Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Physiker und Linguisten erforschen, wie das Gehirn richtige Sätze von falschen unterscheidet

02.08.2001


Irritation und Verständnis

Manche halten das menschliche Gehirn für das komplexeste System des Universums. Das mag übertrieben scheinen, doch kompliziert ist unser Denkapparat durchaus, denn schon jede einzelne der Milliarden Nervenzellen ist ein nichtlineares System, das nicht mehr einfach zu modellieren ist. Und zudem ist jede Nervenzelle im Durchschnitt mit zehntausend anderen Nervenzellen vernetzt, es gibt Rückkopplungen und merkwürdige Effekte, die all die Prozesse ermöglichen, die wir als geistig bezeichnen, so auch das Verstehen von Sprache. Doch das Gehirn lässt sich nur sehr indirekt beim Denken zusehen. Als überaus fruchtbar erweist sich dabei die Zusammenarbeit zwischen so verschiedenen Disziplinen wie der Linguistik und der Physik. Der Linguist Prof. Dr. Douglas Saddy und der Physiker Dr. Peter beim Graben von der Universität Potsdam ließen bei 26 Versuchspersonen ein so genanntes Elektroenzephalogramm (EEG) aufzeichnen, während diese auf einem Computerbildschirm etwa 40 verschiedene Sätze lasen. Dabei handelte es sich um ganz besondere Sätze, denn die Hälfte von ihnen war auf subtile Weise falsch und irritierte. Für die EEG-Aufnahmen trugen alle Teilnehmer eine Kappe, die mit Elektroden bestückt war und die an der Kopfhaut die kleinen Spannungsunterschiede registrierten, welche durch Hirnaktivität entstehen. Aus einem EEG lassen sich normalerweise nur sehr grundlegende Dinge ablesen, wie beispielsweise epileptische Anfälle, der Schlafzustand oder der Hirntod. Mit einer mathematischen Analyse erwiesen sich die EEG-Bilder jedoch als weitaus aussagekräftiger, zeigte beim Graben.
Der Satz: "Kein Mann war jemals glücklich" ist ein normaler Satz, dessen grammatische Struktur keine besondere Aktivität im Gehirn erzeugt. Eine kleine Veränderung genügt jedoch, um zu irritieren, denn das Wörtchen "jemals" funktioniert nur in Verbindung mit einer Verneinung. Der Satz: "Ein Mann war jemals glücklich" ist grammatisch falsch, was das Gehirn nach rund 400 Millisekunden erkennt. Dieser "grammatische Juckreiz" kann mit anderen Methoden als so genanntes ereignisbezogenes Potential nachgewiesen werden, ist aber im EEG normalerweise kaum sichtbar. Dr. Peter beim Graben legte nun die EEG-Aufnahmen aller Versuchsteilnehmer und aller Sätze aufeinander und untersuchte die gestapelten Zeitreihen. Mit Hilfe eines Maßes für die Unordnung ließen sich die Unterschiede in den EEG-Aufnahmen zwischen grammatisch korrekten und nicht korrekten Sätzen deutlich herausarbeiten. "Das verbessert enorm das Signal-Rausch-Verhältnis", erklärt Peter beim Graben. Dazu verwendete der Physiker die Methoden der nichtlinearen Dynamik und der Komplexitätstheorie, die unter dem Schlagwort Chaosforschung bekannt geworden sind. Die Arbeit von beim Graben und Saddy, die auch in der renommierten Wissenschaftszeitschrift "Physical Review" veröffentlicht wurde, hat zu einer neuen Erkenntnis geführt. Das "Staunen" des Gehirns ähnelt einem Umschaltvorgang, wie er aus einfacheren biologischen Prozessen schon länger bekannt ist.

Andrea Benthien | idw

Weitere Berichte zu: EEG Nervenzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Methode der Eisenverabreichung
26.04.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Bestrahlung bei Hirntumoren? Eine neue, verlässlichere Einteilung erleichtert die Entscheidung
26.04.2017 | Universitätsklinikum Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kaltwasserkorallen: Versauerung schadet, Wärme hilft

27.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

IAB-Arbeitsmarktbarometer: Arbeitsmarkt bleibt im Aufwind

27.04.2017 | Wirtschaft Finanzen

Wurmmittel für Weidetiere können die Keimung von Pflanzensamen beeinflussen

27.04.2017 | Agrar- Forstwissenschaften