Fremdsprachen. Lehren und Lernen. Herausgegeben von Gert Henrici, Frank G. Königs und Ekkehard Zöfgen. Gunter Narr Verlag Tübingen S ONDERDRUCK

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1 32. Jahrgang (2003) S ONDERDRUCK Fremdsprachen Lehren und Lernen Herausgegeben von Gert Henrici, Frank G. Königs und Ekkehard Zöfgen gn Gunter Narr Verlag Tübingen

2 Horst M. Müller * Neurobiologische Aspekte des Fremdsprachenlernens Abstract. This article discusses the relation between neurobiological hypotheses and findings on language processing and language acquisition. The correlation between language and communication is shown from a biological point of view and discussed in the light of current findings in cognitive neuroscience and experimental neurolingustics. In particular, the role of EEG coherence analysis, which supports a non-localistic view on parallel subprocesses of certain frequency bands within given cell assemblies and large-scale synchronisation are emphasized. Based on EEG coherence findings on concrete and abstract noun processing, the multimodal embedding of language not only in the traditional so-called "language area" is shown. Furthermore, some findings on neurolinguistic research on L1 and L2 acquisition are presented. The necessity for a stronger cooperation in future research between this field of experimental neurolinguistics and applied linguistics is shown. 1. Einleitung Die unter didaktischen Gesichtspunkten durchgeführte Prozeßanalyse des Erst- und Zweitspracherwerbs sowie die praktische Umsetzung der so gewonnenen Erkenntnisse (z.b. im Rahmen des schulischen Fremdsprachenunterrichts) fällt in den Bereich der Angewandten Linguistik. Diese Anwendungsorientiertheit ist ein wesentlicher Grund für das in diesem Teilgebiet der Linguistik zu beobachtende fächerübergreifende Interesse an entsprechenden Forschungsergebnissen aus anderen Disziplinen der sogenannten Life Sciences, wie z.b. der Psychologie, der Neurologie und der Biologie. Anders als etwa die traditionelle, systemorientierte Sprachwissenschaft strukturalistischer Prägung verfügt die Angewandte Linguistik daher über eine Tradition im Umgang mit entwicklungspsychologischen, neurophysiologischen oder neuropsychologischen Befunden zur Sprachverarbeitung bzw. zum Erst- und zum Zweitspracherwerb. Dies ist ein Grund, warum der neu entstandene Forschungsbereich der experimentellen Neurolinguistik (Übersicht z.b. in MÜLLER/WEISS 2002) in den letzten Jahren von der Angewandten Linguistik ohne Berührungsängste wahrgenommen worden ist, wohingegen die Bedeutung neurolinguistischer Befunde in manchen traditionellen Zweigen der Linguistik mit Skepsis beurteilt wird. Gerade die Integration theoriegeleiteter und erfahrungswissenschaftlicher Forschungsansätze ist jedoch hilfreich für ein umfassendes Verständnis der Sprachprozesse (z.b. BROWN/HAGOORT 1999, PULVERMÜLLER 1999, MÜLLER/RICKHEIT 2003). Da wesentliche Untersuchungstechniken der experimentellen Neurolinguistik erst vor * Korrespondenzadresse: PD Dr. Dr. Horst M. MÜLLER, Projektleiter der AG Experimentelle Neurolinguistik (SFB 360), Universität Bielefeld, Fakultät für Linguistik und Literaturwissenschaft, Universitätsstr. 25, BIELEFELD. horst.mueller@uni-bielefeld.de Arbeitsbereiche: Neurolinguistik, Psycholinguistik, Biosemiotik.

