktionssystems hat und dass sie nicht von der morphologischen Komplexität der verwendeten Begriffe moduliert wird, aber davon, wie häufig diese benannt werden. Diese Erkenntnisse ermöglichen es in der Zukunft zielgenauere Vorhersagen zu machen, wenn KSI als Forschungsinstrument verwendet wird. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass die Konstituenten von Komposita während deren Produktion aktiviert werden. Dies belegt, dass Komposita in einer komplexen Struktur repräsentiert sind, die aus einem Eintrag für das ganze Kompositum und zusätzlichen Einträgen für die Konstituenten besteht. Somit zeigen diese Ergebnisse, dass die Morphologie bereits die Repräsentationen auf der lexikalisch-syntaktischen Ebene beeinflusst und erweitern somit unser Wissen über den Aufbau unseres Sprachproduktionssystems. / This dissertation addresses unresolved issues concerning speech production processes and the cognitive architecture of our speech production system. The first aim was to answer the question how compounds (e.g., goldfish) are represented on the lexical-syntactic level of our speech production system. Is there a single entry for the whole compound (GOLDFISH) or multiple ones for each of its constituents (GOLD and FISH), which are assembled for each use? To investigate this question, we used the cumulative semantic interference (CSI) effect. This semantic context effect describes the observation that speakers’ naming latencies systematically increase when naming a sequence of semantically related pictures. Although CSI has been extensively used as a tool in language production research, several aspects of it are not fully understood. Thus, the second aim of this dissertation was to close some of these knowledge gaps and gain a more comprehensive understanding of CSI. In three studies, we first investigated the CSI effect, before using it as a tool to study the lexical representation of compounds. Behavioural and electrophysiological data from the first two studies point to a purely conceptual origin of CSI. Furthermore, they revealed that CSI is not influenced by the items’ morphological complexity but affected by item repetition. These findings advance our understanding of CSI and thus allow us to make more informed predictions when using CSI as a research tool. The last study showed that the compounds’ constituents are activated during compound production, which provides evidence for a complex lexical-syntactic representation of compounds, consisting of one entry for the holistic compound and additional entries for each of its constituents. This dissertation thus reveals that the morphological complexity of compounds affects the lexical-syntactic level during speech production and thus advances our understanding of the architecture of our speech production system.

Die Auswahl eines passenden Wortes aus semantisch verbundenen Wettbewerbern ist eine wesentliche Funktion der Sprachproduktion. Neuere strittige Befunde scheinen traditionellen lexikalischen Selektionsmodellen zu widersprechen. Der swinging lexical network (SLN) Ansatz offeriert eine kompetitiven Bezugsrahmen, der spezifische Voraussetzungen formuliert, unter denen semantische Erleichterungs- als auch Interferenzeffekte in Bildbenennungsparadigmen beobachtet werden können. Diese spezifischen Voraussetzungen betreffen a) die Manipulation eines Trade-offs zwischen konzeptueller Erleichterung und lexikalischer Interferenz, b) das Ausmaß an lexikalischer Kohortenaktivierung und c) die flexible Anpassungsfähigkeit des Sprachproduktionssystems. Die Trade-off-Annahme wurde durch Einflüsse von Assoziationen auf die Benennungslatenz untersucht (Studie 1), wenn Stimuli im kontinuierlichen Benennungsparadigma in einer scheinbar zufälligen Reihenfolge benannt werden. Information über den Einfluss lexikalischer Kohortenaktivierung auf die Wortproduktion wurde durch Manipulation semantischer Distanz und durch Kombination des kontinuierlichen Benennungsparadigmas mit ereignis-korrelierten Potentialen (EKPs) gewonnen (Studie 2). Zur Überprüfung der Flexibilitätsannahme werden Benennungslatenzen von Homophonen mittels Bild-Wort-Interferenzparadigma untersucht, nachdem Versuchspersonen wiederholt linguistische Mehrdeutigkeit verarbeiten haben (Studie 3). Die Ergebnisse zeigen semantische Interferenzeffekte für assoziativ und für eng kategorial verbundene Stimuli im kontinuierlichen Benennungsparadigma (Studie 1 & 2) und Erleichterungseffekte für Homophone im PWI, nachdem das kognitive System sich auf Mehrdeutigkeit adaptiert hatte (Studie 3). Eng kategorial verbundene Stimuli modulierten EKP-Komponenten in der P1, zwischen 250 und 