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Im Gegensatz zum Gehirn haben
Computer Probleme, Sprache zu
verarbeiten; © pixelio

Computerprogramme verarbeiten Sprache bisher mit Hilfe von sehr störungsanfälligen Verfahren. Der Rechner versucht dabei vor allem, charakteristische Merkmale in den Frequenzen der Stimme zu erkennen, um Worte zu identifizieren.

"Das Gehirn nutzt wahrscheinlich ein anderes Verfahren", sagt Stefan Kiebel vom Leipziger Max Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften. Der Forscher vermutet, dass dabei besonders die Analyse zeitlicher Abfolgen eine große Rolle spielt. "Viele Wahrnehmungsreize unserer Umwelt lassen sich als zeitliche Abfolgen beschreiben." So bestehen Musik und gesprochene Sprache aus hierarchisch aufeinander aufbauenden Abschnitten. Das Gehirn, so die Hypothese des Wissenschaftlers, unterteilt dabei die verschiedenen Signale von den kleinsten, schnell veränderlichen Elementen (z.B. einzelnen Sprachlauten wie "u" oder "e") bis hin zu den größeren, langsam veränderlichen Informationen (z.B. das Gesprächsthema).

"Das Gehirn sucht permanent nach zeitlicher Struktur in der Umwelt, aus der es ableiten kann, was als nächstes passieren könnte", erklärt der Wissenschaftler. Auf diese Weise kann das Gehirn etwa, basierend auf den sich langsam verändernden Informationen, die nächsten Laute häufig bereits erahnen. So wird, wenn sich das Gesprächsthema zum Beispiel um den heißen Sommer dreht, der Wortbeginn "So…" eher in "Sonne" als "Sofa" enden.

Um ihre Annahmen auf die Probe zu stellen, entwarfen die Forscher ein mathematisches Modell, das die neuronalen Abläufe bei der Sprachverarbeitung stark vereinfacht nachahmt. Neuronale Strukturen wurden dabei mit Algorithmen nachgebildet, die akustische Reize auf verschiedenen zeitlichen Ebenen verarbeiten sollten. Tatsächlich gelang es so, ein System zu entwerfen, das Sprache verarbeiten und einzelne Sprachlaute und Silben erkennen kann. Anders als bisherige Spracherkennungssysteme war es zudem in der Lage, auch schneller abgespielte Sprache zu verstehen. Das System besaß zudem die Fähigkeit des Gehirns, die nächsten Laute "vorherzusagen".

COMPAMED.de; Quelle: Max-Planck-Gesellschaft