Die Verbindung zwischen Sprache, Kognition und Gehirn ist ein faszinierendes Forschungsfeld, das in den letzten Jahren durch innovative Methoden und interdisziplinäre Ansätze bedeutende Fortschritte gemacht hat. Insbesondere die Goethe-Universität Frankfurt und andere Forschungseinrichtungen in Deutschland leisten hier Pionierarbeit. Dieser Artikel beleuchtet einige aktuelle Forschungsprojekte und Erkenntnisse, die sich mit der Verarbeitung von Sprache im Gehirn, dem Einfluss von Mehrsprachigkeit und den neuronalen Veränderungen beim Sprachenlernen beschäftigen.
Die Verarbeitung von Negation im Gehirn
Ein besonders interessantes Gebiet der psycholinguistischen Forschung ist die Untersuchung, warum verneinende Sätze oft schwieriger zu verstehen sind als bejahende. Im Deutschen wird Negation in der Regel durch das Wort "nicht" ausgedrückt, wie in dem Satz "Die Sonne scheint nicht". Obwohl dieses Wort zu den häufigsten im deutschen Sprachgebrauch gehört, stellen negierte Sätze eine besondere Herausforderung für das Gehirn dar.
Das Projekt NegLaB
Der Sonderforschungsbereich (SFB) 1629 "Negation in Language and Beyond" (NegLaB) widmet sich intensiv dieser Fragestellung. Psycholinguisten und Psychologen arbeiten hier zusammen, um zu verstehen, welche mentalen Prozesse beim Verstehen eines negierten Satzes ablaufen und wie Kinder in ihrer frühen Entwicklung Negation erlernen. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Forschern, die sich mit der Grammatik der Negation beschäftigen, geht NegLaB über bisherige Forschungsansätze hinaus.
Experimentelle Methoden
Um die Verarbeitung von Negation in Echtzeit zu untersuchen, werden verschiedene experimentelle Methoden eingesetzt. Dazu gehören die Messung von Blickbewegungen und die Elektroenzephalografie (EEG).
Blickbewegungsmessung
Das Paradigma der visuellen Welten nutzt die enge Verbindung zwischen Sehen und Verstehen. Versuchspersonen hören einen Satz und sehen gleichzeitig Bilder auf einem Computerbildschirm. Ein Blickbewegungsmessgerät erfasst die Augenbewegungen der Probanden. Diese Methode ermöglicht es, den zeitlichen Verlauf der Negationsverarbeitung zu analysieren.
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Beispielsweise wird den Versuchspersonen beim Hören des deutschen Satzes "Juan isst die Schokolade nicht" ein Bild mit einer Schokolade und ein alternatives Bild gezeigt. Es liegt nahe, dass die Versuchsperson zuerst auf das Bild mit der Schokolade schaut und erst beim Hören des Wortes "nicht" auf das alternative Bild wechselt. Interessant ist der Vergleich mit dem Spanischen, wo die Negation früher im Satz steht: "Juan no come el chocolate". Hier stellt sich die Frage, ob die Versuchsperson trotz der frühen Negation zuerst auf die Schokolade schaut oder diese ganz vermeidet.
Elektroenzephalografie (EEG)
Im Projekt C03 wird mittels EEG die elektrische Aktivität im Gehirn gemessen. Diese Methode ermöglicht es, unbewusste Prozesse bei der Verarbeitung verneinter Sätze zu beobachten. Wenn eine Versuchsperson den Satz "Drücken Sie nicht den linken Knopf!" hört und den rechten Knopf drücken soll, dauert dies länger als beim entsprechenden bejahenden Satz. Die Hypothese ist, dass beim Hören des verneinenden Satzes zunächst die motorischen Areale für die linke Hand aktiviert werden, bevor diese Aktivierung aufgrund der Negation unterdrückt und die Areale für die rechte Hand aktiviert werden müssen.
Mehrsprachigkeit und ihre Auswirkungen auf das Gehirn
Das Erlernen einer neuen Sprache ist nicht nur ein Weg zu neuen Kulturen, sondern hat auch tiefgreifende Auswirkungen auf das Gehirn. Zweisprachigkeit beeinflusst die Wahrnehmung, die kognitiven Fähigkeiten und die Gehirnveränderungen im Alter.
