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Gibt es etwas, das Sie schon immer über Sprache wissen wollten? Vielleicht haben wir die Antwort! Forscher vom Max Planck Institut für Psycholinguistik beantworten hier Fragen über Sprache von Menschen, die selber keine Sprachforscher sind. Falls Sie auch eine Frage über Sprache haben, schicken Sie sie uns hier! MPI Forscher schreiben regelmäβig Antworten auf die uns zugesendeten Fragen und machen diese über die hiesige webpage einsehbar. Besuchen Sie uns wieder, um durch zukünftige Fragen und Antworten mehr über Sprache zu lernen.

Technische Hilfsmittel werden immer besser darin die menschliche Hirnaktivität zu imitieren. Werden wir zu dem Punkt kommen, dass Implantate (z.B. von Gehirnen) die stimmlose Kommunikation ermöglichen?

Wir verstehen unser Gehirn derzeitig als Informationsprozessor, vergleichbar mit einem Computer, der es uns ermöglicht mit einem äußerst komplexen Umfeld zu interagieren. Theoretisch sollte es demnach also auch möglich sein, alle Informationen die das Gehirn enthält, zu extrahieren. Das wäre zu schaffen mit einem so genannten 'Brain-Computer Interface' (dt. Gehirn-Computer-Schnittstelle) - also einer Verbindung zwischen Gehirn und Computer. Durch die Messung neuronaler Aktivität und Anwendung anspruchsvoller Computer-algorithmen und maschinellem Lernen (bei dem der Computer im Grunde selber Wissen durch Erfahrung generiert) sind Wissenschaftler nun in der Lage Informationen zu extrahieren und zu reproduzieren. Zum Beispiel können Wissenschaftler Bilddaten verarbeiteten, die durch die Sehrinde produziert wurden. Durch solche Verfahren entsteht eine digitale Momentaufnahme von dem, was jemand mit seinen eigenen Augen wahrgenomen hat.

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Image: Ars Electronica

Im Hinblick auf Sprache haben neuere Studien vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Mithilfe von bildgebenden Verfahren (durch die Gehirnaktivität widergeben werden), konnten Wissenschaftler einwandfrei feststellen, ob ihre Versuchsperson gerade Worte von Tieren oder Werkzeugen lasen, hörten, Bilder davon sahen oder ob sie die Töne, die die Tiere oder Werkzeuge verursachten, hörten. Mehr invasive Gehirnaufnahmen haben auch gezeigt, dass wir Informationen über die Sprachlaute extrahieren können die Menschen hören und produzieren. Diese Forschung legt nahe, dass möglicherweise in nicht allzu ferner Zukunft, "neuronale Prothesen" für das Sprechen entwickelt werden. Dadurch könnten Menschen Sprache mithilfe eines Computers produzieren, indem sie einfach nur daran denken, was sie sagen möchten.

Wenn es um stimmlose Kommunikation geht, ist die Anwendung von Brain-Computer-Interfaces (BCIs) aus bestimmten Gründen jedoch noch eine große Herausforderung.  Erstens besteht die menschliche Kommuni-kation aus wesentlich mehr als nur Sprechen und Hören. Es gibt eine ganze Reihe von anderen Signalen, die wir verwenden, um zu kommunizieren (z. B. Gesten , Mimik und andere Formen der nonverbalen Kommunikation). Zweitens haben sich BCIs bisher auf das Extrahieren von Informationen aus dem Gehirn beschränkt. Einfügen einer Information in das Gehirn benötigt eine direktere Manipulation der Hirnaktivität, als wir bisher kennen. Cochleaimplantate sind ein Beispiel, bei dem es Wissenschaftlern gelungen ist, eingehende auditive Informationen direkt an Nervenzellen im Ohr weiterzuleiten, sodass taube Menschen wieder hören können. Diese geringe Stimulation kommt allerdings immer noch nicht an die volle Stimulation heran, das das Gehirn für die tägliche Kommunikation benötigt. Es ist also theoretisch möglich, Sprachdaten sowohl ins Gehirn einzulesen, als auch vom Gehirn auszugeben um stimmlose Kommunikation zu ermöglichen. Diese Vorgänge sind jedoch extreme Herausforderungen und benötigen noch weitere, enorme Fortschritte in den Bereichen der Sprachwissenschaft, Neurowissenschaft, Informatik und Statistik.

Dan Acheson & Rick Janssen
Aus dem Englischen übersetzt von  Katrin Bangel & Manu Schuetze

Weiterlesen?

[1] Schoenmakers, S., Barth, M., Heskes, T., & van Gerven, M. A. J. (2013). Linear Reconstruction of Perceived Images from Human Brain Activity. NeuroImage, 83, 951-961.(link)

[2] Simanova, I., Hagoort, P., Oostenveld, R., van Gerven, M.A.J. (2012). Modality-Independent Decoding of Semantic Information from the Human Brain. Cerebral Cortex, doi:10.1093/cercor/bhs324.(link)

[3] Chang, E. F., Niziolek, C. A., Knight, R. T., Nagarajan, S. S., & Houde, J. F. (2013). Human cortical sensorimotor network underlying feedback control of vocal pitch.Proceedings of the National Academy of Sciences, 110, 2653-2658.(link)

[4] Chang, E. F., Rieger, J. W., Johnson, K., Berger, M. S., Barbaro, N. M., & Knight, R. T. (2010). Categorical speech representation in human superior temporal gyrus. Nature neuroscience, 13, 1428-1432.(link)

[5] Bouchard, K. E., Mesgarani, N., Johnson, K., & Chang, E. F. (2013). Functional organization of human sensorimotor cortex for speech articulation. Nature, 495, 327-332. (link)

About MPI

This is the MPI

The Max Planck Institute for Psycholinguistics is an institute of the German Max Planck Society. Our mission is to undertake basic research into the psychological,social and biological foundations of language. The goal is to understand how our minds and brains process language, how language interacts with other aspects of mind, and how we can learn languages of quite different types.

The institute is situated on the campus of the Radboud University. We participate in the Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, and have particularly close ties to that institute's Centre for Cognitive Neuroimaging. We also participate in the Centre for Language Studies. A joint graduate school, the IMPRS in Language Sciences, links the Donders Institute, the CLS and the MPI.

 

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