400 ms und im N400-Zeitfenster, welche mit Wortproduktions-prozessen in Verbindung gebracht werden. / The selection of an appropriate word from other meaning-related competitors is a main function of language production. Recent inconclusive findings have casted doubt about traditional lexical selection accounts. The swinging lexical network (SLN) account presents a competitive framework that formulates specific conditions under which semantic facilitation or interference effects can be observed in picture naming paradigms. These specific conditions concern a) the manipulation of the trade-off between conceptual facilitation and lexical interference, b) the extent of lexical cohort activation and c) the flexible nature of the language production system. The trade-off assumption was assessed by investigating the impact of associations on naming latencies in the continuous naming paradigm in which semantically related items are named within a seemingly random sequence (Study 1). Information for the understanding of lexical cohort activation on word production was obtained by manipulating semantic distance in the continuous naming paradigm combined with event-related potentials (ERP; Study 2). Aiming at testing the flexibility assumption, effects of unrelated meaning alternatives of homophones in a picture-word interference (PWI) paradigm were investigated, after participants repeatedly processed linguistic ambiguities (Study 3). Results show semantic interference for associates and for closely related category co-ordinates in the continuous naming paradigm (Study 1 & 2), and facilitation effects for homophone names in the PWI after the cognitive system adapted to the processing of linguistic ambiguities (Study 3). Closely related stimuli modulated ERPs in the P1, between 250 and 400 ms, and in the N400 time window, which are known to be associated with single word naming processes. These results support the SLN model and enhance the understanding of semantic and cognitive factors that shape the microstructure of language production.

Die Arbeit stellt eine nationale Bildungsstudie zur Erfassung von Schreibkompetenzen vor und untersucht das angewandte Verfahren auf drei ausgewählte Validitätsaspekte. In Studie I wird geprüft, ob es sich bei Schreibkompetenz sowie den Schreibkompetenzdimensionen Inhalt, Stil und sprachliche Richtigkeit um textmusterunabhängige oder textmusterspezifische Konstrukte handelt. Darüber hinaus wird die interne Struktur von Schreibkompetenz betrachtet. Die vorwiegend auf Modellvergleichen basierenden Analysen zeigen, dass es sich bei allgemeinen Schreibkompetenzen sowie bei inhaltlichen und stilistischen Schreibkompetenzen um textmusterspezifische Konstrukte handelt, bei der orthografisch-grammatischen Schreibkompetenz hingegen um ein textmusterunabhängiges Konstrukt. Für alle Textmuster zeigt sich eine zweidimensionale Struktur. In Studie II wird untersucht, inwiefern Lesefähigkeiten bei der Messung von Schreibkompetenzen aufgrund der textuellen Präsentation der Aufgabeninstruktion miterfasst werden. Der Einfluss der Lesekompetenz wird dabei als Zusammenhangsstärke zwischen Lese- und Schreibkompetenz in Abhängigkeit von leseschwierigkeitsquantifizierenden Merkmale via Mehrebenen¬moderatoranalysen geprüft. Es zeigen sich statistisch bedeutsame, aber praktisch kaum relevante Effekte für zwei der Merkmale: syntaktische Komplexität und Seltenheit der Wörter. In Studie III wird untersucht, ob eine von der sprachlichen Richtigkeit unabhängige Beurteilung inhaltlicher und stilistischer Schreibkompetenzen erfolgt oder ob Halo-Effekte zutage treten. In Anschlussanalysen wird geprüft, ob diese Halo-Effekte von Art und Anzahl der Fehler, Textlänge, Textkomplexität und Textmuster abhängen. Es zeigen sich keine Urteilsverzerrungen bei der inhaltlichen, jedoch bei der stilistischen Bewertung. Diese Verzerrungen sind größer bei syntaktisch komplexeren Texten und bei höherer Fehleranzahl, vor allem unter Vorliegen grammatischer Fehler und syntaktisch relevanter Zeichensetzungsfehler. / The dissertation presents a national educational study assessing writing competencies in German. The underlying process of measuring writing competencies is investigated regarding three selected aspects of validity. The first study addresses the question, whether writing competence as well as the writing competence dimensions, i.e. contentual, stylistic and orthographic-grammatic writing competencies are discourse mode dependent or independent constructs. Additionally the internal structure of writing competence is investigated. Analyses, predominantly based on comparison of IRT-models, reveal