Children learn their first language simply by listening to the linguistic utterances provided by their caregivers and other speakers around them. In order to extract meaning and grammatical rules from these utterances, children must track regularities in the input, which are omnipresent in language. The ability to discover and adapt to these statistical regularities in the input is termed statistical learning and has been suggested to be one of the key mechanisms underlying language acquisition. In this thesis, I investigated a special case of statistical learning, non-adjacent dependency (NAD) learning. NADs are grammatical dependencies between distant elements in an utterance, such as is and -ing in the sentence Mary is walking. I examined which factors play a role in the development of NAD learning by illuminating this process from different stand points: the first study compares NAD learning in the linguistic and the non-linguistic domain during the earliest stages of development, at 4 months of age. This study suggests that at this age, NAD learning seems to be domain-specific to language. The second study puts a spotlight on the development of NAD learning in the linguistic domain and proposes that there may be a sensitive period for linguistic NAD learning during early childhood. Finally, the third study shows that children can not only recall newly learned NADs in a test immediately following familiarization, but also recall them after a retention period, which is critical to show more long-term learning. Overall, the findings in this thesis further illuminate how NADs, as a spotlight into language acquisition, are learned, stored in memory, and recalled.

Emotionale Gesichtsausdrücke sind hochrelevante Reize für den Menschen. Es wurde daher angenommen, dass sie von evolutionär bedingten Mechanismen automatisch verarbeitet werden. Bis zu welchem Maße diese Verarbeitung tatsächlich automatisch verläuft ist noch immer kontrovers. Die vorliegende Arbeit schließt an diese Debatte an, indem sie eine spontane Tendenz aufzeigt vor allem bedrohlichen Gesichtsaudrücken vermehrt Verarbeitungsressourcen zuzuweisen, auch dann, wenn sie nur oberflächlich enkodiert werden und Emotionalität irrelevant für die gegebene Aufgabe ist (Studie 1 und 2). Diese Tendenz wurde bezüglich zweier Schlüsselkriterien von Automatizität untersucht, nämlich dem Intentionalitäts- (Studie 3) und dem Auslastungskriterium (Studie 4 und 5); diese nehmen an, dass automatische Verarbeitung unabhängig von der gegebenen Intention des Individuums, beziehungsweise konkurrierender Aufgabenanforderungen verläuft. Anhand ereigniskorrelierter Potenziale (EKPs) konnte gezeigt werden, dass verstärkte perzeptuelle Enkodierung emotionaler Gesichtsausdrücke weitgehend unabhängig von Intention auftrat, wohingegen verstärkte höhere kognitive Verarbeitung davon abhing, ob Reize vertieft verarbeitet wurden (Studie 3). Wurde die Kontrolle über die Gesichtsverarbeitung durch eine konkurrierende Aufgabe beeinträchtigt, während Emotionalität relevant war, so verstärkte dies emotionale Effekte auf der perzeptuellen und frühen, höheren kognitiven Ebene (Studie 4). Ähnliches konnte auch für die perzeptuelle Verarbeitung attraktiver Gesichter beobachtet werden (Studie 5). Hingegen war bei verminderter Kontrolle die verstärkte Enkodierung bedrohlicher Ausdrücke in späten kognitiven Verarbeitungsstufen unterdrückt. Die vorliegenden Befunde sprechen gegen eine Automatisierung affektiver Gesichtsverarbeitung und legen stattdessen nahe, dass biologisch vorbereitete Verarbeitungstendenzen durch aufgabenorientierte Kontrollmechanismen und ihr Zusammenspiel mit Intention moduliert werden. / Emotional facial expressions are highly relevant stimuli in humans. It has thus been suggested that they are processed automatically by evolutionarily in-built mechanisms. However, to which extent such processing in fact arises automatically is still controversial. The current work feeds into this debate by showing a tendency to spontaneously allocate increased processing capacity to emotional, especially threat-related expressions, even when processed merely superficially and emotionality is irrelevant to the task at hand (Study 1 and 2). This bias was further tested with regard to key criteria of automaticity; that is the intentionality (Study 3) and the load-insensitivity criterion (Study 4 and 5) assuming automatic processing to arise irrespective of intention of the individual, and concurrent task demands, respectively. Event-related brain potentials (ERPs) revealed enhanced perceptual encoding of threat-related expressions to remain largely unaffected by intention. In contrast, at the higher cognitive level, enhanced encoding depended on whether stimuli were voluntarily processed more deeply (Study 3). However, when control over face processing was impaired by a concurrent task, while emotionality was deemed relevant, emotion effects were enhanced at both, the perceptual and early higher cognitive level (Study 4). Similar was observed for perceptual encoding of attractive faces (Study 5). In contrast, during late higher cognitive stages of in-depth face processing, enhanced encoding of threat was eliminated when control was reduced (Study 4). The present results speak against full automaticity in affective face processing but suggest that biologically prepared processing biases are modulated by task-oriented control mechanisms and their interplay with intention.