Die Vorteile der Zweisprachigkeit
Ellen Bialystok, eine angesehene Forschungsprofessorin der Psychologie an der York University in Kanada, betont, dass "zweisprachige Gehirne gesünder sind". Studien zeigen, dass Zweisprachige bei Aufgaben, die inhibitorische Kontrolle, flexibles Wechseln zwischen Aufgaben, Arbeitsgedächtnis und Aufmerksamkeitssteuerung erfordern, besser abschneiden. Diese Fähigkeiten sind entscheidend für den akademischen Erfolg, die langfristige Gesundheit und das Wohlbefinden.
Neuronale Mechanismen der Zweisprachigkeit
Im zweisprachigen Gehirn sind beide Sprachen gleichzeitig aktiv, auch wenn nur eine Sprache verwendet wird. Dies erfordert zusätzliche Arbeit sogenannter exekutiver Gehirnfunktionen, die wie eine Ampel fungieren, die es einer Sprache erlaubt, fortzufahren, während sie die andere stoppt. Dieser kontinuierliche Überwachungsprozess führt zu einem höheren kognitiven Aufwand, trainiert aber auch das Gehirn. Hirnregionen im präfrontalen Cortex, die für exekutive Funktionen verantwortlich sind, werden zusätzlich zum typischen Sprachnetzwerk aktiviert, was zu einer Vergrößerung des Gehirnvolumens und einer Stärkung der Funktion dieser Bereiche führt.
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Der Einfluss des Alters auf den Spracherwerb
Je früher eine zweite Sprache erlernt wird, desto besser sind die Ergebnisse. Das Gehirn von Kleinkindern ist sehr plastisch und passt sich leicht an die Anforderungen des Sprachenlernens an. Im Gegensatz dazu ist das Gehirn von Erwachsenen stabiler und benötigt mehr Zeit und Aufwand, um sich zu verändern. Dennoch können auch Erwachsene von den kognitiven Vorteilen des Sprachenlernens profitieren.
Zweisprachigkeit und Demenz
Studien haben gezeigt, dass Zweisprachigkeit den Ausbruch von Alzheimer um bis zu vier Jahre verzögern kann. Obwohl Hirnschäden bei gleichaltrigen ein- und zweisprachigen Alzheimer-Patienten im Durchschnitt das gleiche Ausmaß haben, können Gehirne von Zweisprachigen besser damit umgehen. Dies liegt vermutlich daran, dass Zweisprachigkeit das Gehirn mit besseren Kompensationsmechanismen ausstattet.
Neuronale Veränderungen beim Sprachenlernen im Erwachsenenalter
Forschende des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig haben untersucht, wie sich das Gehirn verändert, wenn Erwachsene eine neue Sprache lernen. In einer Studie mit syrischen Flüchtlingen, die Deutsch lernten, wurden die Gehirnscans der Teilnehmenden mithilfe hochauflösender Magnetresonanztomografie (MRT) analysiert.
Ergebnisse der MRT-Studie
Die MRT-Bilder zeigten eine Verstärkung der Nervenverbindungen innerhalb des Sprachnetzwerks in der linken Gehirnhälfte sowie die Beteiligung zusätzlicher Regionen in der rechten Hemisphäre während des Zweitspracherwerbs. Interessanterweise wurde auch eine Verringerung der Konnektivität zwischen den beiden Gehirnhälften festgestellt, was darauf hindeutet, dass die sprachdominante linke Hemisphäre weniger Kontrolle über die rechte Hemisphäre ausübt, wodurch Ressourcen in der rechten Gehirnhälfte frei werden, um die neue Sprache zu integrieren.
Die Veränderungen der Gehirnkonnektivität korrelierten direkt mit dem Lernfortschritt im Sprachtest des Goethe-Instituts. Dies unterstreicht die Bedeutung neuroplastischer Anpassungen des Netzwerks zur Verarbeitung der neu erlernten Sprache und die Nutzung von Regionen in der rechten Gehirnhälfte, die zuvor für die Sprachverarbeitung nicht genutzt wurden.
