Vorwort	5
	Danksagung	7
	Inhaltsverzeichnis	8
	1 Einleitung	13
	Teil I Grundlagen der Linguistik und Phonetik	18
	2 Sprachproduktion	19
	2.1 Wörter, Silben und Sprachlaute	19
	2.1.1 Konzepte und semantische Netzwerke	19
	2.1.2 Mentales Lexikon und mentaler Silbenspeicher	21
	2.1.3 Mentaler Silbenspeicher und phonologische Bewusstheit	24
	2.2 Die Artikulation	28
	2.2.1 Motorische Ablaufpläne und Sprechbewegungseinheiten	28
	2.2.2 Artikulatorische Kompensation	32
	2.2.3 Artikulatorische Merkmale unterschiedlicher Lautklassen	34
	2.3 Das akustische Sprachsignal	39
	2.3.1 Phonation	40
	2.3.2 Formanten	46
	2.3.3 Formanttransitionen und sekundäre Schallquellen	50
	2.4 Störungen der Sprachproduktion	56
	Literatur	59
	3 Sprachwahrnehmung	60
	3.1 Verarbeitungsstufen	60
	3.1.1 Auditive Lautmerkmale	61
	3.1.2 Phonologische Analyse	68
	3.1.3 Sprachverstehen: Erkennen von Wörtern und ihrer Bedeutung	70
	3.1.4 Aktive vs. passive Theorien der Sprachwahrnehmung	71
	3.2 Invarianz und Variabilität des Sprachsignals	73
	3.2.1 Unterschiedliche Sprecher	73
	3.2.2 Unterschiedliches Sprechtempo	75
	3.2.3 Was ist nun invariant bei gesprochener Sprache?	77
	3.3 Interaktion von Sprachproduktion und Sprachwahrnehmung	78
	3.3.1 Das Ziel ist immer die Kommunikation	79
	3.3.2 Auditive Kontrolle von Sprechbewegungseinheiten	79
	3.3.3 Somatosensorische Kontrolle von Sprechbewegungseinheiten	81
	3.4 Störungen der Sprachwahrnehmung	82
	Literatur	83
	4 Spracherwerb	84
	4.1 Phasen des Spracherwerbs	85
	4.1.1 Babbeln	85
	4.1.2 Imitieren	86
	4.1.3 Aufbau des mentalen Lexikons	89
	4.1.4 Grammatikerwerb: die Produktion und das Verstehen ganzer Sätze	91
	4.2 Mechanismen des Spracherwerbs	92
	4.2.1 Zur Untrennbarkeit von Sprachproduktion, Sprachwahrnehmung und Spracherwerb	92
	4.2.2 Arten des Lernens	93
	4.3 Störungen des Spracherwerbs	96
	Literatur	97
	Teil II Grundlagen der Neurobiologie und ihrer Computersimulation	98
	5 Anatomischer Aufbau und funktionale Struktur des Nervensystems	99
	5.1 Zur funktionalen Struktur des Nervensystems	100
	5.1.1 Arten von Neuronen im zentralen und peripheren Nervensystem	100
	5.1.2 Neuronale Netzwerke	106
	5.1.3 Exzitatorische und inhibitorische synaptische Verbindungen	106
	5.2 Das Gehirn	109
	5.2.1 Anatomischer Aufbau des Gehirns	109
	5.2.2 Die Großhirnrinde	110
	5.2.3 Der Balken	118
	5.2.4 Basalganglien und Thalamus	119
	5.2.5 Das limbische System	123
	5.2.6 Das Kleinhirn	124
	5.3 Die afferenten Nervenbahnen: die sensorischen Bahnen	125
	5.3.1 Die auditive Bahn	126
	5.3.2 Die visuelle Bahn	128
	5.3.3 Die somatosensorische Bahn	129
	5.4 Die efferente Nervenbahn: die motorische Bahn	131
	5.4.1 Die pyramidale Bahn	131
	5.4.2 Die extrapyramidale Bahn	132
	5.5 Ein erstes Modell der Sprachverarbeitung und des Spracherwerbs	133
	5.5.1 Sprachproduktion und Sprachwahrnehmung: die sensorische und motorische Ebene	134
	5.5.2 Lexikalische Verarbeitung und Satzgenerierung	136
	5.5.3 Neuronale Lernmechanismen im Spracherwerb	140
	Literatur	146
	6 Neuronale Modellierung: der STAA-Ansatz	147
	6.1 Knoten: die STAA-Neuronenensembles	149
	6.1.1 Aktivierungslevel, Aktivierungsfunktion und synaptisches Verbindungsgewicht	149
	6.1.2 Reizintensität und Aktivierungslevel bei Rezeptorneuronen	151
	6.1.3 Aktivierungslevel und Grad der Muskelkontraktion bei Motoneuronen	152
	6.2 Konnektionismus: einfache neuronale Netze im STAA-Ansatz	154
