Semantische Kontexte können die Benennleistung von gesunden Sprechern, ebenso wie von Menschen mit erworbener Sprachstörung, beeinflussen. Im picture-word interference (PWI) paradigm (Bild-Wort Interferenz Paradigma) ist es die Aufgabe, ein Zielbild unter Anwesenheit eines visuellen oder auditiv präsentierten Ablenkerwortes so schnell und akkurat wie möglich zu benennen. Die Art der Verwandtschaft zwischen Ablenkerwort und Zielbild kann den Benennprozess des Bildes in unterschiedliche Richtungen beeinflussen. Besteht eine semantisch-kategorielle Verwandtschaft zwischen Wort und Bild („Katze“ – HUND) kommt es zu steigenden Benennlatenzen und Fehlerzahlen bei Patient*innen und neurotypischen Proband*innen. Dies wird als semantische bzw. kategorielle Interferenz bezeichnet (Abel et al., 2009; Glaser & Düngelhoff, 1984; Henseler et al., 2014; Piai et al., 2016; Piai & Knight, 2018; Python et al., 2018; Schriefers et al., 1990). Besteht hingegen eine semantisch-assoziative Relation zwischen Wort und Bild („Knochen“ – HUND), kommt es zu einer Beschleunigung des Benennprozesses, was als assoziative Fazilitierung bezeichnet wird (Alario et al., 2000; Henseler et al., 2014; Sailor et al., 2009). Trotz des hohen therapeutischen Potenzials existiert bisher kaum Evidenz zur erleichternden Wirkung assoziativer Relationen in Gruppen von Patient*innen mit erworbener Sprachstörung (Python et al., 2018). Das swinging lexical network model (Abdel Rahman & Melinger, 2009, 2019) ermöglicht eine theoretische Einordnung kategorieller Interferenz und assoziativer Fazilitierung innerhalb eines Modells. In beiden semantischen Kontexten kommt es zu Priming auf konzeptueller Ebene sowie zu Konkurrenz auf lexikalischer Ebene durch relatierte, ko-aktivierte Einträge. In kategoriellen Kontexten entsteht hohe Konkurrenz auf lexikalischer Ebene, die das konzeptuelle Priming überwiegt. In assoziativen Kontexten überwiegt das konzeptuelle Priming die nur geringe Konkurrenz in einer „eins-gegen-eins“ Situation auf lexikalischer Ebene zwischen Distraktorwort und Zielbild. Neben der modelltheoretischen Einordnung wurde die neuroanatomische Grundlage der Effekte kontrovers diskutiert. Im Mittelpunkt der Debatte stehen der Gyrus temporalis medius (MTG) links und der Gyrus frontalis inferior (IFG) links. Der MTG links wird mit dem mentalen Lexikon und der semantisch-lexikalischen Verarbeitung und somit assoziativen Kontexten assoziiert. Dem linken IFG wird eine Rolle als kognitiver Kontrollmechanismus zugesprochen und im Besonderen auch im kontrollierten Lexikonzugriff, wie es in kategoriellen Kontexten notwendig ist (Henseler et al., 2014; Indefrey & Levelt, 2004). Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zu der heterogenen und eher geringen Evidenzlage zur Wirksamkeit kategorieller und im Besonderen assoziativer Relationen in Patientengruppen mit erworbener linkshemisphärischer Hirnläsion beizutragen. Ebenso soll ein Übertrag der Daten aus dem läsionierten Netzwerk auf gängige Sprachproduktionsmodelle ermöglicht und eine mögliche Dissoziation von kategorieller Interferenz und assoziativer Fazilitierung aufgezeigt werden. Über die Methodik des voxel-based lesion-symptom mapping (VLSM) (Bates et al., 2003) sollen die neuroanatomischen Grundlagen und hier im Besonderen die Rollen des MTG und IFG links adressiert werden. Es ergeben sich hieraus die folgenden Hypothesen: (i) assoziative Relationen zwischen Ablenker und Zielbild im PWI Paradigma führen in einer Gruppe von Patient*innen mit Läsionen des funktionellen Sprachnetzwerks zu sinkenden Fehlerzahlen und Benennlatenzen, wohingegen kategorielle Relationen zu steigenden Fehlerzahlen und Latenzen führen, (ii) assoziative Fazilitierung und kategorielle Interferenz zeigen sich als voneinander distinkte Prozesse, (iii) der MTG links beeinflusst als Grundlage des mentalen Lexikons die Effekte assoziativer Relationen, wohingegen Läsionen des IFG links als Kontrollinstanz während der lexikalischen Auswahl Einfluss auf das Ausmaß kategorieller Interferenz nehmen. Zu diesem Zweck wurde in der vorliegenden Arbeit ein visuelles PWI Paradigma mit assoziativen und kategoriellen Wort-Bild Paaren in einer Gruppe von 32 Patient*innen mit linkshemisphärischer Hirnläsion durchgeführt. Die Proband*innen (Alter: M ± SD = 51.9 ± 11.51 Jahre, 17 Frauen) wiesen alle zum Zeitpunkt der Testung eine Aphasie auf oder zeigten diese in der Akutphase. Es wurden ein assoziatives und ein kategorielles Itemset, bestehend aus je 40 Zielbildern mit den zugehörigen assoziativ oder kategoriell relatierten und unrelatierten Ablenkerwörtern geschaffen. Auf zwei Familiarisierungsphasen folgte das eigentliche Hauptexperiment. Jedes Trial startete