3 168 Horst M. Müller wenigen Jahren entwickelt worden sind (z.b. TOGA/MAZZIOTTA 2002), handelt es sich um einen innovativen und expandierenden Forschungsbereich. Die hier gewonnenen Erkenntnisse bereichern die empirische Basis der linguistischen Theorie- und Modellbildung wesentlich. In diesem Beitrag sollen daher Möglichkeiten der Zusammenarbeit von experimenteller Neurolinguistik und Angewandter Linguistik exemplarisch vorgestellt werden. 2. Experimentelle Neurolinguistik Die Forschungsfragen der experimentellen Neurolinguistik liegen im Überlappungsbereich von Linguistik, Neurobiologie und Kognitionswissenschaft. Bearbeitet werden beispielsweise Fragen zur kognitiven Struktur und zur kortikalen Repräsentation des Lexikons oder zur Abfolge und Beschaffenheit einzelner Sprachverarbeitungsprozesse (MÜLLER/WEISS 2002). Zur Untersuchung der Sprachverarbeitung im Gehirn werden in der Neurolinguistik nicht-invasive elektrophysiologische Techniken sowie bildgebende Verfahren eingesetzt. Konkret handelt es sich um die Analyse ereigniskorrelierter Potentiale (ERP-Analyse, z.b. KUTAS 1997) und um spektralanalytische Verfahren (Kohärenzanalyse, z.b. WEISS [et al.] 2003), die sowohl auf Daten der Elektroenzephalographie (EEG) als auch der Magnetenzephalographie (MEG) angewendet werden. Eine große Bedeutung kommt der funktionellen Kernspintomographie (fmri) zu (z.b. CHEE [et al.] 1999), wie weiter unten gezeigt wird. Mittlerweile liefern Untersuchungen mit diesen Verfahren wichtige Ergebnisse zur Beantwortung von Fragen nach der Repräsentation und der Funktionsweise von Sprache im Gehirn. Weiterhin ist für die nächsten 20 Jahre zu erwarten, daß sich das Verständnis von Kognition und Sprachfähigkeit auf Grund von Einsichten in die zugrunde liegenden Gehirnvorgänge ausweiten wird. Neben der großen Bedeutung für die Bearbeitung grundlegender Fragen zum Sprachprozeß sowie des Erstund Zweitspracherwerbs (z.b. HAHNE/FRIEDERICI 2001) liefern Ergebnisse solcher Forschungen auch wichtige Hinweise zum Verständnis der neurogenen Sprachstörungen (Aphasien). 3. Sprache und Kommunikation aus biologischer Sicht Die Fähigkeit zur Kommunikation bzw. zu kommunikativem Verhalten gehört zu den basalen Ausstattungsmerkmalen von Lebewesen. Kommunikation wird in diesem Zusammenhang als Prozeß der Informationsaufnahme, der Informationsverarbeitung und ggf. auch der aktiven Informationsabgabe verstanden (z.b. MÜLLER 1990). Kommunikatives Verhalten stellt somit keine besondere Einzelleistung dar. Vielmehr handelt es sich lediglich um eine Sonderform von Verhalten, das in einer besonderen Weise optimiert ist: Es verbindet allgemeine Prozesse der Wahrnehmung und der Kognition innerhalb eines Individuums über eine zeichenbasierte Interaktion mit ähnlichen Prozessen anderer Individuen. Dies ist auch der Grund für die artübergreifende Existenz von kommunikati-

4 Neurobiologische Aspekte des Fremdsprachenlernens 169 vem Verhalten, beispielsweise die zeichenbasierte Kommunikation von Menschen mit Schimpansen oder Hunden. Die prinzipiellen Vorgänge kommunikativen Verhaltens sind stets gleich, unabhängig davon, welcher Kommunikationskanal (z.b. der visuelle, akustische, olfaktorische, elektrische oder taktile Kanal) oder in welcher Weise spezifische Zeichen verwendet werden (z.b. Schwanzwedeln mit konträrer Bedeutung bei Hund und Katze). Die Fähigkeit zur Kommunikation ist somit ein wesentliches und zugleich notwendiges Grundprinzip von Lebewesen. Aufgrund dieser prinzipiellen Bedeutung kommunikativen Verhaltens und der langen stammesgeschichtlichen Entwicklung können Kommunikationssignale zumeist nicht nur innerhalb einer Tierart, sondern auch artübergreifend interpretiert werden: beispielsweise eine Drohgeste mittels Körperhaltung oder Zähnefletschen bei vielen Säugetieren. Neben der mehrere Milliarden Jahre umfassenden Entwicklungsgeschichte der organismischen Kommunikation bzw. des zeichenbasierten Verhaltens ist die menschliche Sprachfähigkeit eine junge Errungenschaft, da sie vermutlich nicht älter als bis Jahre ist (MÜLLER 1990). Die Sprachfähigkeit hat das stammesgeschichtlich weitaus ältere zeichenbasierte Kommunikationsverhalten des Menschen lediglich überlagert, nicht jedoch außer Kraft gesetzt. In einer natürlichen Gesprächssituation geschieht ein wesentlicher Teil der Kommunikation über nichtsprachliche Signale (z.b. Gesichtsmimik). Lange vor der Entstehung der ersten Menschen hatten die Primaten bereits haarlose Gesichter, was eine sehr komplexe Kommunikation über Gesichtsmimik unterstützte. Die Vielzahl der Gesichtsmuskeln erlaubt eine mimische Ausdrucksstärke, die auch für uns Menschen nach wie vor von besonderer Bedeutung ist. Aus biologischer Sicht darf die menschliche Sprache bzw. sprachliches Verhalten daher nicht isoliert betrachtet und aus natürlichen Gesprächssituationen herausgelöst werden. Wie weit Sprache auch hirnphysiologisch in konkrete Situationen und Handlungskontexte eingebunden