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 Stoßlüften ist besser als gekippte Fenster
29.03.2017 | Technische Universität München

nachricht Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome
28.03.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten