Was wir bisher im Labor Babelfisch erforscht haben
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Unsere jährlichen Forschungsberichte
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Unsere Studien
FIRST: Hören und Sprechen - wie Kindergehirne Sprache verarbeiten
Studienleitung: Tiziana Srdoč
Laufzeit: 2024-2026
Sprache ist eine komplexe Fähigkeit, und verschiedene Bereiche des Gehirns müssen zusammenarbeiten, damit wir Wörter sowohl verstehen als auch aussprechen können. Während wir bereits einiges darüber wissen, welche Hirnregionen bei Erwachsenen aktiv sind, wenn sie Wörter hören oder sprechen, ist es noch unklar, wie das kindliche Gehirn diese Aufgaben löst.
Einige Studien haben gezeigt, dass Kinder im Schulalter Sprache oft in beiden Gehirnhälften verarbeiten, ganz anders als Erwachsene, bei denen die linke Hälfte eine weit größere Rolle spielt. In unserer Studie „FIRST” wollen wir herausfinden, welche Gehirnbereiche bei dreijährigen Kindern das Sprechen und Verstehen von Wörtern unterstützen.
Um diese Frage zu erforschen haben wir eine besondere Methode genutzt: die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie, bei der mithilfe von Licht einer bestimmten Wellenlänge die Sauerstoffkonzentration in verschiedenen Gehirnbereichen gemessen werden kann. So können wir beobachten, welche Regionen gerade “arbeiten“. In der Studie sahen die Kinder verschiedene Bilder von Tieren und Gegenständen, und hörten dazu die Namen (z.B. „Katze“), oder benannten die Bilder selbst. Manchmal zeigten wir ihnen absichtlich verzerrte Bilder, welche sie als “Quatsch” bezeichnen sollten, oder verzerrte, unverständliche Geräusche. Diese Kontrollbedingung half uns dabei, zu unterscheiden, welche Gehirnregionen bei einfacher Wahrnehmung aktiv sind und welche an der Objekterkennung und an der Sprache beteiligt sind.
Unsere Ergebnisse bestätigen, dass Kinder bei der Benennung von Bildern beide Gehirnhälften nutzen: die typischen Sprachregionen der linken Gehirnhälfte, aber auch bestimmte Bereiche der rechten Hemisphäre. Beim Zuhören war besonders der Teil der rechten Gehirnhälfte aktiv, welcher für das Verständnis von Melodie und Sprachrhythmus zuständig ist. Das bedeutet: Dreijährige nutzen beim Sprechen und Hören noch ein breites, bilaterales Netzwerk. Ihr Gehirn arbeitet also noch nicht so spezialisiert wie das von Erwachsenen.
Diese Ergebnisse passen zu der Theorie der „neuronalen Effizienz“. Jüngere Kinder nutzen noch größere und weniger spezialisierte Bereiche des Gehirns, während sich ihre Sprachsysteme noch entwickeln. Mit zunehmendem Alter wird die Verarbeitung effizienter und konzentrierter. Solche Studien helfen uns dabei, die Sprachentwicklung besser zu verstehen und Sprachverzögerungen früh zu erkennen.
Masterarbeit “Lighting up the developing brain” in den u:theses
MoP: Was bedeutet ein Fingerzeig?
Studienleitung: Tibor Tauzin
Laufzeit: 2024 -
Schon früh in der Entwicklung beginnen Babys Zeigegesten zu verwenden und zu verstehen. Sie können selbst zeigen um die Aufmerksamkeit Anderer auf etwas Bestimmtes zu lenken und auch darauf reagieren, wenn Andere auf etwas zeigen. Wenn wir auf etwas zeigen, so kann das jedoch auf verschiedene Weise verstanden werden: Wir können es als einen Hinweis auf ein bestimmtes Objekt verstehen, oder aber als Hinweis auf einen Ort oder eine Richtung. Wenn wir beispielsweise auf ein Objekt zeigen und es benennen („Schau, das ist ein Ball“), dient die Geste dazu, das Objekt hervorzuheben. In anderen Fällen, z. B. wenn jemand auf eine Schachtel zeigt, können wir verstehen, dass nicht die Schachtel selbst gemeint ist, sondern das Objekt welches sich darin befindet. Das Zeigen kann also zwei verschiedene Bedeutungen haben.
