Zugl.: Bochum, Univ., Diss., 2008

Hintergrund: Die vorliegende experimentelle Arbeit widmet sich den neurobiologischen Korrelaten der frühen auditiven Sprachverarbeitung. Es wird angenommen, dass dem Verständnis von Sprache eine Segmentierung des akustischen Eingangssignals in unterschiedlich lange bedeutungsrelevante Abschnitte zugrunde liegt, welche der Auftretensraten von Lauten (~40 Hz) und Silben (~4 Hz) entspricht. Dem sog. Modell des „Asymmetric Sampling in Time“ zufolge wird dem linken Temporalkortex in diesem Zusammenhang die bevorzugte Verarbeitung sich in kurzen Zeitfenstern (20-50 ms) ändernder (sub-)segmentaler akustischer Information auf Lautebene zugeschrieben. Dem gegenüber werden im rechten Temporalkortex bevorzugt in längeren Zeitfenstern (150-250 ms) auftretende, suprasegmentale Informationen auf Silben-, Wortund Satzebene integriert (Boemio et al., 2005; Chait et al., 2015; Poeppel, 2003). Die Bedeutung des Gesagten verbirgt sich letztlich unter anderem in der zeitlichen Beziehung dieser sukzessiven Stimuluselemente (i.e. Lautfolge und Silbenfolge). Für die Wahrnehmung dieser, im zeitveränderlichen akustischen Signal enthaltenen Informationen, geht man daher davon aus, dass Vorhersagen zukünftiger Ereignisse auf dem Boden mentaler Repräsentationen des regelhaften Verhaltens der akustischen Umgebung hilfreich für deren Verarbeitung sind. Die Erfassung sowie die Vorhersage der zeitlichen Struktur des Eingangssignals bildet dabei die Basis für eine effiziente und zeitgerechte Verknüpfung der Segmente zu einer bedeutungstragenden zusammenhängenden sprachlichen Äußerung (Schwartze & Kotz, 2016). Hinsichtlich der an diesem Verarbeitungsprozess beteiligten Hirnstrukturen wird angenommen, dass ein erweitertes subkortiko-kortikales Netzwerk zur Repräsentation einer zeitlichen Ereignisstruktur beiträgt. Dieses soll neben den im linken temporalen Kortex lokalisierten höheren auditorischen Arealen (Assoziationskortex) unter anderem das Zerebellum und frontale Hirnregionen einbeziehen und eine optimierte Verarbeitung sprachlicher Informationen ermöglichen (Kotz & Schwartze, 2010). Zielsetzung: Ziel der Untersuchung war es den Beitrag der linken Hemisphäre zur Enkodierung auditorischer Repräsentationen auf kurzen Zeitskalen und der resultierenden Wahrnehmbarkeit nicht-sprachlicher und sprachlicher akustischer Unterschiede im Bereich weniger Millisekunden zu evaluieren. Es sollte weiterhin überprüft werden, inwiefern auditorische Repräsentationen sich in kurzen Zeitfenstern ändernder akustischer Informationen von Bedeutung für Vorhersagen der zeitlichen Struktur in Ereignisrepräsentationen unterschiedlicher Granularität sind. Von diesen Ereignisrepräsentationen wird angenommen, dass sie die bedeutungstragenden zeitlichen oder sequentiellen Relationen eines Ereignisses in Bezug auf vorausgegangene Ereignissen enkodieren (Schröger et al., 2014; Winkler & Schröger, 2015). Der Beitrag dieser Mechanismen zur Optimierung von (Sprach-)Verarbeitungsprozessen in einem subkortikokortikalen Netzwerk sollte unter der vermuteten Einbeziehung des Zerebellums und des frontalen Kortex anhand einer läsionsbasierten Konnektivitätsanalyse beleuchtet werden. Material und Methoden: In der Arbeit wurden in Anknüpfung an die bereits vorliegende Patientenevidenz (Chedru et al., 1978; Efron, 1963) einer bevorzugt linkshemisphärischen Prozessierung akustischer Information innerhalb kurzer Zeitfenster (Boemio et al., 2005; Poeppel, 2003) Patienten mit links temporoparietalen Hirninfarkten (N = 12) und Kontrollprobanden (N = 12) ohne eine Hirnschädigung gegenüber gestellt. In einer Reihe behavioraler und elektrophysiologischer Untersuchungen wurden die Gruppen hinsichtlich ihrer Fähigkeit, spektrotemporale und sequentielle Information auf unterschiedlichen Zeitskalen zu enkodieren verglichen. Gemessen wurden in diesem Zusammenhang Schwellenwerte für die Wahrnehmung von Tonfolgen und sich aus Tonpaaren zusammensetzenden Reizmustern sowie das Diskriminationsver mögen für Lautunterschiede. Anhand der Mismatch-Negativität (MMN), einer Komponente ereigniskorrelierter Potentiale infolge