ZiMT Journal Club Juni 2021: Prof. Tobias Reichenbach / Dekodierung der neuronalen Sprachverarbeitung

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Prof. Dr. rer. nat. Tobias Reichenbach, Lehrstuhl für Prozesse am Menschen, Department Artificial Intelligence in Biomedical Engineering (AIBE), FAU

Dekodierung der neuronalen Sprachverarbeitung

Das Verstehen von Sprache in lauten Hintergründen erfordert die selektive Aufmerksamkeit eines bestimmten Sprechers. Menschen zeichnen sich durch diese herausfordernde Aufgabe aus, während die aktuelle Spracherkennungstechnologie bei lauten Hintergrundgeräuschen immer noch Probleme hat. Die neuronalen Mechanismen, mit denen wir Sprache verarbeiten, sind jedoch nicht zuletzt aufgrund der Komplexität der natürlichen Sprache nur unzureichend verstanden. Hier beschreiben wir die jüngsten Fortschritte, die durch die Anwendung von maschinellem Lernen auf Neuroimaging-Daten von Menschen erzielt wurden, die Sprache in verschiedenen Arten von Hintergrundgeräuschen hören. Insbesondere entwickeln wir statistische Modelle, um charakteristische Merkmale der Sprache wie Tonhöhe, Amplitudenschwankungen und sprachlicher Überraschungswert mit neuronalen Messungen in Beziehung zu setzen. Wir finden neuronale Korrelate der Sprachverarbeitung sowohl auf subkortikaler Ebene in Bezug auf die Tonhöhe als auch auf kortikaler Ebene in Bezug auf Amplitudenschwankungen und sprachliche Strukturen. Wir zeigen auch, dass einige dieser Maßnahmen die Diagnose von Bewusstseinsstörungen ermöglichen. Unsere Erkenntnisse können in intelligenten Hörgeräten angewendet werden, die die Sprachverarbeitung automatisch anpassen, um einen Benutzer zu unterstützen, sowie bei der Diagnose von Hirnstörungen.