Bislang wurde vermutet, dass Kleinkinder Zeigen normalerweise als Hinweis auf ein Objekt verstehen. Jedoch wurde dies nie direkt untersucht. Daher haben wir die Studie Meaning of Pointing (MoP) entworfen, um zu prüfen, ob dies tatsächlich der Fall ist.
In unserer Studie wurden 14 Monate alten Kindern zwei Objekte präsentiert. Zuerst wurde auf eines der Objekte gezeigt und gleich darauf die Plätze der Objekte getauscht. Daraufhin zeichneten wir auf, ob sich das Kind zum angedeuteten Objekt oder zum entsprechenden Ort hin orientieren würde. Dies werteten wir als Hinweis darauf, wie die Kinder die Zeigegesten genau verstehen.
Entgegen früheren Annahmen fanden wir Belege dafür, dass Säuglinge Zeigen eher als Hinweisen auf einen Ort interpretieren als auf ein Objekt. Diese Ergebnisse stimmen mit unseren früheren Erkenntnissen überein, die zeigen, dass manche Tierarten, zum Beispiel Hunde, eine ähnliche Tendenz aufweisen. Die Art und Weise, wie Menschen das Zeigen interpretieren, könnte also auf einen frühen evolutionären Ursprung dieser Fähigkeit hindeuten. Trotzdem können sich Kinder auf Zeigegesten verlassen, um etwas über Objekte zu lernen, denn im Normalfall kommt es selten vor, dass ein Objekt unmittelbar nach dem Zeigen durch ein anderes ersetzt wird. Bis jedoch Kinder verstehen, dass das Zeigen verschiedenen Zwecken dienen kann, kann es einige Zeit dauern.
Es tönen die Lieder, erkennst du sie wieder? Kinderlieder-Studie mit 7 Monate alten Babys
Studienleitung: Anja-Xiaoxing Cui, Ivonne Weyers, Jutta L. Mueller
Laufzeit: 2024 -
Überall auf der Welt wird Babys vorgesungen. Natürlich manchmal mehr oder manchmal weniger und in vielen verschiedenen Sprachen, aber eines ist allen Kinderliedern gemein: Sprachliche und melodische Elemente werden kombiniert. Im Rahmen unserer Studie, die eine Kooperation zwischen Anja-Xiaoxing Cui (Institut für Musikwissenschaft) und dem Labor Babelfisch war, wollten wir untersuchen, welche Elemente besonders interessant für Babys sind und ob sie diese Elemente nutzen, um Lieder wiederzuerkennen.
An der Kinderlieder-Studie haben insgesamt 100 sieben Monate alte Babys teilgenommen. Zu Hause hörten sie ein eigens für die Studie komponiertes Lied. Im Labor Babelfisch hörten sie dann dieses Lied wieder und auch ein weiteres, unbekanntes Lied. Beide Lieder sind so komponiert, dass sprachliche und melodische Elemente unterschiedlich lang sind. Anhand der während des Laborbesuchs mittels EEG gemessenen Gehirnaktivität möchten wir nun schauen, ob diese unterschiedlichen Längen auch in der Gehirnaktivität abgebildet sind. Eine erste, vorläufige Analyse hat uns nun gezeigt, dass die Länge der Takte, also ein melodisches Element, eher dargestellt wird als die Länge der Noten, einem weiteren melodischen Element. Dieses Ergebnis allein ist schon sehr spannend, denn es weist darauf hin, dass Babys schon Takte erkennen, ohne dass sie wissen, was ein Takt ist! Wir sind schon sehr gespannt auf die Ergebnisse von weiteren anstehenden Analysen und werden berichten, sobald diese abgeschlossen sind.
Many Babies 3: Entdecken 7-12 Monate alte Babys Regeln in Silbenfolgen?
Studienleitung: Ivonne Weyers
Laufzeit: 2023-2026
Bevor Babys überhaupt ihr erstes Wort sprechen, haben sie bereits einiges über ihre Muttersprache(n) gelernt: sie können einzelne, wiederkehrende Wörter identifizieren und erkennen sogar schon strukturelle Abhängigkeiten zwischen Wörtern. Im Rahmen von „Many Babies 3“ wurde in einer groß angelegten internationalen Studie untersucht, wie genau Babys bestimmte Regeln in einfachen Silbenfolgen entdecken. Weltweit nahmen über 40 Entwicklungslabore mit 650 Babys an dieser Studie teil. Mit einer solch großen Menge an Teilnehmenden erhofft man sich besonders aussagekräftige Ergebnisse.