unerwarteter nicht-regelkonformer Reize, sollten Verarbeitungsunterschiede und die Vorhersage zukünftiger Ereignisse unter der Präsentation von auf verschiedenen Zeitskalen manipulierten nicht-sprachlichen (Töne) und sprachlichen (Pseudoworte) Stimuli objektiviert werden. In einer nachfolgenden Läsionsanalyse und probabilistischen Diffusions-Tensor-Traktographie wurden ausgehend von Verhaltensunterschieden innerhalb der Patientengruppe assoziierte, für die untersuchte Funktion entscheidende, kortiko-kortikale und subkortikale Netzwerke dargestellt. Ergebnisse: Zunächst konnte der Beitrag der linken Hemisphäre zur Enkodierung auditorischer Repräsentationen auf kurzen Zeitskalen und der resultierenden selektiven Störung der Wahrnehmbarkeit nicht-sprachlicher und sprachlicher akustischer Unterschiede im Bereich weniger Millisekunden bestätigt werden. Patienten mit Hirninfarkten zeigten im Vergleich zur Kontrollgruppe ein geringeres Auflösungsvermögen für schnelle Tonfolgen und Lautunterschiede im Artikulationsort. Nachfolgend gelang es basierend auf der im Mittel bei Patienten reduzierten Amplitude der MMN auf schnelle Ton- und Lautfolgen im Gegensatz zu langsamen Ton- und Silbenfolgen ein Enkodierungsdefizit auf kurzen Zeitskalen zu objektivieren. Anschließend wurden in einer Läsionsanalyse Regionen im Bereich des linken posterioren Sulcus temporalis superior als funktionskritisch für die Repräsentation akustischer Information innerhalb kurzer Zeitfenster identifiziert. Ausgehend von diesen konnte basierend auf einem MRT-Datensatz in Alter und Geschlecht übereinstimmender Kontrollprobanden assoziierte Projektions- sowie Assoziationsfasertrakte zwischen dem linken posterioren Sulcus temporalis superior (STS) und dem posterior lateralen Zerebellum (Crus I/II) beidseits sowie links superior parietalen, inferior und präfrontalen Hirnregionen nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen: In der vorliegenden Arbeit konnte anhand elektrophysiologischer Marker (MMN) bei Patienten mit links temporoparietalen Hirninfarkten erstmalig eine Dissoziation zwischen der Repräsentation sprachlicher Information auf kurzen und langen Zeitskalen sowie eine daraus resultierende gestörte Vorhersagengenerierung von Laut- gegenüber Silbenfolgen gezeigt werden. Dieser Befund bestätigt den Beitrag des linken temporoparietalen Kortex zur Generierung auditorischer Repräsentationen sich in kurzen Zeitfenstern ändernder akustischer Informationen, welche von Bedeutung für die Vorhersage der zeitlichen Struktur in Ereignisrepräsentationen unterschiedlicher Granularität sind. Die in der Läsionsanalyse und läsionsbasierten Konnektivitätsanalyse erhobenen Befunde deuten neben dem Beitrag höherer auditorischer Assoziationsareale zur Enkodierung unterscheidungsrelevanter Merkmale in kurzen Zeitfenstern auf ein Mitbeteiligung eines assoziierten kortiko- und subkortiko-kortikalen Netzwerkes hin. Anhand bekannter Funktionen von Projektionen und Zielregionen kann vermutet werden, dass dieses auf der Basis einer extrahierten Ereignisstruktur die zeitgerechte Enkodierung kortikaler auditorischer Repräsentationen aus den im kontinuierlichen Eingangssignal enthaltenden informationstragengenden Abschnitten (z.B. Lautinformation) unterstützt. Dabei bilden bidirektionale temporo-ponto-zerebello-thalamo-rubro-temporale Projektionen möglicherweise das strukturelle Korrelat einer funktionellen Schleife, in der basierend auf dem auditorischen Eingangssignal mentale Repräsentationen der zeitlichen Struktur sukzessiver Ereignisse enkodiert werden. Diese wiederum ermöglichen die Generierung von Vorhersagen über die Abfolge zukünftiger Ereignisse, welche in Antizipation selbiger die Integration in kortikalen Zielarealen vorbereiten können (Schwartze & Kotz, 2016).:1 Einführung 1.1 Theoretisch-konzeptioneller Hintergrund 1.2 Charakterisierung von Sprache 1.3 Enkodierung spektrotemporaler Struktur 1.4 Enkodierung von Vorhersagen formaler und temporaler Struktur 1.4.1 Vorhersagenenkodierung in Vorwärtsmodellen 1.4.2 Enkodierung auditorischer Ereignisrepräsentationen 1.5 Elektrophysiologische Untersuchung