ist, zeigen neurolinguistische Befunde zur Bedeutungskonstitution auf der Wortebene. Beispielsweise kann die semantische Analyse von Wörtern anhand elektrophysiologischer Daten erfaßt und hinsichtlich zeitlicher, struktureller oder prozeduraler Parameter untersucht werden. Bei der Wahrnehmung von konkreten und abstrakten Nomen läßt sich z.b. zeigen, daß die Verarbeitung von konkreten Nomen mit einer kurzfristig auftretenden, weitverteilten neuronalen Aktivität einhergeht, die für unterschiedliche Modalitäten zuständige Hirnbereiche einbezieht (WEISS/RAPPELSBER- GER 1996). Abstrakte Nomen hingegen aktivieren eher im engeren Sinne sprachrelevante Hirnbereiche. Erklärt werden kann dieser Befund damit, daß z.b. das Konkretum Kaninchen entsprechende Eindrücke der Lautäußerung, des taktilen Empfindens (z.b. Fellberührung), des Geschmacks (z.b. ein bestimmtes Gericht), der Fortbewegung (z.b. Hoppeln) oder des Aussehens auslöst, während etwa das Abstraktum Friede nicht mit solchen Eindrücken verbunden ist (WEISS 1997). Die geringere neuronale Vernetzung während der Verarbeitung von Abstrakta mag als Grund dafür angesehen werden, daß bei Patienten mit einer neurologischen Beeinträchtigung der Sprache die Gruppe der Abstrakta häufig stärker gestört ist als die der Konkreta (WARRINGTON/SHALLICE 1984; TYLER/MOSS/JENNINGS 1995). Auch beim Erlernen von Wortlisten zeigen sich im elektrophysiologischen Experiment deutliche Unterschiede zwischen konkreten und

5 170 Horst M. Müller abstrakten Nomen: Das während der Lernphase aufgezeichnete EEG von erfolgreich eingespeicherten Nomen (nachfolgende Abrufprüfung) zeigt für die Gruppe der Konkreta eine deutlich stärkere Vernetzung (WEISS/MÜLLER/RAPPELSBERGER 2000; MÜLLER/ WEISS 2001). Unterstützt werden diese Befunde auch durch Befunde computergestützter Simulationen (z.b. EIKMEYER/SCHADE 1993), die anhand konnektionistischer Netzwerke Erklärungsansätze für die beobachteten Unterschiede liefern (z.b. PLAUT 1997). Die hier erwähnten Ergebnisse basieren auf EEG-Kohärenzanalysen, die die elektrische Aktivität von Neuronengruppen (cell assemblies) anhand von frequenzbandspezifischen Synchronisationen erfassen. Es wird also nicht die neuronale Aktivität (Amplitudenhöhe) an einem definierten Kortexbereich während einer Aufgabe bestimmt, sondern die nachlassende oder ansteigende neuronale Kooperation zwischen unterschiedlichen Hirnbereichen ermittelt. Dieses Verfahren ermöglicht somit Aussagen, die über die bloße Feststellung von summierter Aktivität in einer Region (lokalistischer Ansatz) hinaus viel stärker das synchrone Zusammenspiel unterschiedlicher Hirnbereiche berücksichtigen. Da Synchronisationen zudem frequenzspezifisch sind, erlauben solche Prozesse eine zeitgleiche (parallele) Informationsverarbeitung in den jeweiligen Frequenzbändern (WEISS/RAPPELSBERGER 1996; WEISS/MÜLLER 2003). So können unterschiedliche kognitive Prozesse in jeweils spezifischen Frequenzbereichen nebeneinander in einem großen Neuronenverband ablaufen. Gerade die komplexen Vorgänge der kognitiven Prozesse basieren offensichtlich auf solchen oszillatorischen Prozessen von großen, oftmals weit voneinander entfernt liegenden Neuronenverbänden (SINGER [et al.] 1997). Die Vorgänge während der L1- bzw. L2-Sprachverarbeitung sollten sich daher sehr gut mit der hier geschilderten spektralanalytischen Methode der EEG-Kohärenzanalyse erfassen lassen. Erste Arbeiten mit dieser Untersuchungsmethode lassen diesen Schluß zu (z.b. PETSCHE/ETLINGER/FILZ 1993), umfangreiche Studien stehen jedoch noch aus. Für die Spracherwerbsforschung bedeuten die neurobiologischen Befunde der letzten Jahre eine weitere Bestätigung der bisherigen Erfahrung mit Sprachlernern (z.b. PELTZER-KARPF 2000). Die oben beschriebene Zunahme von modalitätsübergreifender Vernetzung während der Wahrnehmung und Einspeicherung konkreter Inhalte im neurophysiologischen Experiment (WEISS/MÜLLER/RAPPELSBERGER 2000) legt nahe, im Fremdsprachenunterricht auch abstrakte Inhalte multimodal zu verankern, um vielfältige Verknüpfungswege in den Netzwerken der Schüler zu erleichtern. Eine solche Redundanz bei den zu erlernenden Wörtern sollte sich nicht nur auf die Robustheit des Lernvorgangs, sondern bei der nachfolgenden Anwendung des Gelernten auch auf die Abrufgeschwindigkeit positiv auswirken. Eine Möglichkeit, auch abstrakte Inhalte multimedial zu verankern, ist die im praktischen Sprachunterricht seit langem bekannte Einbettung sprachlicher Entitäten in situative Kontexte mit emotionalen Bezügen (z.b. Rollenspiel). Auch aus der Sicht eines beginnenden neurolinguistischen Verstehens solcher Prozesse sollten lexikalische, grammatikalische und sprachliche Fähigkeiten so am leichtesten erworben und im Gedächtnis verankert werden können, da situative Kontexte und reale Handlungen über multimodale Bezüge aufeinander bezogene Hirnaktivitäten auslösen, die sich positiv auf Einspeicherungs-, Gedächtnis- und Abrufprozesse auswirken.