Im Labor Babelfisch haben wir dafür 40 Babys zwischen 7 und 12 Monaten mittels Blickbewegungsmessung getestet. Dabei hörten die Babys zunächst in einer Art „Lernphase“ Fantasiewörter, die einer bestimmten Regel folgten: Babys der Gruppe A hörten Fantasiewörter der Abfolge ABB (z.B. lisoso, metata), Babys der Gruppe B Fantasiewörter der Abfolge ABA (z.B. lisoli, metame). Anschließend hörten die Kinder neue Beispiele, die entweder der zuvor gehörten Regel entsprachen, oder die von ihr abwichen. Mittels Blickbewegungsmessung wurde dabei gemessen, welchen dieser Beispiele die Babys länger Aufmerksamkeit schenkten. Schauten sie länger hin, wenn ihnen das Gehörte bekannt/neu vorkam? Dies wäre ein Anzeichen dafür, dass sie die zuvor präsentierte Regel bemerkt und gelernt haben. Oder zeigten sie keine Präferenz und schauten etwa gleich lang hin?
Bislang ging man davon aus, dass Babies abstrakte Regeln sehr rasch lernen, wenn sie ihnen in Form von Silbenfolgen vorgespielt werden. Die ManyBabies3 Studie zeigte nun, dass das nicht unbedingt so leicht ist: Es wurde kein Hinweis auf das Lernen einer abstrakten Regel auf der Basis eines Wiederholungsmusters gefunden.
Link zum Paper ManyBabies 3: A Multi‐Lab Study of Infant Algebraic Rule Learning
"MOUTH"-Studie: Stellen sich 7-9 Monate alte Babys Sprachlaute vor?
Studienleitung: Sandra Regen
Laufzeit: 2023-2024
Innerhalb der ersten Lebensmonate sammeln Babys bereits viel Erfahrung mit der audiovisuellen Wahrnehmung von Sprache, und zwar immer dann, wenn sie Menschen in ihrer Umgebung nicht nur sprechen hören, sondern ihnen auch dabei zusehen. Außerdem beginnen Babys ungefähr ab einem Alter von 7 Monaten selbst zu brabbeln und sammeln so erste Erfahrungen mit der Produktion von Sprachlauten – und damit, wie sie klingen und welche Bewegungen sie genau hervorrufen. Eine ungeklärte Frage, die das Babelfisch-Team beschäftigt, ist, ob Babys Sprachlaute nicht nur detailliert wahrnehmen und produzieren können, sondern ob sie sie sich auch vor ihrem „geistigen Ohr“ vorstellen können.
Daher untersuchten wir in unserer Studie „MOUTH“ mithilfe von Blickbewegungsmessung die Aufmerksamkeit der Babys während folgender Aufgabe: Zuerst wurde ihnen ein stummes Video mit dem Gesicht einer Person präsentiert, die einen sprachlichen (ein „a“) oder einen nicht-sprachlichen Laut (vibrierende Lippen) äußert. Anschließend war nur ein Laut zu hören, und zwar ohne Video. Dabei war entscheidend, dass bei der Hälfte der Durchgänge der hörbare Laut zu dem vorher gezeigten Video passte und bei der anderen Hälfte nicht. Würden die Babys unterschiedlich lange hinsehen, je nachdem, ob der Laut zum Video passte oder nicht? Wäre dies der Fall, so wäre das ein Hinweis darauf, dass sie sich den sprachlichen bzw. nicht-sprachlichen Laut vor ihrem „geistigen Ohr“ bereits vorgestellt haben als sie nur die Mundbewegung des Lautes sahen.
Die Ergebnisse unserer Studie mit 7-9 Monate alten Babys konnten solche Unterschiede allerdings nicht belegen. Daher können wir derzeit noch keine Rückschlüsse darauf ziehen, ob sich Babys Sprachlaute vorstellen. Allerdings zeigen unsere Ergebnisse, dass Babys beim Hören sprachlicher Laute länger aufmerksam auf den Bildschirm blicken als beim Hören nicht-sprachlicher Laute. Sprache scheint also immer interessanter zu sein als andere Laute, ganz unabhängig davon, ob ihr Auftreten durch visuelle Information angekündigt wurde oder nicht.
Wir werden in Zukunft weiter an dieser spannenden Frage arbeiten, um herauszufinden, ob und vor allem ab wann Babys sich Sprachlaute vorstellen können!
Masterarbeit “Covert activation of speech sounds in preverbal infants?” in den u:theses