auditiver Verarbeitungsprozesse 1.5.1 Mismatch-Negativität: Vorhersagenenkodierung und Regelverletzungen 1.5.2 Mismatch-Negativität: Generatoren 1.6 Aufgabenstellung und Hypothesen 2 Material und Methoden 2.1 Studiendesign 2.2 Probanden 2.2.1 Peripheres Hörvermögen 2.2.2 Charakterisierung der Patienten 2.3 Untersuchung von Wahrnehmungsschwellen und Sprachverarbeitung 2.3.1 Untersuchungsablauf und Stimulusmaterial 2.3.2 Bestimmung von Ordnungs- und Diskriminationsschwellen 2.3.3 Diskriminationsleistung auf Wort- und Lautebene 2.3.4 Datenanalyse 2.4 Messung ereigniskorrelierter Potentiale 2.4.1 Untersuchungsablauf und Stimulusmaterial. 2.4.2 Datenerhebung und -analyse 2.5 Läsionsanalyse 2.5.1 Datenerhebung 2.5.2 Läsionskartierung und -subtraktion 2.6 Läsionsbasierte Konnektivitätsanalyse 2.6.1 Datenerhebung und Vorverarbeitung 2.6.2 Läsionsbasierte probabilistische Traktographie 3 Ergebnisse 3.1 Behaviorale Untersuchung 3.1.1 Repräsentation nicht-sprachlicher akustischer Informationen 3.1.2 Repräsentation sprachlicher akustischer Informationen 3.2 EEG-Experiment 3.2.1 Kortikale Potentialantwort auf Sinustöne 3.2.2 Kortikale Potentialantwort auf langsame Tonsequenz 3.2.3 Kortikale Potentialantwort auf schnelle Tonsequenz 3.2.4 Kortikale Potentialantwort auf Silbensequenz 3.2.5 Kortikale Potentialantwort auf Lautsequenz 3.3 Läsionsanalyse 3.4 Läsionsbasierte Konnektivitätsanalyse 4 Diskussion 4.1 Verarbeitungsstörung auf kurzen Zeitskalen nach links temporoparietalen Hirninfarkten 4.2 Enkodierungsdefizit für schnelle Ton- und Lautfolgen 4.3 Repräsentation spektrotemporaler Struktur im linken Sulcus temporalis superior 4.4 Beitrag kortiko- und subkortiko-kortikaler Netzwerke zur auditiven Sprachwahrnehmung 4.5 Einordnung der Untersuchung und Ausblick 5 Zusammenfassung Bibliographie Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit Lebenslauf Publikationen und Präsentationen Danksagung

Information extraction from large corpora can be a useful tool for many applications in industry and academia. For instance, political communication science has just recently begun to use the opportunities that come with the availability of massive amounts of information available through the Internet and the computational tools that natural language processing can provide. We give a linguistically motivated interpretation of topic modeling, a state-of-the-art algorithm for extracting latent semantic sets of words from large text corpora, and extend this interpretation to cover issues and issue-cycles as theoretical constructs coming from political communication science. We build on a dynamic topic model, a model whose semantic sets of words are allowed to evolve over time governed by a Brownian motion stochastic process and apply a new form of analysis to its result. Generally this analysis is based on the notion of volatility as in the rate of change of stocks or derivatives known from econometrics. We claim that the rate of change of sets of semantically related words can be interpreted as issue-cycles, the word sets as describing the underlying issue. Generalizing over the existing work, we introduce dynamic topic models that are driven by general (Brownian motion is a special case of our model) Gaussian processes, a family of stochastic processes defined by the function that determines their covariance structure. We use the above assumption and apply a certain class of covariance functions to allow for an appropriate rate of change in word sets while preserving the semantic relatedness among words. Applying our findings to a large newspaper data set, the New York Times Annotated corpus (all articles between 1987 and 2007), we are able to identify sub-topics in time, \\\\textit{time-localized topics} and find patterns in their behavior over time. However, we have to drop the assumption of semantic relatedness over all available time for any one topic. Time-localized topics are consistent in themselves but do not necessarily share semantic meaning between each other. They can, however, be interpreted to capture the notion of issues and their behavior that of issue-cycles.

