The electrophysiological reality of parafoveal processing: On the validity of language-related ERPs in natural reading

Die Frage, wie das Gehirn Sprache in Echtzeit verarbeitet, ist zentral in der Psycholinguistik. Zur Beantwortung dieser Frage müssen die Unterschiede zwischen der auditiven und visuellen Sprachverarbeitung berücksichtigt werden. Die vorliegende Dissertation untersucht, inwieweit Ereignis-korrelierte Potentiale (EKPs) im menschlichen Elektroenzephalogram (EEG) während des Satzverstehens mit unterschiedlichen Präsentationsmethoden interagieren. Hierfür wurden die auditive Präsentationsart und die rapid serial visual presentation (RSVP; schnelle serielle Einzelwortpräsentation in der visuellen Modalität) um die Aufzeichnung von Blickbewegungen (eye tracking) beim Lesen ergänzt. Insbesondere ging es dabei um das bekannte zeitliche Paradox, dass Blickbewegungseffekte der Sprachverarbeitung deutlich früher auftreten als entsprechende EKP-Effekte. Die Dissertation untersuchte dieses zeitliche Paradox, indem EKPs während des natürlichen Lesens ganzer Sätze gemessen wurden. Im Gegensatz zur RSVP- und auditiven Präsentation erlaubt das natürliche Lesen eine parafoveale Vorschau (Rayner 1998). Dadurch verarbeitet das Gehirn bereits Informationen über Wörter, bevor die Augen diese zum ersten Mal direkt fixieren (foveale Fixation). Wenn in Beispielsatz (1) das Wort Gegenteil fixiert wird, verarbeitet das Gehirn auch gleichzeitig Informationen über die noch nicht fixierten Wörter von und weiß. (1) Schwarz ist das Gegenteil von weiß. (2) Schwarz [...] blau. (3) Schwarz [...] nett. Solche Vorschau-Informationen scheinen vor allem orthographische Wortforminformationen, weniger aber Informationen zur Wortbedeutung zu enthalten (Starr & Inhoff 2004; White 2008). Während bei auditiver und durch RSVP induzierter visueller Wahrnehmung Wortform und -bedeutung nahezu zeitgleich verarbeitet werden, erlaubt die parafoveale Vorschau beim natürlichen Lesen, dass Wortformen zeitlich vor der Wortbedeutung erkannt werden können. Damit geht auch die schnellere Informationsverarbeitung beim Lesen einher. Durch die Verknüpfung der Blickbewegungs- mit der EEG-Methode konnte in der vorliegenden Arbeit erstmals der Einfluss der parafovealen Vorschau auf EKP-Korrelate des Satzverstehens systematisch untersucht werden. Die ProbandInnen lasen Sätze wie (1)-(3), in denen zwei Adjektive entweder ein Antonympaar bildeten (1), keine Antonyme, aber semantisch relatiert waren (2) oder in denen die Adjektive kein Antonympaar und auch nicht semantisch relatiert waren (3). Die EKPs wurden ermittelt für die letzte Fixation vor dem Zielwort, die die parafoveale Verarbeitung desselben anzeigt, und die erste direkte Fixation auf dem Zielwort (satzfinal in 1-3). Anschließend wurden zwei Vergleichsexperimente mit auditiver und RSVP-Präsentation durchgeführt. Die parafoveale Vorschau führte beim natürlichen Lesen zu anderen EKP-Ergebnissen im Vergleich zur auditiven und RSVP-Methode. In letzteren entstand die für das zweite Antonymwort typische P300-Komponente (Kutas & Iragui 1998; Roehm et al. 2007), die jedoch beim natürlichen Lesen an keiner Fixationsposition repliziert werden konnte. Andererseits ermöglichte es hier die zeitliche Trennung von parafovealer und fovealer Verarbeitung, einzelne Teilprozesse der Worterkennung genauer als mit den anderen Präsentationsarten zu bestimmen. Z.B. zeigte die letzte Fixation vor dem kritischen Wort eine reduzierte N400-Komponente für Antonyme (1) und relatierte Nicht-Antonyme (2) (im Vergleich zu 3), was auf einen parafovealen Vorteil aufgrund einer automatischen Voraktivierung von erwarteten und zu ihnen relatierten Wortformen zurückgeht. Mit der ersten Fixation (d.h. foveal) erzeugten alle Nicht-Antonyme (2,3) eine größere N400 (im Vergleich zu 1), da sie im Satzkontext unerwartet und implausibel sind. Diese Unterscheidung zwischen Voraktivierung von Wortformen und der kontextuellen Passung von Wortbedeutungen ist in den anderen beiden Präsentationsarten durch die zeitgleiche Verarbeitung von Wortform und -bedeutung nicht möglich. Schließlich fiel auf, dass der parafoveale N400-Effekt im Gegensatz zum fovealen N400-Effekt nicht durch Änderungen der Fixationsdauer begleitet wurde und dass auch in der kombinierten EEG-Blickbewegungsmessung die Blickbewegungseffekte zeitlich vor den EKP-Effekten auftraten. Diese zentralen Befunde konnten in zwei weiteren kombinierten EEG-Blickbewegungsexperimenten weiter gestützt werden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse aller Experimente Folgendes: Bisherige Befunde zur sprachlich bedingten N400-Komponente aus auditiven und RSVP-Studien lassen sich replizieren, aber durch Eigenheiten der Lesemodalität auch qualitativ differenzieren. Trotzdem sich die gemessenen behavioralen und neuronalen Effekte qualitativ ähneln, muss sich nicht jeder neuronale Effekt in den Blickbewegungen niederschlagen. Schließlich konnte auch die kombinierte EEG-Blickbewegungsmethode das beschriebene zeitliche Paradox nicht auflösen.