Visuell-räumliche Aufmerksamkeit spielt eine Schlüsselrolle in der Wortverarbeitung und der Augenbewegungskontrolle beim Lesen. Dennoch bleibt die räumliche und zeitliche Dynamik von Aufmerksamkeitsbereitstellung innerhalb einer Fixation ungeklärt. Die vorliegende Dissertation nutzt drei Ansätze in der Ko-Registrierung von Augenbewegungen und EEG um diese Forschungslücke zu untersuchen und direkte Einblicke in die Aufmerksamkeitsverteilung zwischen Fovea und Parafovea, ihre Anpassung an Verarbeitungsansprüche und Sakkaden sowie ihre Auswirkungen auf Wortverarbeitung zu liefern. In Studie 1 wurde das Probe Paradigma als Maß zur Abbildung räumlicher Aufmerksamkeit ohne Augenbewegungen implementiert. Die vergrößerte, Probe-bezogene N1 zwischen Wortpräsentationen deutet auf eine Bereitstellung und Umverteilung zusätzlicher Ressourcen zur simultanen fovealen und parafovealen Wortverarbeitung hin. Studie 2 untersuchte den Preview Benefit und seine Modulation durch Sakkaden und Verarbeitungsschwierigkeit und zielte darauf ab, das elektrophysiologische Korrelat als indirektes Maß für parafoveale Aufmerksamkeit in ERPs und FRPs zu etablieren. Es zeigte sich ein Effekt des orthographischen Previews auf die N1. Interaktionen mit Lesemodus und Verarbeitungsschwierigkeit implizieren, dass dem Preview Effekt Aufmerksamkeitseffekte zugrunde liegen. In Studie 3 wurden zwei Datensätze hinsichtlich der Lateralisierung von Oszillationen im Alpha-Band untersucht um die in Studie 2 generierten Hypothesen zu unterstützen. Alpha war im sakkadischen Lesen stärker rechts-lateralisiert als in RSVP und eine stärkere Lateralisierung sagte eine kürzere Fixationsdauer vorher, was die Rolle von parafovealer Aufmerksamkeit und ihre Verbindung zu Sakkaden betont. Trotz der Einschränkungen der drei Ansätze stellt die Kombination von Augenbewegungen, ERPs, FRPs und EEG-Oszillationen geeignete Maße für Aufmerksamkeitsprozesse in der Wortverarbeitung dar, die traditionelle Forschungsmethoden ergänzen. / Visuo-spatial attention is a key contributor to word processing and oculomotor control in reading. Yet, the spatial and temporal dynamics of attention allocation within a fixation remain unclear. The present dissertation uses three approaches in the co-registration of eye movements and EEG to investigate this gap and provide direct, online insights into attention distribution across fovea and parafovea, its adaptation to processing load and saccadic behavior, as well as its effects on word processing. In Study 1, the probe paradigm was implemented as a mapping tool of spatial attention adaptation in the absence of eye movements, yielding ERPs. The enhanced probe-related N1 in-between trials indicates a recruitment and redistribution of additional resources to achieve simultaneous foveal and parafoveal word-recognition. Study 2 tested the preview benefit and its modulation by saccades and foveal load, thereby aiming at establishing its electrophysiological correlate as an indirect index of parafoveal attention allocation in ERPs and FRPs. There was an effect of orthographic preview on the N1. Interactions with reading mode and foveal load indicate underlying attention effects. In Study 3, two datasets were reanalyzed with regard to the lateralization of oscillatory activity in the alpha-band in order to directly support the assumptions generated in Study 2. Alpha was more strongly right-lateralized in saccadic reading compared to RSVP, and moment-to-moment lateralization predicted shorter subsequent fixation duration, emphasizing the role of parafoveal attention allocation and its relation to saccades. Despite the limitations of the three approaches at this point, the combination of eye movements, ERPs, FRPs, and EEG oscillations provides suitable online markers of attention processes in word recognition that complement traditional research methods.