6 Neurobiologische Aspekte des Fremdsprachenlernens Das Verhältnis von Neurologie, Kognitiver Linguistik und Neurolinguistik Die gegenwärtigen neurolinguistischen Positionen in der Diskussion um die neurobiologischen Grundlagen der Sprache werden etwas verständlicher, berücksichtigt man die Entwicklung in den beteiligten Fächern (Sprachwissenschaft und Medizin/Biologie). Im Rahmen der klassischen, strukturalistischen Sprachwissenschaft wurde das Phänomen Sprache zunächst als isoliertes System angesehen und demzufolge auch systemorientiert analysiert. Die Sprache konnte daher losgelöst von anderen kognitiven Phänomenen betrachtet und erklärt werden. Die strukturalistische Betrachtung der Sprache ermöglichte es sogar, Sprache sowohl vom Sprecher als auch der aktuellen Kommunikationssituation losgelöst zu sehen. Diese Sichtweise, aus der in der theoretischen Linguistik auch die generativistischen Grammatikmodelle entstanden sind, wurde erst in der vor etwa 30 Jahren entstandenen Kognitiven Linguistik ( Kognitive Wende ) aufgegeben (vgl. RICKHEIT/STROHNER 1993; JANSSEN/REDEKER 1999). In der gleichen Zeit waren die gängigen neurowissenschaftlichen Theorien zur Hirnfunktion noch stark lokalistisch geprägt. Bis vor etwa 15 Jahren dominierten in der Neurowissenschaft Erklärungsmodelle der Kognition, die von einer vergleichsweise festen Zuordnung von kognitivem Prozeß und umschriebener Hirnregion ausgegangen sind. Beeinflußt durch die Befunde zur motorischen und sensorischen Hirnrinde, bei der in der Tat eine millimetergenaue Zuordnung von motorischer bzw. sensorischer Funktion und Hirnrindenregion existiert, glaubte man, auch für die kognitiven Funktionen von einer solchen Lokalisation ausgehen zu müssen. Ebenfalls empirisch gut belegt schien die lokalistische Sichtweise zur Erklärung der Sprachfunktion, da neurologische Befunde die Bedeutung des unteren Teils des Gyrus frontalis inferior (Broca-Region) für die Sprachproduktion und des hinteren Teils des Gyrus temporalis superior (Wernicke-Region) der dominanten Hemisphäre für die Sprachrezeption belegten (z.b. PENFIELD/ROBERTS 1959). In der Kombination dieser beiden Sichtweisen Sprache als isoliertes System und kognitive Funktion als Leistung eines Hirnbereichs erschien die Annahme eines definiten Sprachzentrums im Gehirn zunächst naheliegend, da die menschliche Sprachfähigkeit als eine isolierte kognitive Leistung angesehen wurde, die in speziellen, nur der Sprachfunktion dienenden Hirnbereichen angelegt ist. Als Konsequenz dieser Sichtweise wurde folgerichtig die Frage aufgeworfen, ob das postulierte Sprachzentrum angeboren ist bzw. in welchem Alter des Kindes dieses Sprachzentrum angelegt wird und ob es eine parallel zur normalen kindlichen Sprachentwicklung verlaufende sensible Phase für den Spracherwerb gibt. Da weiterhin bekannt war, daß auch der Zweitspracherwerb im Kindesalter sehr viel leichter vollzogen werden kann als im Erwachsenenalter, glaubte man, auch für den menschlichen Erstspracherwerb von einer sensiblen Phase ausgehen zu müssen. Nur wenn der Erstspracherwerb in dieses zeitliche Fenster der kindlichen Entwicklung bzw. Hirnreifung fällt in die sogenannte kritische Phase, sollte eine natürliche Ausbildung der Sprache bzw. eine natürliche anatomisch-funktionelle Anlage der Sprachverarbeitung im Gehirn erreicht werden. Erstmalig formuliert wurde die