that general writing competencies as well as the contentual and stylistic dimensions are discourse-mode-specific constructs, whereas the orthographic-grammatic writing competence is discourse mode independent. The second study raises the question to what extent, due to the fact that the writing task instructions are given textually, reading competencies are included when measuring writing. Therefore two-level moderator analyses are computed, modelling the correlation between reading and writing competence dependent on reading difficulty quantifying aspects. Statistically significant but practically hardly relevant effects obtain for two of these aspects: syntactic complexity of the instruction text and (in)frequency of the used words. The third study investigates whether the evaluation of contentual and stylistic writing competencies takes place regardless of orthographic and grammatic features of the underlying texts or whether halo effects occur. Further analyses examine possible rating shifts in dependence of error types, error amount, text length, text complexity and discourse type. The results reveal that stylistic, but not contentual rating shifts occur. These shifts are more pronounced in regard to syntactically more complex texts as well as higher error quantities and arise particularly under the presence of grammatical and syntactically relevant punctuation errors.

Die korrekte Wahrnehmung stimmlicher Information ist eine Grundvoraussetzung erfolgreicher zwischenmenschlicher Kommunikation. Die Stimme einer anderen Person liefert Information darüber wer spricht (Sprechererkennung), was gesagt wird (stimmliche Spracherkennung) und über den emotionalen Zustand einer Person (stimmliche Emotionserkennung). Autismus Spektrum Störungen (ASS) sind mit Einschränkungen in der Sprechererkennung und der stimmlichen Emotionserkennung assoziiert, während die Wahrnehmung stimmlicher Sprache relativ intakt ist. Die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Einschränkungen sind bisher jedoch unklar. Es ist beispielsweise unklar, auf welcher Verarbeitungsstufe diese Einschränkungen in der Stimmenwahrnehmung entstehen oder ob sie mit einer Dysfunktion stimmensensitiver Hirnregionen in Verbindung stehen. Im Rahmen meiner Dissertation haben wir systematisch Stimmenverarbeitung und dessen Einschränkungen bei Erwachsenen mit hochfunktionalem ASS und typisch entwickelten Kontrollprobanden (vergleichbar in Alter, Geschlecht und intellektuellen Fähigkeiten) untersucht. In den ersten beiden Studien charakterisierten wir Sprechererkennung bei ASS mittels einer umfassenden verhaltensbezogenen Testbatterie und zweier funktionaler Magnet Resonanz Tomographie (fMRT) Experimente. In der dritten Studie untersuchten wir Mechanismen eingeschränkter stimmlicher Emotionserkennung bei ASS. Unsere Ergebnisse bringen neue Kenntnisse für Modelle zwischenmenschlicher Kommunikation und erhöhen unser Verständnis elementarer Mechanismen, die den Kernsymptomen in ASS wie Schwierigkeiten in der Kommunikation, zugrunde liegen könnten. Beispielsweise unterstützen unsere Ergebnisse die Annahme, dass Einschränkungen in der Wahrnehmung und Integration basaler sensorischer Merkmale (i.S. akustischer Merkmale der Stimme) entscheidend zu Einschränkungen in sozialer Kognition (i.S. Sprechererkennung und stimmliche Emotionserkennung) beitragen. / The correct perception of information carried by the voice is a key requirement for successful human communication. Hearing another person’s voice provides information about who is speaking (voice identity), what is said (vocal speech) and the emotional state of a person (vocal emotion). Autism spectrum disorder (ASD) is associated with impaired voice identity and vocal emotion perception while the perception of vocal speech is relatively intact. However, the underlying mechanisms of these voice perception impairments are unclear. For example, it is unclear at which processing stage voice perception difficulties occur, i.e. whether they are rather of apperceptive or associative nature or whether impairments in voice identity processing in ASD are associated with dysfunction of voice-sensitive brain regions. Within the scope of my dissertation we systematically investigated voice perception and its impairments in adults with high-functioning ASD and typically developing matched controls (matched pairwise on age, gender, and intellectual abilities). In the first two studies we characterised the behavioural and neuronal profile of voice identity recognition in ASD using two functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiments and a comprehensive behavioural test battery. In the third study we investigated the underlying behavioural mechanisms of impaired vocal emotion recognition in ASD. Our results inform models on human communication and advance our understanding for basic mechanisms which might contribute to core symptoms in ASD, such as difficulties in communication. For example, our results converge to support the view that in ASD difficulties in perceiving and integrating lower-level sensory features, i.e. acoustic characteristics of the voice might critically contribute to difficulties in higher-level social cognition, i.e. voice identity and vocal emotion recognition.