Human infants have been shown to have an innate capacity to acquire their mother tongue. In recent decades, the advent of the functional magnetic resonance imaging (fMRI) technique has made it feasible to explore the neural basis underlying language acquisition and processing in children, even in newborn infants (for reviews, see Kuhl & Rivera-Gaxiola, 2008; Kuhl, 2010) . Spontaneous low-frequency (< 0.1 Hz) fluctuations (LFFs) in the resting brain have been shown to be physiologically meaningful in the seminal study (Biswal et al., 1995) . Compared to task-based fMRI, resting-state fMRI (rs-fMRI) has some unique advantages in neuroimaging research, especially in obtaining data from pediatric and clinical populations. Moreover, it enables us to characterize the functional organization of the brain in a systematic manner in the absence of explicit tasks. Among brain systems, the language network has been well investigated by analyzing LFFs in the resting brain. This thesis attempts to investigate the functional connectivity within the language network in typically developing preschool children and the covariation of this connectivity with children’s language development by using the rs-fMRI technique. The first study (see Chapter 2.1; Xiao et al., 2016a) revealed connectivity differences in language-related regions between 5-year-olds and adults, and demonstrated distinct correlation patterns between functional connections within the language network and sentence comprehension performance in children. The results showed a left fronto-temporal connection for processing syntactically more complex sentences, suggesting that this connection is already in place at age 5 when it is needed for complex sentence comprehension, even though the whole functional network is still immature. In the second study (see Chapter 2.2; Xiao et al., 2016b), sentence comprehension performance and rs-fMRI data were obtained from a cohort of children at age 5 and a one-year follow-up. This study examined the changes in functional connectivity in the developing brain and their relation to the development of language abilities. The findings showed that the development of intrinsic functional connectivity in preschool children over the course of one year is clearly observable and individual differences in this development are related to the advancement in sentence comprehension ability with age. In summary, the present thesis provides new insights into the relationship between intrinsic functional connectivity in the brain and language processing, as well as between the changes in intrinsic functional connectivity and concurrent language development in preschool children. Moreover, it allows for a better understanding of the neural mechanisms underlying language processing and the advancement of language abilities in the developing brain.

Diese Dissertation untersucht den Einfluss des Erwerbsalters und des Kenntnisstandes auf die Verarbeitung semantischer und syntaktischer Strukturen des Deutschen als Zweitsprache. Gegenstand sind drei EKP Studien, die die Verarbeitung von semantischen Anomalien, Doppel-Nominativ Verletzungen und nicht-lizenzierten negativ polaren Elementen untersuchen. Neben den Fragen, welchen Einfluss das Erwerbsalter und der Kenntnisstand auf die Verarbeitung der Zweitsprache nehmen und welche daraus resultierenden Unterschiede sich bezüglich der Dissoziation zwischen der Verarbeitung semantischer und syntaktischer Strukturen ergeben, widmet sich diese Arbeit zentral der Frage, ob die Einflüsse von Erwerbsalter und Kenntnisstand unabhängig oder interaktiv auftreten und ob sie eher auf einen kontinuierlichen Verlauf oder sichtbare Grenzen hinweisen. / This dissertation presents research on how the age of acquisition (AoA) and the proficiency level influence the processing of a second language. Three ERP studies (event related potentials) were conducted investigating on the processing of semantic incongruity, the processing of double nominative violation, and the processing of negative polarity item (NPI) licensing in German as a second language. Three central questions were in focus: (i) whether second language learners, like native speakers also show the dissociation between semantic and syntactic processing; (ii) whether and how AoA and / or proficiency influence second language processing, independently or interactively; and (iii) whether this influence appears gradual or discontinuous. According to (i) results largely confirm previous research on this topic suggesting that second language processing is sensitive to the semantic-syntactic dissociation. Regarding (ii) outcomes suggest interactive influences between the AoA and proficiency on second language processing especially when syntactic and semantic-syntactic demands are enhanced as to the language processing system. This contributes to recent suggestions and augments the argument that relative to the activation and retrieval of neural resources associated with syntactic processing mechanisms proficiency may compensate for the impact of age of acquisition. With respect to (iii) the present outcomes strongly support a continuity approach indicating that changes in the activation and retrieval of processing mechanisms appear gradual.