7 172 Horst M. Müller Existenz dieser kritischen Phase von PENFIELD/ROBERTS (1959), einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich wurde diese Diskussion durch LENNEBERG (1977) bzw. den Fall einer schweren Kindesmißhandlung, bei der ein Kind ( Genie ) weitgehend isoliert und sprachlos aufgewachsen ist (FROMKIN [et al.] 1974, JONES 1995). Innerhalb der kritischen Phase würde es sich demnach um mono- oder bilingualen Erstspracherwerb handeln, nach Abschluß dieser Phase (und natürlich nach Abschluß des Erstspracherwerbs) würde ein Zweitspracherwerb stattfinden. Ebenfalls als Konsequenz der erwähnten lokalistischen Sichtweise der Hirnfunktionen stellte sich eine weitere Frage, und zwar ob die neuronalen Substrate für den Erst- bzw. Zweitspracherwerb identisch sind oder ob es sich um zwei voneinander unterscheidbare Prozesse in unterschiedlichen Gehirnregionen handelt. Eine solche anatomisch-physiologische Dissoziation von Erstsprache (innerhalb der kritischen Phase ) und Zweitsprache (nach Abschluß der kritischen Phase ) hätte gut zu der Annahme einer sensiblen Phase der Gehirnentwicklung gepaßt. Unter einer solchen Annahme wäre nur noch zu klären gewesen, wie weit die sensible Phase des Spracherwerbs in die kindliche Entwicklung hineinreichen würde. Eine solche Erkenntnis müßte natürlich auf die Didaktik der Erstsprachausbildung und des Zweitspracherwerbs einen großen Einfluß haben. Neuere Darstellungen dieser Diskussion finden sich z.b. in BIRDSONG (1999) oder GREEN (2001). 5. Neurobiologische Befunde zum Erst- und Zweitspracherwerb Die neurobiologischen Grundlagen der Sprachproduktion und der Sprachrezeption sind bislang nur ansatzweise verstanden (Überblicke bieten z.b. PRICE/INDEFREY/TURENNOUT 1999, MÜLLER 2003). Die Untersuchung der neurophysiologischen Vorgänge während des Erst- und Zweitspracherwerbs gehört sicher zu den interessantesten Fragestellungen auch der experimentellen Neurolinguistik. Hinzu kommt, daß durch unterschiedliche kulturelle Gegebenheiten, wie z.b. unterschiedliche Schriftsysteme und unterschiedliche Anforderungsprofile hinsichtlich phonetischer oder syntaktischer Realisierungen, die jeweilige Sprache durchaus auch Rückwirkungen auf die zugrunde liegenden neuronalen Strukturen nehmen kann. Um Informationen über die physiologisch-kognitiven Grundlagen zu erhalten, bilden daher vergleichende Untersuchungen an Sprachen unterschiedlicher Sprachfamilien ein weiteres wichtiges Betätigungsfeld neurophysiologischer Ansätze, das bislang jedoch nur ansatzweise bearbeitet worden ist (z.b. ABUTALEBI [et al.] 2001). Bislang liegen bereits mehrere neurolinguistische Studien zur Spracherwerbsproblematik vor (s.u.), dennoch sind die grundlegenden Fragen, vor allem zur Existenz der kritischen Phase noch nicht in wünschenswerter Weise geklärt. Ein Grund dafür sind die Komplexität der Thematik und die vielfältigen Untersuchungsaspekte. Diese Vielfalt drückt sich z.b. in Fragestellungen zu hirnphysiologischen Unterschieden für die kulturell bedingten unterschiedlichen Anspruchsniveaus von Schriftsystemen (z.b. PAULESU [et al.] 2000), zu Prozessen der Interferenzvermeidung von Bilingualen (z.b.