Lesen zielt darauf ab, Bedeutung aus geschriebenem Text zu extrahieren. Interessanterweise unterscheiden sich Wörter beträchtlich hinsichtlich der Menge mit ihnen assoziierter Bedeutung, und es wurde kürzlich gezeigt, dass eine hohe Bedeutungshaltigkeit lexikalische und semantische Aufgaben erleichtert. Die vorliegende Dissertation kombiniert ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) und konnektionistische Modellierung, um einige offene Fragen zur Rolle der Bedeutungshaltigkeit bei der Wortverarbeitung anzugehen. Hierbei wurden EKPs verwendet, um den Zeitverlauf unabhängiger Einflüsse der Anzahl semantischer Merkmale und Assoziationen beim Wortlesen zu bestimmen sowie Einflüsse von Bedeutungshaltigkeit auf implizites Wortlernen zu untersuchen. Um die zugrundeliegenden Mechanismen besser zu verstehen, wurden die Ergebnisse anschließend mittels eines semantischen Netzwerk-Modells simuliert. Es zeigten sich keine Einflüsse der Anzahl der Assoziationen, aber eine schnelle Aktivierung semantischer Merkmale, die das EKP bereits ab 190 ms beeinflussten - nur 20 bis 30 ms nach und zeitlich überlappend mit der Aktivierung orthographischer Repräsentationen, die durch N1-Lexikalitätseffekte angezeigt wurden. Im weiteren Verlauf ging eine hohe Merkmalsanzahl mit größeren N400-Amplituden einher. Zudem verstärkten semantische Merkmale Wiederholungseinflüsse auf die Akkuratheit lexikalischer Entscheidungen und N400-Amplituden, was einen ersten Hinweis auf Einflüsse von Bedeutungshaltigkeit auf implizites Wortlernen darstellt. Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit merkmalsbasierten semantischen Netzwerk-Modellen. Simulationen legen nahe, dass semantische Aktivierung lexikalische Entscheidungen erleichtert, während Netzwerk-Fehler in engem Zusammenhang mit N400-Amplituden stehen. Da Netzwerk-Fehler psychologisch als implizite Vorhersagefehler interpretiert werden, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass N400-Amplituden implizite Vorhersagefehler im semantischen System widerspiegeln. / Language ultimately aims to convey meaning. Importantly, the amount of associated semantic information varies considerably between words. Recent evidence suggests that the richness of semantic representations facilitates performance in lexical and semantic tasks, but much remains to be learned about semantic richness effects. The present dissertation combined event-related brain potentials (ERPs) and connectionist modeling to address several unresolved issues concerning the role of semantic richness in word processing. Specifically, ERPs were employed to investigate the time course of independent influences of the number of semantic features and associates during word reading (study 1) and influences of semantic richness on implicit word learning (study 2). Aiming at advancing a mechanistic understanding of the obtained results, both studies were subsequently simulated using a network model of semantic cognition (study 3). Results showed no influences of the number of associates, but fast access to semantic features, with influences of feature-based semantic richness starting at about 190 ms - a mere 20 to 30 ms after and temporally overlapping with the activation of orthographic representations as reflected by N1 lexicality effects. Later on, a high number of semantic features induced larger N400 amplitudes. Furthermore, the number of semantic features enhanced repetition priming effects on lexical decision accuracy and N400 amplitudes, providing initial evidence for influences of semantic richness on implicit word learning. These results are in line with feature-based network models of semantic cognition. Simulations with such a model suggest that semantic activation can facilitate lexical decisions, while network error closely corresponds to N400 amplitudes. In psychological terms, network error has been conceptualized as implicit prediction error. Thus, these results are taken to suggest that N400 amplitudes reflect implicit prediction error in semantic memory.