Das Lernen aus strukturierten Eingabe- und Ausgabebeispielen ist die Grundlage für die automatisierte Verarbeitung natürlich auftretender Problemstellungen und eine Herausforderung für das Maschinelle Lernen. Die Einordnung von Objekten in eine Klassentaxonomie, die Eigennamenerkennung und das Parsen natürlicher Sprache sind mögliche Anwendungen. Klassische Verfahren scheitern an der komplexen Natur der Daten, da sie die multiplen Abhängigkeiten und Strukturen nicht erfassen können. Zudem ist die Erhebung von klassifizierten Beispielen in strukturierten Anwendungsgebieten aufwändig und ressourcenintensiv, während unklassifizierte Beispiele günstig und frei verfügbar sind. Diese Arbeit thematisiert halbüberwachte, diskriminative Vorhersagemodelle für strukturierte Daten. Ausgehend von klassischen halbüberwachten Verfahren werden die zugrundeliegenden analytischen Techniken und Algorithmen auf das Lernen mit strukturierten Variablen übertragen. Die untersuchten Verfahren basieren auf unterschiedlichen Prinzipien und Annahmen, wie zum Beispiel der Konsensmaximierung mehrerer Hypothesen im Lernen aus mehreren Sichten, oder der räumlichen Struktur der Daten im transduktiven Lernen. Desweiteren wird in einer Fallstudie zur Email-Batcherkennung die räumliche Struktur der Daten ausgenutzt und eine Lösung präsentiert, die der sequenziellen Natur der Daten gerecht wird. Aus den theoretischen Überlegungen werden halbüberwachte, strukturierte Vorhersagemodelle und effiziente Optmierungsstrategien abgeleitet. Die empirische Evaluierung umfasst Klassifikationsprobleme, Eigennamenerkennung und das Parsen natürlicher Sprache. Es zeigt sich, dass die halbüberwachten Methoden in vielen Anwendungen zu signifikant kleineren Fehlerraten führen als vollständig überwachte Baselineverfahren. / Learning mappings between arbitrary structured input and output variables is a fundamental problem in machine learning. It covers many natural learning tasks and challenges the standard model of learning a mapping from independently drawn instances to a small set of labels. Potential applications include classification with a class taxonomy, named entity recognition, and natural language parsing. In these structured domains, labeled training instances are generally expensive to obtain while unlabeled inputs are readily available and inexpensive. This thesis deals with semi-supervised learning of discriminative models for structured output variables. The analytical techniques and algorithms of classical semi-supervised learning are lifted to the structured setting. Several approaches based on different assumptions of the data are presented. Co-learning, for instance, maximizes the agreement among multiple hypotheses while transductive approaches rely on an implicit cluster assumption. Furthermore, in the framework of this dissertation, a case study on email batch detection in message streams is presented. The involved tasks exhibit an inherent cluster structure and the presented solution exploits the streaming nature of the data. The different approaches are developed into semi-supervised structured prediction models and efficient optimization strategies thereof are presented. The novel algorithms generalize state-of-the-art approaches in structural learning such as structural support vector machines. Empirical results show that the semi-supervised algorithms lead to significantly lower error rates than their fully supervised counterparts in many application areas, including multi-class classification, named entity recognition, and natural language parsing.

Die Alternativensemantik nach (Rooth, 1985, 1992) geht davon aus, dass sprachlicher Fokus eine Menge von Alternativen evoziert und Fokuspartikeln auf diese Menge Bezug nehmen. Die vorliegende Dissertation untersucht den Ein uss von Fokuspartikeln und prosodischem Fokus auf die mentale Repräsentation von Alternativenmengen. Im Speziellen wurden die sprachlichen und kognitiven Mechanismen, die am Aufbau einer Alternativenmenge beteiligt sind, mittels psycholinguistischer Experimente getestet. Experiment 1a und 1b untersuchen späte Repräsentation der gesamten Alternativenmenge. Die Experimente zeigen, dass Fokuspartikeln zu einer reicheren Enkodierung der Alternativenmenge führen, was sich in einem verbesserten Gedächtnisabruf äußert. Experiment 2 und 3 untersuchen die Prozesse, die am Aufbau von Alternativenmengen beteiligt sind. In Experiment 2 (Probe Recognition) führten Fokuspartikeln zu Interferenzeffekten beim Erkennen von erwähnten Alternativen sowie bei der Ablehnung nicht-erwähnter Alternativen. Eine weitere Analyse und Experiment 4 untersuchen die Mitglieder der Alternativenmenge. Die Daten deuten darauf hin, dass die Alternativenmenge aus sämtlichen möglichen Ersetzungen des fokussierten Elements inklusive unrelatierter Elemente besteht. Im Vergleich von intonatorischem Fokus und Fokuspartikeln (Experiment 5 und 6) zeigte sich, dass Fokus den Abruf von kontextuellen Alternativen erleichtert während Fokuspartikeln zu zusätzlichen Kompetitionseffekten führen. Im Allgemeinen liefert deutet die vorliegende Dissertation darauf hin, dass intonatorischer Fokus eine Alternativenmenge im Kopf des Hrers evoziert und dabei hilft relevante Alternativen zu identifizieren. Fokuspartikeln haben eine zusätzliche Funktion und führen whrend der Sprachverarbeitung zu einem strkeren Wettberwerb zwischen Mitgliedern der Alternativenmenge. / According to Rooth'' alternative semantics (Rooth, 1985, 1992), focus evokes a set of alternatives and that focus particles make reference to this set. The present thesis examines the impact of focus particles and intonational focus on the mental representation of alternatives. In particular, it explores the linguistic and cognitive mechanisms that underlie the establishment of alternative sets in a series of psycholinguistic experiments. Two delayed recall experiments (Exp. 1a and 1b) revealed that participants were better at recalling mentioned alternatives to a focused element when the discourse contained the particles only or even. Experiments 2 and 3 found interference effects of focus particles in the recognition of mentioned alternatives and the rejection of unmentioned alternatives. An additional analysis and Experiment 4 indicate that the set of alternatives consists of various possible replacements of the focused element. Experiment 5 showed that contrastive accents facilitated the retrieval of alternatives while focus particles caused interference effects relative to the condition with an L+H* accent. Overall, this thesis indicates that intonational focus activates alternatives in the listeners mind and helps identifying relevant alternatives. Focus particles, on the other hand, cause stronger competition between the focused element and its alternatives.