8 Neurobiologische Aspekte des Fremdsprachenlernens 173 RODRIGUEZ-FORNELLS [et al.] 2002) oder zur kritischen Phase beim Erwerb der American Sign Language (ASL) aus (NEWMAN [et al.] 2002). Ein wichtiger Untersuchungsschwerpunkt ist die Frage, ob es im Spracherwerb eine hirnphysiologisch begründete kritische Phase gibt, in der der Spracherwerb üblicherweise erfolgt und in der der Spracherwerb durch besondere Umstände erleichtert abläuft (z.b. LENNEBERG 1977, HURFORD 1991). Sollte ein solches Zeitfenster der Hirnentwicklung existieren, ist damit gleichzeitig die Frage nach der Dauer dieser kritischen Phase aufgeworfen. Ein Verständnis des zeitlichen Verlaufs bzw. der mit dem Ablauf der kritischen Phase verbundenen hirnphysiologischen Veränderungen des Spracherwerbs könnte auf die Art und Weise des Sprachlernens große Auswirkungen haben. Der Zweitspracherwerb könnte z.b. bereits in der Grundschule beginnen, um ihn noch in die kritische Phase zu verlegen. Weiterhin könnte ein in die kritische Phase verschobener Zweitspracherwerb sich hinsichtlich seiner didaktischen Ansprüche stark vom Zweitspracherwerb des Erwachsenen-Gehirns unterscheiden. Mittlerweile existieren eine Reihe von neurophysiologischen Belegen, die die Existenz einer solchen kritischen Phase nahelegen (vgl. BIRDSONG 1999; GREEN 2001). Beispielsweise fanden KIM [et al.] (1997) anhand einer Untersuchung mittels funktioneller Kernspintomographie (fmri) starke Belege dafür. Abhängig davon, ob die Zweitsprache im frühen Kindesalter oder zu einem späteren Zeitpunkt erworben wurde, zeigten sich Aktivitätsunterschiede in der Broca-Region: Während in der ersten Gruppe (Kindesalter) L1 und L2 zu einer sich überlappenden Aktivität führten, führte die L2 bei der zweiten Gruppe zu einer kortikalen Aktivität in einem anderen Bereich der Broca-Region. Für die beobachtete kortikale Aktivität der Wernicke-Region konnten die Autoren zwischen L1 und L2 keinen Unterschied zwischen beiden Gruppen feststellen. Zu einem etwas anderen Ergebnis kommen DEHAENE [et al.] (1997), die die L1/L2-Verarbeitung ebenfalls mittels fmri untersucht haben. Getestet wurden französische Muttersprachler, die L2 (Englisch) entweder im frühen Kindesalter (bilingual) oder aber nach dem siebten Lebensjahr erworben haben. DEHAE- NE [et al.] (1997) fanden zwar ein konsistentes linkshemisphärisches Aktivitätsmuster für die L1-, nicht jedoch für die L2-Verarbeitung. Bei der L2-Verarbeitung zeigten sich unterschiedliche links- und rechtshemisphärische kortikale Aktivitäten, in einigen Fällen sogar ausschließlich rechtshemisphärische. Nach diesen Befunden beanspruchen Erstund Zweitspracherwerb bereits nach dem siebten Lebensjahr deutlich voneinander verschiedene Hirnregionen. Aufgrund einer Untersuchung mittels Positronenemissionstomographie (PET) kommen PERANI [et al.] (1998) jedoch zu dem Schluß, daß hinsichtlich der festgestellten Verteilung der Hirnaktivität die erreichte L2-Kompetenz einen größeren Einfluß hat als das L2-Erwerbsalter. Zu einem ähnlichen Ergebnis gelangen KLEIN [et al.] (1995), und anhand einer elektroenzephalographischen Untersuchung (EEG) können FRIEDERICI [et al.] (2002) zeigen, daß zumindest die Prozesse der syntaktischen Analyse von L1 bzw. L2 an das gleiche neuronale Substrat gekoppelt sind. Mit gleicher Untersuchungsmethode (ERP-Analyse) hatten bereits WEBER-FOX/NEVILLE (1996) festgestellt, daß sich hirnphysiologische Unterschiede für den Spracherwerb erst zwischen dem 13. und 16. Lebensjahr zeigen. Die gerade erwähnten Arbeiten verdeutlichen, daß gegenwärtig die Techniken vorhan-

9 174 Horst M. Müller den sind, um anhand nicht-invasiver Untersuchungen Einblicke in das Gehirn zu erhalten. Weiterhin liegen erste Studien vor, die unterschiedliche Aspekte der Physiologie des Erst- und Zweitspracherwerbs offenlegen und die prinzipielle Durchführbarkeit solcher Untersuchungen beweisen. Vergleicht man die bisherigen Befunde der neurophysiologischen Untersuchungen zum L1- und L2-Spracherwerb sowie zur kritischen Phase, so zeigt sich gegenwärtig noch kein einheitliches Bild. Gründe für die z.t. unterschiedlichen Befunde der genannten Arbeiten gibt es mehrere. Einerseits lassen sie sich auf die unterschiedlichen Methoden zurückführen, da sowohl elektrophysiologische (z.b. ERP- Analyse) als auch auf Stoffwechselaktivität zurückgehende sogenannte bildgebende Verfahren (fmri und PET) eingesetzt werden. Einen noch größeren Einfluß hat jedoch die Tatsache, daß unterschiedliche Sprachverarbeitungsprozesse untersucht werden: Es werden Wörter oder Sätze gelesen bzw. gehört, es sollen Wörter mit innerer Sprache generiert oder tatsächlich artikuliert werden. Weiterhin wird häufig lediglich Sprache untersucht, der linguistische Kenntnisstand aber nicht berücksichtigt und z.b. nicht zwischen Prozessen der phonologischen, syntaktischen oder pragmatischen Verarbeitung unterschieden. 