Wie sich die Sprachwahrnehmung an ständig eingehende Informationen anpasst, ist eine Schlüsselfrage in der Gedanken- und Gehirnforschung. Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, zum Verständnis von Anpassungen an die Sprecheridentität und Sprachfehler während der Sprachverarbeitung beizutragen und unser Wissen über die Rolle der kognitiven Kontrolle bei der Sprachverarbeitung zu erweitern. Zu diesem Zweck wurden ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs, englisch: event-related potentials, ERPs) N400 und P600 in der Elektroenzephalographie (EEG) analysiert. Die vorliegende Arbeit befasste sich insbesondere mit der Frage nach der Anpassung an die Sprecheridentität bei der Verarbeitung von zwei Arten von Sprachfehlern (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2019), und untersuchte die proaktive Anpassungen, die durch die Erkennung von Sprachfehlern (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2021) und durch die Sprecher(dis)kontinuität über aufeinanderfolgende Sätze in Situationen mit mehreren Sprechern ausgelöst wurden (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2021, in press). Die Ergebnisse zeigten, dass unterschiedliche Sprachverarbeitungsstrategien entsprechend der Sprecheridentität von Muttersprachlern oder Nicht-Muttersprachlern und zwei verschiedenen Arten von Sprachfehlern angepasst wurden, was sich in unterschiedlichen N400- und P600-Effekten widerspiegelte. Darüber hinaus kann die Erkennung von Konflikten (Sprachfehler) und Sprecher(dis)kontinuität über aufeinanderfolgende Sätze hinweg eine proaktive kognitive Kontrolle erfordern, die die Verarbeitungsstrategien für den folgenden Satz schnell anpasst, was sich in bisher nicht gemeldeten sequentiellen Anpassungseffekten in der P600-Amplitude manifestierte. Basierend auf dem DMC Modell (Braver, 2012; Braver, Gray, & Burgess, 2007) und dem Überwachungsmodell der Sprachverarbeitung (van de Meerendonk, Indefrey, Chwilla, & Kolk, 2011) schlage ich vor, dass die P600-Amplitude nicht nur reaktive Anpassungen manifestiert, die durch Konflikterkennung ausgelöst werden, nämlich die klassischen P600-Effekte, die eine erneute Analyse der Sprachverarbeitung widerspiegeln, sondern auch proaktive Anpassungen in der Überwachung der Sprachverarbeitung, die Mechanismen der kognitiven Kontrolle von Aufmerksamkeit und Gedächtnis beinhalten. / How language perception adapts to constantly incoming information is a key question in mind and brain research. This doctoral thesis aims to contribute to the understanding of adaptation to speaker identity and speech error during speech processing, and to enhance our knowledge about the role of cognitive control in speech processing. For this purpose, event-related brain potentials (ERPs) N400 and P600 in the electroencephalography (EEG) were analyzed. Specifically, the present work addressed the question about adaptation to the speaker’s identity in processing two types of speech errors (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2019), and explored proactive adaptation initiated by the detection of speech errors (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2021) and by speaker (dis-)continuity across consecutive sentences in multi-speaker situations (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2021, in press). Results showed that different speech processing strategies were adapted according to native or non-native speaker identity and two different types of speech errors, reflected in different N400 and P600 effects. In addition, detection of conflict (speech error) and speaker (dis-)continuity across consecutive sentences engage cognitive control to rapidly adapt processing strategies for the following sentence, manifested in hitherto unreported sequential adaptation effects in the P600 amplitude. Based on the DMC model (Braver, 2012; Braver, Gray, & Burgess, 2007) and the monitoring theory of language perception (van de Meerendonk, Indefrey, Chwilla, & Kolk, 2011), I propose that the P600 amplitude manifests not only reactive adaptations triggered by conflict detection, i.e., the classic P600 effect, reflecting reanalysis of speech processing, but also proactive adaptations in monitoring the speech processing, engaging cognitive control mechanisms of attention and memory.