Experimental and quantitative research in the field of human language processing and production strongly depends on the quality of the underlying language material: beside its size, representativeness, variety and balance have been discussed as important factors which influence design, analysis and interpretation of experiments and their results. This volume brings together creators and users of both general purpose and specialized lexical resources which are used in psychology, psycholinguistics, neurolinguistics and cognitive research. It aims to be a forum to report experiences and results, review problems and discuss perspectives of any linguistic data used in the field. / Experimentelle und quantitative Forschung im Bereich der menschlichen Sprachverarbeitung und -produktion hängt wesentlich von der Qualität des zugrundeliegenden Sprachmaterials ab: Neben dessen Umfang wurden auch Repräsentativität, Vielfalt und Ausgewogenheit als wichtige Einflüsse auf Design, Analyse und Interpretation entsprechender Experimente und deren Ergebnisse diskutiert. Der vorliegende Band enthält Arbeiten von Entwicklern und Anwendern sowohl allgemeiner als auch spezialisierter lexikalischer Ressourcen aus den Bereichen Psychologie, Psycho-, Neurolinguistik und Kongitionswissenschaften. Ziel ist es anhand der dargestellten Ergebnisse Probleme und Perspektiven bei der Arbeit mit linguistischen Daten aufzuzeigen.

Connective ties in discourse: Three ERP studies on causal, temporal and concessive connective ties and their influence on language processing. <br><br> Questions<br><br> In four experiments the influence of lexical connectives such as " darum", therefore, " danach", afterwards, and " trotzdem", nevertheless, on the processing of short two-sentence discourses was examined and compared to the processing of deictical sentential adverbs such as " gestern", yesterday, and " lieber", rather. These latter words do not have the property of signaling a certain discourse relation between two sentences, as connective ties do. Three questions were central to the work: <br><br> * Do the processing contrasts found between connective and non-connective elements extend to connective ties and deictical sentential adverbs (experiments 2 and 3)? <br><br> * Does the semantic content of the connective ties play the primary role, i.e is the major distinction to be made indeed between connective and non-connective or instead between causal, temporal and concessive? <br><br> * When precisely is the information provided by connective ties used? There is some evidence that connective ties can have an immediate influence on the integration of subsequent elements, but the end of the second sentences appears to play an important role as well: experiments 2, 3, and 4. <br><br> Conclusions<br><br> First of all, the theoretical distinction between connective and non-connective elements does indeed have " cognitive reality" . This has already been shown in previous studies. The present studies do however show, that there is also a difference between one-place discourse elements (deictical sentential adverbs) and two-place discourse elements, namely connective ties, since all experiments examining this contrast found evidence for qualitatively and quantitatively different processing (experiments 1, 2, and 3).<br><br> Secondly, the semantic type of the connective ties also plays a role. This was not shown for the LAN, found for all connective ties when compared to non-connective elements, and consequently interpreted as a more abstract reflection of the integration of connective ties. There was also no difference between causal and temporal connective ties before the end of the discourses in experiment 3. <br><br> However, the N400 found for incoherent discourses in experiment 2, larger for connective incoherent than non-connective incoherent discourses, as well as the P3b found for concessive connective ties in the comparison between causal and concessive connective ties gave reason to assume that the semantic content of connective ties is made use of in incremental processing, and that the relation signaled by the connective tie is the one that readers attempt to construct.<br><br> Concerning when the information provided by connective ties is used, it appears as if connectivity is generally and obligatorily taken at face value. As long as the meaning of a connective tie did not conflict with a preferred canonical discourse relation, there were no differences found for varying connective discourses (experiment 3). However, the fact that concessive connective ties announce the need for a more complex text representation was recognized and made use of immediately (experiment 4). Additionally, a violation of the discourse relation resulted in more difficult semantic integration if a connective tie was present (experiment 2). It is therefore concluded here that connective ties influence processing immediately.