6. Ausblick Seit einigen Jahren stehen leistungsstarke Untersuchungsmethoden der Kognitiven Neurowissenschaft zur Untersuchung von Sprachverarbeitungsprozessen zur Verfügung, und es sind bereits erste neurolinguistische Studien zu Fragestellungen aus dem Forschungsbereich Erst- und Zweitspracherwerb durchgeführt. Da dieser Forschungsbereich jedoch erst seit wenigen Jahren existiert, konnte der große Durchbruch hinsichtlich eines besseren Verständnisses der hirnphysiologischen Vorgänge und der neurobiologischen Grundlagen des Spracherwerbs noch nicht in wünschenswerter Weise erreicht werden. Beispielsweise ist es nach wie vor unklar, ob es überhaupt so etwas wie eine einzige kritische Phase für den Spracherwerb gibt. Es erscheint jedoch absehbar, daß sich parallel zur weiteren Entwicklung der technischen Untersuchungsmethoden der kognitiven Neurowissenschaft große Erkenntnisfortschritte einstellen werden. Vor allem wenn die in diesem Bereich der Angewandten Linguistik tätigen Arbeitsgruppen die entsprechenden Forschungsfragen konkretisieren und sich den neuen Methoden öffnen, sollten die Erfolge dieser Zusammenarbeit die zu erwartenden Schwierigkeiten einer solchen fächerübergreifenden Forschung überragen. Gerade die Erforschung der neurobiologischen Grundlagen der menschlichen Kognition und vor allem der menschlichen Sprachfähigkeit wird während der nächsten zwei Jahrzehnte das zentrale Thema in den Humanwissenschaften sein.

10 Neurobiologische Aspekte des Fremdsprachenlernens 175 Literatur ABUTALEBI, Jubín / CAPPA, Stefano F. / PERANI, Daniela (2001): The bilingual brain as revealed by functional neuroimaging. In: Bilingualism: Language and Cognition 4, BIRDSONG, David (ed.) (1999): Second language acquisition and the critical period hypothesis. Hillsdale: Erlbaum. BROWN, Colin M. / HAGOORT, Peter (eds.) (1999): The neurocognition of language. Oxford: Oxford University Press. CHEE, Michael W. L. [et al.] (1999): Processing of visually presented sentences in Mandarin and English studied with fmri. In: Neuron 23, DEHAENE, Stanislas [et al.] (1997): Anatomical variability in the cortical representation of first and second language. In: NeuroReport 8, EIKMEYER, Hans-Jürgen / SCHADE, Ulrich (1993): The role of computer simulation in neurolinguistics. In: Nordic Journal of Linguistics 16, FRIEDERICI, Angela D. / STEINHAUER, Karsten / PFEIFER, Erdmut (2002): Brain signatures of artificial language processing: Evidence challenging the critical period hypothesis. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 99, FROMKIN, Victoria [et al.] (1974): The development of language in Genie: A case of language acquisition beyond the critical period. In: Brain & Language 1, GREEN, David W. (ed.) (2001): The cognitive neuroscience of bilingualism [Themenheft der Zeitschrift Bilingualism: Language and Cognition. Vol. 4. Cambridge: Cambridge University Press.] HAHNE, Anja / FRIEDERICI, Angela D. (2001): Processing a second language: Late learners' comprehension mechanisms as revealed by event-related brain potentials. In: Bilingualism: Language and Cognition 4, HURFORD, James R. (1991): The evolution of the critical period for language acquisition. In: Cognition 40, JANSSEN, Theo / REDEKER, Gisela (1999): Cognitive linguistics: Foundations, scope, and methodology. Berlin: de Gruyter. JONES, Peter E. (1995): Contradictions and unanswered questions in the Genie case: A fresh look at the linguistic evidence. In: Language and Communication 15, KIM, Karl H. S. / RELKIN, Norman R. / LEE, Kyoung-Min / HIRSCH, Joy (1997): Distinct cortical areas associated with native and second languages. In: Nature 388, KLEIN, Denise [et al.] (1995): The neural substrates underlying word generation: A bilingual functionalimaging study. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 92, KUTAS, Marta (1997): Views on how the electrical activity that the brain generates reflects the functions of different language structures. In: Psychophysiology 34, LENNEBERG, Eric H. (1977): Biologische Grundlagen der Sprache. Frankfurt: Suhrkamp. MÜLLER, Horst M. (1990): Sprache und Evolution: Grundlagen der Evolution und Ansätze einer evolutionstheoretischen Sprachwissenschaft. Berlin: de Gruyter. MÜLLER, Horst M. (2003): Neurobiologische Grundlagen der Sprache. In: RICKHEIT, Gert / HERR- MANN, Theo / DEUTSCH, Werner (Hrsg.): Psycholinguistik: Ein internationales Handbuch. Berlin: de Gruyter, MÜLLER, Horst M. / RICKHEIT, Gert (Hrsg.) (2003): Neurokognition der Sprache. Tübingen: Stauffenburg. MÜLLER, Horst M. / WEISS, Sabine (2001): Erinnert oder vergessen? Sprachliche Gedächtnisprozesse und neuronale Synchronisation. In: SICHELSCHMIDT, Lorenz / STROHNER, Hans (Hrsg.): Sprache, Sinn und Situation. Festschrift für Gert Rickheit zum 60. Geburtstag. Wiesbaden: Deutscher Universitätsverlag,

11 176 Horst M. Müller MÜLLER, Horst M. / WEISS, Sabine (2002): Sprache und Gehirn: Experimentelle Neurolinguistik. In: MÜLLER, Horst M. (Hrsg.): Arbeitsbuch Linguistik. Paderborn: UTB, NEWMAN, Aaron J. [et al.] (2002): A critical period for right hemisphere recruitment in American Sign Language processing. In: Nature Neuroscience 5, PAULESU, Eraldo [et al.] (2000): A cultural effect on brain function. In: Nature Neuroscience 3, PELTZER-KARPF, Annemarie (2000): Neurobiologische Grundlagen des frühen Fremdsprachenerwerbs. In: KRUMM, Hans-Jürgen / PORTMANN-TSELIKAS, Paul R. (Hrsg.): Theorie und Praxis. Innsbruck: Studien-Verlag (Österreichische Beiträge zu Deutsch als Fremdsprache), PENFIELD, Wilder / ROBERTS, Lamar (1959): Speech and brain mechanisms. Princeton: Princeton University Press. PERANI, Daniela [et al.] (1998): The bilingual brain: Proficiency and age of acquisition of the second language. In: Brain 121, PETSCHE, Hellmuth / ETLINGER, Susan C. / FILZ, Oliver (1993): Brain electrical mechanisms of bilingual speech management: An initial investigation. In: Electroencephalography and Clinical Neurophysiology 86, PLAUT, David C. (1997): Structure and function in the lexical system. In: Language and Cognitive Processes 12, PRICE, Cathy / INDEFREY, Peter / TURENNOUT, Miranda v. (1999): The neural architecture underlying the processing of written and spoken word forms. In: BROWN, Colin M. / HAGOORT, Peter (eds.): The neurocognition of language. Oxford: Oxford University Press, PULVERMÜLLER, Friedemann (1999): Words in the brain's language. In: Behavioral and Brain Sciences 22, RICKHEIT, Gert / STROHNER, Hans(1993): Grundlagen der kognitiven Sprachverarbeitung. Tübingen: Francke (UTB). RODRIGUEZ-FORNELLS, Antoni [et al.] (2002): Brain potential and functional MRI evidence for how to handle two languages with one brain. In: Nature 415, SINGER, Wolf (1997): Neuronal assemblies: Necessity, significance, and detectability. In: Trends in Cognitive Sciences 1, TOGA, Arthur W. / MAZZIOTTA, John C. (2002): Brain Mapping: The Methods. San Diego: Academic Press. TYLER, Lorraine K. / MOSS, Helen E. / JENNINGS, Frank (1995): Abstract word deficits in Aphasia: Evidence from semantic priming. In: Neuropsychologia 9, WARRINGTON, Elizabeth K. / SHALLICE, Tim (1984): Category specific semantic impairments. In: Brain 107, WEBER-FOX, Christine M. / NEVILLE, Helen J. (1996): Maturational constraints on functional specializations for language processing: ERP and behavioral evidence in bilingual speakers. In: Journal of Cognitive Neuroscience 8, WEISS, Sabine (1997): EEG-Kohärenz und Sprachverarbeitung: Die funktionelle Verkopplung von Gehirnregionen während der Verarbeitung unterschiedlicher Nomina. In: RICKHEIT, Gert (Hrsg.): Studien zur Klinischen Linguistik. Modelle, Methoden, Intervention. Opladen: Westdeutscher Verlag, WEISS, Sabine / MÜLLER, Horst M. (2003): The contribution of EEG coherence to the investigation of language. In: Brain and Language [erscheint]. WEISS, Sabine / MÜLLER, Horst M. / RAPPELSBERGER, Peter (2000): Theta synchronization predicts efficient memory encoding of concrete and abstract nouns. In: NeuroReport 11, WEISS, Sabine / RAPPELSBERGER, Peter (1996): EEG coherences within the Hz band as correlates of a distinct lexical organization of concrete and abstract nouns in humans. In: Neuroscience Letters 209,

12 Neurobiologische Aspekte des Fremdsprachenlernens 177 WEISS, Sabine / RAPPELSBERGER, Peter / SCHACK, Bärbel/MÜLLER, Horst M. (2003): Kohärenz- und Phasenuntersuchungen und ihre Bedeutung für die Untersuchung von Sprachprozessen. In: MÜLLER, Horst M. / RICKHEIT, Gert (Hrsg.): Neurokognition der Sprache. Tübingen: Stauffenburg,