Der Prozess der lexikalischen Selektion, d.h. die Auswahl der richtigen Wörter zur Übermittlung einer intendierten Botschaft, ist noch nicht hinreichend verstanden. Insbesondere wurde kaum erforscht, inwiefern Bedeutungsaspekte, welche in sensomotorischen Erfahrungen gründen, diesen Prozess der Sprachproduktion beeinflussen. Die Rolle dieser Bedeutungsaspekte wurde mit zwei Studien untersucht, in denen Probanden Sätze vervollständigten. In Studie 1 wurde der visuelle Eindruck der Satzfragmente manipuliert, so dass die Sätze auf- oder absteigend am Bildschirm erschienen. In Studie 2 mussten die Probanden Kopfbewegungen nach oben oder unten ausführen, während sie die Satzfragmente hörten. Wir untersuchten, ob räumliche Aspekte der produzierten Wörter durch die räumlichen Manipulationen sowie die räumlichen Eigenschaften der präsentierten Satzfragmente beeinflusst werden. Die vertikale visuelle Manipulation in Studie 1 wirkte sich nicht auf die räumlichen Attribute der produzierten Wörter aus. Die Kopfbewegungen in Studie 2 führten zu einem solchen Effekt – bei Kopfbewegungen nach oben waren die Referenten der produzierten Wörter weiter oben im Raum angesiedelt als nach Bewegungen nach unten (und anders herum). Darüber hinaus war dieser Effekt stärker, je ausgeprägter die interozeptive Sensibilität der Probanden war. Zudem beeinflussten die räumlichen Aspekte der Satzfragmente die räumlichen Eigenschaften der produzierten Wörter in beiden Studien. Somit zeigt diese Arbeit, dass in der Erfahrung basierende Bedeutungsanteile, welche entweder in Sprache eingebettet sind oder durch körperliche Aktivität reaktiviert werden, die Auswahl der Wörter beim Sprechen beeinflussen und dass interindividuelle Unterschiede diesen Effekt modulieren. Die Befunde werden in Bezug zu Theorien der Semantik gesetzt. Darüber hinaus wird das Methodenrepertoire erweitert, indem mit Studie 3 ein Ansatz für die Durchführung von Online-Sprachproduktionsexperimenten mit Bildbenennung vorgestellt wird. / The process of lexical selection, i.e. producing the right words to get an intended message across, is not well understood. Specifically, meaning aspects grounded in sensorimotor experiences and their role during lexical selection have not been investigated widely. Here, we investigated the role of experientially grounded meaning aspects with two studies in which participants had to produce a noun to complete sentences which described sceneries. In Study 1, the visual appearance of sentence fragments was manipulated and they seemed to move upwards or downwards on screen. In Study 2, participants moved their head up- or downwards while listening to sentence fragments. We investigated whether the spatial properties of the freely chosen nouns are influenced by the spatial manipulations as well as by the spatial properties of the sentences. The vertical visual manipulation used in Study 1 did not influence the spatial properties of the produced words. However, the body movements in Study 2 influenced participants’ lexical choices, i.e. after up-movements the referents of the produced words were higher up compared to after downward movements (and vice verse). Furthermore, there was an increased effect of movement on the spatial properties of the produced nouns with higher levels of participants’ interoceptive sensibility. Additionally, the spatial properties of the stimulus sentences influenced the spatial properties of the produced words in both studies. Thus, experientially grounded meaning aspects which are either embedded in text or reactivated via bodily manipulations may influence which words we chose when speaking, and interindividual differences may moderate these effects. The findings are related to current theories of semantics. Furthermore, this dissertation enhances the methodological repertoire of language production researchers by showing how language production studies with overt articulation in picture naming tasks can be run online (Study 3).