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Das Cooperative Brain Imaging Center (CoBIC) in Frankfurt
Das Cooperative Brain Imaging Center (CoBIC) auf dem Campus Niederrad der Goethe-Universität Frankfurt ist eine Kooperation der Goethe-Universität, des Max-Planck-Instituts für empirische Ästhetik und des Ernst Strüngmann Instituts. Das Zentrum ist mit hochmodernen Geräten ausgestattet, darunter drei Magnetresonanztomographen, und fördert die interdisziplinäre bildgebende Forschung in den Neurowissenschaften.
Forschungsschwerpunkte des CoBIC
Die Forschungsschwerpunkte des CoBIC umfassen die Repräsentation von Wahrnehmungsinhalten im menschlichen Gehirn sowie die Verarbeitung von Information im Kurzzeit- oder Arbeitsgedächtnis. Zur Erforschung dieser Fragen werden die Methoden der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) und Magnetenzephalographie (MEG) sowie die Elektroenzephalographie (EEG) eingesetzt.
Die Entwicklung der Sprachverarbeitung im Gehirn von Kindern
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig haben ein umfassendes Modell der Sprachentwicklung im Gehirn von Kindern erstellt. Sie fanden heraus, dass die für die Sprachverarbeitung zuständigen Hirnareale und die Verbindungen zwischen ihnen unterschiedlich schnell reifen.
Die Rolle des linken Schläfenlappens und des Broca-Areals
Der linke Schläfenlappen des Großhirns ist von Anfang an an der Sprachverarbeitung beteiligt und hilft uns, Laute und einfache Sätze zu verarbeiten. Später gesellt sich das Broca-Areal im Stirnbereich des Großhirns hinzu, das vor allem komplexe sprachliche Information verarbeitet. Die Verbindungsbahn zwischen diesen beiden Sprachzentren, der Fasciculus Arcuatus, muss vollständig ausreifen, damit kompliziertere Formulierungen genauso gut und schnell verarbeitet werden können wie einfache. Dies dauert ungefähr bis zum Ende der Pubertät.
Innovative Forschungsmethoden
Die Erkenntnisse über die Sprachentwicklung im Gehirn von Kindern wurden durch innovative MRT-Messungen ermöglicht, die am Leipziger Max-Planck-Institut entwickelt wurden. Diese Messungen erlauben einen Blick in das Gehirn von Kleinkindern, während es Sprache verarbeitet.
Fremdsprachenlernen im Alter
Das Interesse am Fremdsprachenlernen im Alter nimmt zu, da das Lernen einer Fremdsprache ein effektives Gehirntraining darstellt und Lernen bis ins hohe Alter möglich ist.
Faktoren für erfolgreiches Sprachenlernen im Alter
Alter ist nur eine Variable von vielen, die das Sprachenlernen beeinflussen. Lernerfahrung, Sprachlernerfahrung und Motivation sind oft relevanter. Ältere Lernende verfügen über einen großen Wissens- und Erfahrungsfundus, an den sie beim Sprachenlernen anknüpfen können.
Neuronale Veränderungen im Alter
Mit zunehmendem Alter werden Informationen weniger schnell weitergeleitet, und die Produktion des "Motivations"-Neurotransmitters Dopamin wird schwieriger. Auch die Wahrnehmungskanäle "Ohr" und "Auge" lassen nach, was das Hören und Aussprechen fremder Laute erschwert.
Tipps für den Fremdsprachenunterricht mit älteren Lernenden
Lehrende sollten kommunikative und handlungsorientierte Ansätze langsam in den Unterricht integrieren, aber auch respektieren, dass Grammatik und Übersetzungen Sicherheit bieten. Geschwindigkeit und Progression müssen der Zielgruppe angepasst werden. Lehrwerk, Materialien und Tafelbild sollten eine ausreichend große Schrift aufweisen, und im Klassenraum ist auf eine gute Akustik zu achten.