	6.2.1 Zwei- und Drei-Buffer-Netzwerke	154
	6.2.2 Überwachtes Lernen in einfachen gerichteten Netzwerken	158
	6.3 Kohonen-Netzwerke: sich selbst organisierende Buffer	162
	6.3.1 Zur Architektur von Kohonen-Netzwerken	162
	6.3.2 Nicht überwachtes Lernen und sich selbst organisierende Buffer	165
	6.3.3 Ein Beispiel: das Erlernen von phonetischen Vokalkategorien	167
	Literatur	171
	7 Neuronale Modellierung: der NEF-Ansatz	172
	7.1 Einführung in NEF	173
	7.1.1 LIF-Neuronen im NEF	173
	7.1.2 Neuronenensembles	174
	7.1.3 Einfache neuronale Transformationen	177
	7.1.4 Rekurrente Neuronenensembles: Kurzzeitspeicherung und Oszillation	181
	7.2 S-Pointer und S-Pointer-Architektur (SPA)	184
	7.2.1 S-Pointer	184
	7.2.2 S-Pointer-Architektur (SPA)	187
	7.2.3 Die Assoziation von S-Pointern: assoziative Speicher	195
	7.2.4 Binden, inverses Binden und addieren von S-Pointern	197
	7.3 Zur Ablaufsteuerung neuronaler Prozesse	200
	7.3.1 Beispiel: Wortproduktion aufgrund visueller und auditiver Initiierung	200
	7.3.2 Die neuronale Realisierung der Ablaufsteuerung	207
	7.3.3 Sequenzierung motorischer Ereignisse	211
	7.4 S-Pointer-Netzwerke	214
	7.4.1 Semantisches Netzwerk	215
	7.4.2 Phonologisches Netzwerk	216
	7.4.3 Berechnung von Ähnlichkeiten von S-Pointern in S-Pointer-Netzwerken	219
	7.4.4 Koaktivierungen von S-Pointen in gleichen und unterschiedlichen SPA-Buffern	219
	7.4.5 Beantwortung von Fragen (inverses Binden) in S-Pointer-Netzwerken	222
	7.4.6 Autoassoziative Speicher und Clean-up-Prozesse	224
	7.5 Modellierung gestörter neuronaler Prozesse	229
	7.5.1 Verspäteter Erwerb sprachlicher Fertigkeiten	229
	7.5.2 Fehlerhaftes Lernen	229
	7.5.3 Funktionsuntüchtige Neuronen in kortikalen Bereichen	230
	7.5.4 Abgestorbene kortikale Bereiche	230
	7.5.5 Untypische Konzentration an Neurotransmittern in den Basalganglien	230
	Literatur	231
	Teil III Modelle der Sprachverarbeitung und des Spracherwerbs	232
	8 Eine Literaturauswahl an Modellen	233
	8.1 Datengetriebene Modelle	234
	8.1.1 Mentales Lexikon und mentaler Silbenspeicher: Levelt	234
	8.1.2 Aktivierung von Motorplänen und ihre Ausführung: Riecker et al.	235
	8.1.3 Sensomotorische Steuerung: Price et al.	235
	8.1.4 Sprachwahrnehmung: Hickok und Poeppel	237
	8.2 Simulationsmodelle	239
	8.2.1 Mentales Lexikon: Dell	239
	8.2.2 Mentales Lexikon und Silbenspeicher: Roelofs	240
	8.2.3 Sensomotorische Steuerung: Guenther	240
	8.2.4 Sprachwahrnehmung: McClelland und Elman	241
	8.2.5 Spracherwerb: Li	241
	8.2.6 Frühe Phasen des Spracherwerbs: Warlaumont	241
	8.2.7 Artikulation und Perzeption: Bekolay	242
	8.3 Perspektiven biologisch basierter Modelle in der Sprachtechnologie	243
	8.3.1 Sprachsynthese	243
	8.3.2 Spracherkennung	243
	Literatur	244
	9 Das LS-Modell (Lexikon-Silbenspeicher-Modell)	246
	9.1 Das LS1-Modell	247
	9.1.1 Aufbau des Modells	247
	9.1.2 Simulation des Spracherwerbs	249
	9.1.3 Simulation der Sprachproduktion und Sprachwahrnehmung	257
	9.2 Das LS2-Modell als Ausgangspunkt für weitere Arbeiten	258
	9.3 Das artikulatorisch-akustische Modell: Ansteuerung und Feedback	259
	9.3.1 Die Ansteuerung: Feedforwardkontrollparameter	259
	9.3.2 Auditive und somatosensorische Feedbackinformation	264
	9.3.3 Von Motorplänen zu primärmotorischen Aktivierungen im LS2-Modell	265
	9.4 Ausblick	268
	Literatur	269
	10 Glossar	271
	Stichwortverzeichnis	283