<br><br> This claim has to be modified somewhat, since the sentence-final elements suggested that connective ties trigger different integration processes than non-connective elements. It seems as if the answer to the question of when connective ties are processed is neither exclusively immediately nor exclusively afterwards, but that both viewpoints are correct. It is suggested here that before the end of a discourse economy plays a central role in that a canonical relation is assumed unless there is evidence to the contrary. A connective tie could have the function of reducing the dimensions evaluated in a discourse to the one signaled by the connective tie. At the end of the discourse the representation is evaluated and verified, and an integrated situation model constructed. Here, the complexity of the different discourse relations that connective ties can signal, is expressed. / Konnektiva im Diskurs: Drei EKP-Studien zu kausalen, temporalen und konzessiven Konnektoren und ihrem Einfluss auf die Sprachverarbeitung. <br><br> Einführung und Fragestellung<br><br> In vier Experimenten wurde der Einfluss von lexikalischen Konnektiva wie " darum", " danach" und " trotzdem" auf die Verarbeitung von kurzen zweisätzigen Diskursen untersucht und mit der Verarbeitung von deiktischen Satzaderbien wie " gestern" und " lieber" verglichen, die nicht wie die Konnektiva die Eigenschaft haben, die Diskursrelation zwischen zwei Sätzen explizit auszudrücken.<br><br> Drei Fragen standen im Mittelpunkt der Arbeit: <br><br> * Findet sich der Kontrast zwischen konnektiven und nicht-konnektiven Elementen auch zwischen Konnektiva und deiktischen Satzadverbien wieder (Experimente 2 und 3)? <br><br> * Spielt der semantische Inhalt der Konnektiva die primäre Rolle: ist die Hauptunterscheidung zwischen konnektiven und nicht-konnektiven Elementen zu machen, oder zwischen kausalen (darum, deshalb), temporalen (danach, hinterher) und konzessiven (trotzdem, dennoch) Elementen (Experimente 3 / 4)? <br><br> * Wann genau wird die Information, die Konnektiva bieten, genutzt? Es gibt Evidenz dafür, dass Konnektiva einen sofortigen Einfluss haben, aber auch dafür, dass das Ende der Texte eine gewichtige Rolle spielt: Experimente 2, 3, und 4. <br><br> Konklusionen<br><br> Zunächst einmal hat die theoretische Unterscheidung zwischen konnektiven und nicht-konnektiven Worten tatsächlich " kognitive Realität" . Dies wurde bereits in früheren Studien gezeigt. Die aktuellen Experimente zeigten jedoch, dass es auch einen Unterschied zwischen einstelligen (deiktische Satzadverbien) und zweistelligen (Konnektiva) Diskursrelationen gibt, da alle Experimente, die diesen Kontrast untersuchten, qualitativ und quantitativ andere Verarbeitung für Konnektiva zeigten (Experimente 1, 2 und 3).<br><br> Zweitens spielt der semantische Typus der Konnektiva ebenfalls eine Rolle. Dieser Einfluss zeigte sich nicht für die LAN, die für alle Konnektiva im Vergleich mit nicht-konnektiven Elementen gefunden wurde, und die dementsprechend auch als Korrelat abstrakterer Integration von Konnektiva vorgeschlagen wird. Es zeigte sich ebenfalls kein Unterschied zwischen kausalen und temporalen Konnektiva vor dem Ende des Diskurses in Experiment 3. Die N400, gefunden für inkohärente Satzpaare in Experiment 2, größer für inkohärent konnektive als inkohärent nicht-konnektive Diskurse, wie auch die P3b, gefunden im Vergleich zwischen kausalen und konzessiven Konnektiva in Experiment 4, lieferten jedoch Grund zu der Annahme, dass die Bedeutung von Konnektiva in der inkrementellen Verarbeitung genutzt wird, und dass die Relation, die Konnektiva signalisieren, diejenige ist, die Leser versuchen zu erstellen.<br><br> Im Hinblick auf wann die Information, die Konnektiva liefern, genutzt wird, scheint es, also ob Konnektivität generell und obligatorisch für bare Münze genommen wird. So lange die Bedeutung der Konnektiva nicht mit einer präferierten kanonischen Diskursrelation konfligierte, zeigten sich keine Differenzen innerhalb verschiedener konnektiver Diskurse (Experiment 3), aber die Tatsache, dass konzessive Konnektiva die Notwendigkeit einer komplexeren Textrepräsentation voraussagen, wurde sofort erkannt und genutzt (Experiment 4). Zusätzlich resultierte eine Verletzung der Diskursrelation in Experiment 2 in erschwerterer semantischer Integration, wenn ein Konnektivum vorhanden war. Es wird daher gefolgert, dass Konnektiva die Verarbeitung sofort beeinflussen. <br><br> Diese Schlussfolgerung muss jedoch etwas abgeschwächt werden, da die satzfinalen Elemente darauf hinwiesen, dass Konnektiva andere Integrationsprozesse am Ende der Diskurse auslösten als nicht-konnektive Elemente. Es scheint, dass die Antwort auf die Frage, wann Konnektiva verarbeitet werden, weder sofort noch hinterher ist, sondern dass beide Sichtweisen korrekt sind. Es wird hier vorgeschlagen, dass vor dem Ende eines Diskurses Ökonomie insofern eine entscheidende Rolle spielt, als eine kanonische Relation angenommen wird so lange es keine gegenteilige Evidenz gibt. Ein Konnektivum könnte die evaluierten Dimensionen in einem Diskurs auf die signalisierten reduzieren. Am Ende des Diskurses wird die erstellte Textrepräsentation evaluiert und verifiziert, und ein integriertes Situationsmodell erstellt. Hier drückt sich dann die Komplexität der verschiedenen Diskursrelationen, die Konnktiva signalisieren können, aus.