mit der Präsentation eines Fixationskreuzes, auf das das Distraktorwort folgte. In kategoriellen Blöcken folgte nach 150 ms das Zielbild. In assoziativen Blöcken wurde nach 300 ms das Zielbild präsentiert. Aufgabe der Patient*innen war es, so schnell und so genau wie möglich das Zielbild zu benennen. Ausgewertet wurden Fehlerzahlen, Fehlerarten und Reaktionszeiten. Verglichen wurde über abhängige, zweiseitige t-Tests innerhalb der assoziativen und kategoriellen Bedingung jeweils die Leistung in der relatierten und unrelatierten Bedingung. Als Maß für die Stärke kategorieller Interferenz und assoziativer Fazilitierung wurde jeweils die Differenz zwischen relatierter und unrelatierter Bedingung herangezogen. In den sich anschließenden Läsionsanalysen ermöglicht ein voxel-based lesion-symptom mapping für jedes Voxel der linken Hemisphäre (Bildvolumen von 1 mm3) eine Korrelation der Verhaltensdaten mit dem Status eines Voxels (läsioniert/nicht läsioniert). Es können folgende Ergebnisse berichtet werden: (i) Kategoriell relatierte Distraktoren führten in der hier untersuchten Patientengruppe zu signifikant langsamerem Benennen und höheren Fehlerzahlen als in der unrelatierten Kontrollbedingung. Assoziative Relationen führten zu signifikant geringeren Fehlerzahlen in der relatierten Bedingung. Ein Einfluss der assoziativen Ablenker auf die Benennlatenz konnte nicht nachgewiesen werden. (ii) Insgesamt korrelierte die individuelle Gesamtleistung mit den Leistungen in den einzelnen Testbedingungen. Allerdings bestand kein Zusammenhang zwischen der Stärke assoziativer Fazilitierung und kategorieller Interferenz, ausgedrückt in Form der Differenz zwischen relatierter und unrelatierter Bedingung für Fehler und Benennlatenz. Die beiden Effekte waren demnach unabhängig voneinander unterschiedlich stark ausgeprägt und sind somit als distinkt zu bewerten. (iii) Läsionen des MTG und IFG links korrelierten kontext-unspezifisch mit der Gesamtfehlerzahl und der durchschnittlichen Benennlatenz. Spezifischer führten Läsionen des MTG links zu signifikant stärkerer assoziativer Fazilitierung auf die Fehlerzahl. Unter Berücksichtigung der kontext-unabhängigen Benennleistung als Kovariate ergab sich eine Zweiteilung des MTG. Läsionen des posterioren Anteils des MTG links führen zu einer Zunahme assoziativer Fazilitierung, Läsionen im anterioren Anteilen des MTG hingegen hatten eine Abnahme der erleichternden Wirkung zur Folge. Läsionen des IFG links führten zu steigender kategorieller Interferenz auf die Benennlatenz. Es konnten sowohl assoziative Fazilitierung als auch kategorielle Interferenz in der hier untersuchten Patientengruppe nachgewiesen werden. Diese beiden semantischen Kontexteffekte sind als voneinander distinkte Effekte anzunehmen. Kategorielle Interferenz beeinflusste neben der Benennlatenz auch die Akkuratheit des Benennens. Assoziative Relationen hingegen ermöglichten keine Beschleunigung, allerdings aber eine Verbesserung der Genauigkeit des Benennens. Unter Annahmen eines läsions-induzierten erhöhten Rauschens innerhalb des Netzwerks und reduzierten Aktivierungszuständen (Dell et al., 1997; Foygel & Dell, 2000; Harvey & Schnur, 2015) ermöglicht das swinging lexical network model (Abdel Rahman & Melinger, 2009, 2019) eine Darstellung assoziativer Fazilitierung und kategorieller Interferenz auch im läsionierten Sprachnetzwerk. Die Läsionsanalyse bestätigt die hohe Relevanz des MTG und IFG links. Der IFG links nimmt eine entscheidende Rolle in der erschwerten lexikalischen Auswahl und Interferenzkontrolle ein. Der MTG links weist eine funktionelle Zweiteilung in einen anterioren Anteil, der mit dem Zugriff auf konzeptuelle Repräsentationen assoziiert ist und einen posterioren Anteil auf, welchem der Zugriff auf lexikalische Repräsentationen zugesprochen wird (vgl. Harvey & Schnur, 2015; Lambon Ralph, 2014). Läsionen des pMTG führen zu einer schlechteren Verfügbarkeit der lexikalischen Repräsentation des Zielbildes und aller Konkurrenten im Netz, weshalb bei reduzierter Konkurrenz eine assoziative Verbindung zwischen Zieleintrag und Ablenker auf konzeptueller Ebene effektiver genutzt werden kann und die Fazilitierung zunimmt. Beeinträchtigungen des konzeptuellen Wissens durch anteriore Läsionen des MTG verhindern dies und führen zu einer Abnahme der Fazilitierung. Neben neuen theoretischen Erkenntnissen zeigt sich zudem ein hohes klinisch-therapeutisches Potential semantischer Kontexteffekte. Assoziative Relationen ermöglichen eine verbesserte Hilfestellung, wohingegen über kategorielle Relationen ein Benenntraining auf hohem Niveau zur Behandlung leichter Aphasien geschaffen werden kann.

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.