Das Wortlernen begleitet unser Leben von der Kindheit bis ins Alter. Kleinkinder lernen ihre Muttersprache(n), aber auch Erwachsene lernen neue Wörter, z.B. beim Fremdspracherwerb. Unter gewissen Umständen muss eine neue Sprache wieder erlernen werden, wie z.B. nach einer Gehirnläsion. Wie meistert unser Gehirn diese herausfordernden Wortlernsituationen? Um die Neuroplastizität des Wortlernens zu untersuchen, wurden unterschiedliche neurowissenschaftliche Methoden (Elektroenzephalographie, funktionelle Nahinfrarotspektroskopie, voxel-basierte Läsion-Verhalten/EEG Mapping), teilweise in Kombination, bei Kleinkindern, Kindern und Erwachsenen sowie Patienten mit einer Gehirnläsion im Vergleich zu älteren Kontrollprobanden angewendet. 5 Experimente untersuchten die neuronale Verarbeitung von Pseudowörtern, welche mutter- und fremdsprachlichen phonotaktischen Regeln (d.h. die Kombination von verschiedenen Phonemen) folgten, in unterschiedlichen Lernsettings bei monolingualen Teilnehmern. Gesunde Erwachsene aber auch 6monatige und ältere Teilnehmer und Patienten konnten diese Regeln differenzieren. Beteiligte Gehirnareale umfassten ein links-hemisphärisches fronto-temporales Netzwerk. Die Verarbeitung universeller Spracheigenschaften, andererseits, zeigte sich in parietalen Regionen. Während Erwachsene eine klare Dominanz der linken Hemisphäre aufwiesen, nutzten 6monatige noch beide Gehirnhälften. Unterschiedliche Sprachtrainings (semantische Trainings oder Passives Zuhören) an drei aufeinanderfolgenden Tagen veränderten auch die Gehirnaktivität der Kleinkinder und der Erwachsenen und wiesen auf eine erhöhte Lernflexibilität hin. Im 6. Experiment lernten 5jährige bilinguale Kinder anhand pragmatischer Eigenschaften neue Adjektive und zeigten effizientere neuronale Mechanismen als Monolinguale. Die Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit multi-methodologischer Ansätze, um genauere Einblicke in die komplexen Mechanismen der Neuroplastizität zu erlangen. / Word learning accompanies our everyday life from infancy to advanced age. Infants have to learn the native language(s) but also during adulthood word learning can take place, for example if we learn a new foreign language. Sometimes people are confronted with a situation in which they have to re-learn a language because of a brain lesion. How does the brain master these challenging word learning settings? To assess neuroplasticity of word learning several neuroscientific methods (electroencephalography, functional near-infrared spectroscopy, voxel-based lesion-behavior/EEG mapping), partially in combination, were used in infants, children, and adults as well as in patients suffering from a brain lesion compared to matched elderly controls. In 5 experiments neuronal processing of pseudowords corresponding to native and non-native phonotactic rules (i.e., the combination of different phonemes) was investigated under different learning conditions in monolingual participants. Healthy adults but also 6-month-old infants and elderly subjects and patients were able to differentiate these rules. Involved brain areas included a left-hemispheric network of fronto-temporal regions. When processing universal linguistic features, however, more parietal regions were involved. While adults revealed a clear left-dominant network, 6-month-olds still recruited bilateral brain areas. Differential language trainings (semantic or passive listening trainings) over three consecutive days also modulated brain activation in both infants and adults suggesting a high flexibility for learning native and non-native linguistic regularities. In a 6th experiment, bilingual 5-year-old children learned novel adjectives by means of pragmatic cues and revealed more efficient neuronal mechanisms compared to monolingual children. Findings underline the importance of multi-methodological approaches to get clearer insights into the complex machinery of neuroplasticity.