An important strand of research has investigated the question of how children acquire a morphological system using offline data from spontaneous or elicited child language. Most of these studies have found dissociations in how children apply regular and irregular inflection (Marcus et al. 1992, Weyerts & Clahsen 1994, Rothweiler & Clahsen 1993). These studies have considerably deepened our understanding of how linguistic knowledge is acquired and organised in the human mind. Their methodological procedures, however, do not involve measurements of how children process morphologically complex forms in real time. To date, little is known about how children process inflected word forms. The aim of this study is to investigate children’s processing of inflected words in a series of on-line reaction time experiments. We used a cross-modal priming experiment to test for decompositional effects on the central level. We used a speeded production task and a lexical decision task to test for frequency effects on access level in production and recognition. Children’s behaviour was compared to adults’ behaviour towards three participle types (-t participles, e.g. getanzt ‘danced’ vs. -n participles with stem change, e.g. gebrochen ‘broken’ vs.-n participles without stem change, e.g. geschlafen ‘slept’). For the central level, results indicate that -t participles but not -n participles have decomposed representations. For the access level, results indicate that -t participles are represented according to their morphemes and additionally as full forms, at least from the age of nine years onwards (Pinker 1999 and Clahsen et al. 2004). Further evidence suggested that -n participles are represented as full-form entries on access level and that -n participles without stem change may encode morphological structure (cf. Clahsen et al. 2003). Out data also suggests that processing strategies for -t participles are differently applied in recognition and production. These results provide evidence that children (within the age range tested) employ the same mechanisms for processing participles as adults. The child lexicon grows as children form additional full-form representations for -t participles on access level and elaborate their full-form lexical representations of -n participles on central level. These results are consistent with processing as explained in dual-system theories. / Ein wichtiger Forschungsbereich hat anhand von offline Daten erforscht wie Kinder das morphologische System erwerben. Die meisten dieser Studien haben berichtet, dass Kinder die regelmäßige und die unregelmäßige Flexion unterschiedlich anwenden (Marcus et al. 1992, Weyerts & Clahsen 1994, Rothweiler & Clahsen 1993). Diese Studien haben dazu beigetragen den Erwerb und Organisation von linguistischem Wissen besser zu verstehen. Die offline Methoden messen morphologische Verarbeitung allerdings nicht in Echtzeit. Bis heute ist wenig darüber bekannt wie Kinder flektierte Wortformen in Echtzeit verarbeiten. Die vorliegende Arbeit hat diese Frage in 6- bis 11jährigen monolingualen Kindern (in zwei Altersgruppen) und in einer Erwachsenen-Kontrollgruppe anhand von -t Partizipien (z.B. gemacht), -n Partizipien ohne Stammveränderung (z.B. geschlafen) und -n Partizipien mit Stammveränderung (z.B. gebrochen) untersucht. Dekomposition von Partizipien und deren ganzheitliche Speicherung in assoziativen Netzwerken wurden auf zwei Repräsentationsebenen (zentrale Ebene, Zugriffebene) und, auf der Zugriffsebene, in zwei Modalitäten (Produktion, Verstehen) experimentell getestet. Ein cross-modal priming experiment untersuchte die zentrale Repräsentation von Partizipien. Volle morphologische Primingeffekte sprechen für eine dekomponierte Repräsentation, partielle Primingeffekte für ganzheitliche aber verbundene Repräsentationen. In einem speeded production experiment wurde die auditive Zugriffsrepräsentation und in einem lexical decision experiment die visuelle Zugriffsrepräsentation von Partizipien untersucht. (Ganzwort-) Frequenzeffekte wurden als Beleg für Ganzwortrepräsentationen gewertet. Bezüglich der zentralen Ebene zeigen die Ergebnisse, dass -t Partizipien aber nicht -n Partizipien dekomponiert repräsentiert sind. Bezüglich der Zugriffsebene zeigen die Ergebnisse, dass -t Partizipien entsprechend ihrer Morpheme repräsentiert sind und zusätzlich Ganzwortrepräsentationen haben können, zumindest im Altersbereich von Neun- bis Elfjährigen (Pinker 1999 and Clahsen et al. 2004). Weitere Ergebnisse zeigten, dass -n Partizipien auf der Zugriffsebene Ganzwortrepräsentationen haben, und dass -n Partizipien ohne Stammveränderung die morphologische Struktur enkodieren können (cf. Clahsen et al. 2003). Die Daten weisen auch darauf hin, dass die Verarbeitungsstrategien für -t Partizipien, zumindest in Neun- bis Elfjährigen, unterschiedlich angewandt werden. Die Ergebnisse werden als Evidenz dafür interpretiert, dass Kinder (in dem getesteten Altersbereich) dieselben Verarbeitungsmechanismen für Partizipien nutzen wie Erwachsene. Das kindliche Lexikon wächst, wenn Kinder zusätzliche Ganzwortrepräsentationen für -t Partizipien auf der Zugriffsebene bilden und ihre Ganzwortrepräsentationen für -n Partizipien auf der zentralen Ebene ausdifferenzieren. Diese Ergebnisse sind konsistent mit den Annahmen dualer Verarbeitungstheorien.