Die vorliegende Dissertation untersucht, ob bildungs¬sprachliche Anforderungen für Grundschulkinder mit nicht-deutscher Familien¬sprache mit größeren Schwierigkeiten verbunden sind als für monolingual deutschsprachige Kinder. Zudem geht sie der Frage nach, ob das Verständnis von Bildungssprache für schulische Leistungen bedeutsamer ist als das Verständnis von Alltagssprache. In Teilstudie 1 wurde ein experimentelles Design mit sprachlich unterschiedlich anspruchsvollen Hörverstehenstexten umgesetzt. Bei der Bearbeitung der Hörverstehensaufgaben erzielten Schülerinnen und Schüler mit nicht-deutscher Familien¬sprache unabhängig von der sprachlichen Komplexität der Texte geringere Leistungen als monolingual deutschsprachige Schülerinnen und Schüler. Differenzielle Leistungsnachteile bei der Bearbeitung der bildungssprachlichen Texte ergaben sich jedoch nicht. Teilstudie 4 erbrachte vergleichbare Ergebnisse auf Basis eines Leseverständnistests. In den Teilstudien 2 und 3 wurde überprüft, ob bildungssprachliche Merkmale von Testaufgaben aus den Bereichen Mathematik und Leseverstehen mit DIF (Differential Item Functioning) gegenüber Grundschulkindern mit nicht-deutscher Familiensprache bzw. gegenüber deutschsprachigen Kindern aus Familien mit niedrigem sozioökonomischen Status (SES) zusammenhängen. Es ergaben sich substanzielle Zusammenhänge zwischen verschiedenen bildungssprachlichen Merkmalen und DIF. Diese waren für Kinder mit nicht-deutscher Familiensprache zahlreicher und ausgeprägter als für deutschsprachige Kinder aus Familien mit niedrigem SES. In Teilstudie 4 korrelierte das Verständnis von Bildungssprache höher mit schulischen Leistungen—operationalisiert über die mathematischen Kompetenzen—als das Verständnis von Alltagssprache. Im Anschluss an eine zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse der vier Teilstudien werden Implikationen für die pädagogische Praxis abgeleitet und Perspektiven für die zukünftige Forschung zum Konzept der Bildungssprache aufgezeigt. / The present dissertation examines whether academic language demands are disproportionally more difficult for elementary school children with non-German home languages than for children who are monolingually German-speaking. Furthermore, it addresses the question of whether the comprehension of academic language is more relevant for school achievement than the comprehension of everyday language. Study 1 is based on an experimental design, including listening comprehension texts that differed in their academic language complexity. When answering the listening comprehension tasks, children with a non-German home language performed more poorly than children with German home language, regardless of the linguistic complexity of the texts. However, differential effects of academic language on listening comprehension of students with a non-German home language did not emerge. Study 4 yielded comparable results based on a reading comprehension test. Studies 2 and 3 investigated whether academic language features of test items in mathematics and reading comprehension are associated with DIF (differential item functioning) against school children who are not monolingually German-speaking and German monolingual students from families with low socioeconomic status (SES), respectively. There were substantial relationships between various academic language features and DIF. These relationships were more numerous and more pronounced for children who were not monolingually German-speaking than for German monolingual students from low SES families. Study 4 showed that the comprehension of academic language was more highly correlated with school achievement, operationalized with students’ mathematical achievement, than the comprehension of everyday language. After a joint discussion of the four studies’ results, implications for educational practice are drawn and perspectives for future research on the concept of academic language are presented.