title: Quantity and Quality: Not a Zero-Sum Game
title: Quantität und Qualität: kein Nullsummenspiel
Creators: name: Alday, Phillip Marshel
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: Sprache, Linguistik
Sprachverarbeitung
Elektroencephalographie , Elektroencephalogramm
Modellierung , Computerlinguistik
mixed effects models
language processing
EEG
cognitive modeling

description: Die Quantifizierung stellt für die
      Theoriebildung in der Neurolinguistik eine große
      Herausforderung und eine große Chance dar. Denn die
      Quantifizierung ist nötig für die Entwicklung von präzisen
      Theorien, jedoch verlangt sie neue Methoden und Perspektiven.
      Zu diesem Zweck wurden vier komplementäre Versuche im Rahmen
      des extended Argument Dependency Model von
      Bornkessel-Schlesewsky und Schlesewsky eingeführt. Im Bereich
      der kognitiven Modellierung wurde ein computationelles Model
      des menschlichen Sprachverstehens anhand eines Dependency
      Parser entwickelt. Diese Modellierung dient dem Vergleich der
      Optimalität der Lösungen eines herkömmlichen
      Sprachverarbeitungsmodells (Subjekt-Strategie) und des eADMs
      (Actor-Strategie). Die Ergebnisse zeigten gewisse Vorteile
      für herkömmliche Modelle in einer eingeschränkten Umgebung.
      Dennoch zeigte sich das Modell für die Actor-Strategie in
      einem Testlauf als dem Menschen ähnlicher als das Modell für
      die Subjekt-Strategie. Im Bereich der Elektrophysiologie
      wurde anhand von EEG-Daten eine computationell-quantitative
      Implementierung der Actor-Strategie als gewichteter
      Eigenschaftsvergleich zwischen Gedächtniseinheiten mit
      anderen gedächtnisbasierten Ansätzen aus der Literatur
      verglichen. Die Actor-Strategie erwies sich als die eindeutig
      beste Strategie mit einer besseren Anpassung sowohl in der
      globalen Form als auch in allen Einzelheiten. Aufbauend auf
      dem erfolgreichen Modellierungsversuch mit EEG wurde die
      Umsetzbarkeit der empirischen Parameterschätzung für die
      freien Parameter im computationellen Modell gezeigt. Eine
      Vorgehensweise und zugehörige Software zur Schätzung auf
      Einzelversuchspersonenbasis wurden eingeführt. Anhand der
      empirisch geschätzten Parameter wurden die Modelle aus dem
      EEG-Experiment erneut berechnet. Die Ergebnisse aus dem
      vorherigen Versuch lassen sich mit den neuen Parametern
      bestätigen. Im letzten Experiment wurde die Machbarkeit der
      Auswertung elektrophysiologischer Daten in einer natürlichen
      Umgebgung nachgewiesen, welche bisher als nicht machbar
      betrachtet wurde. Aus dieser Auswertung ergab sich eine neue
      Perspektive auf die Natur ereigniskorrelierter Potenziale
      (EKPs), die bestehenden Theorien nicht widersprach jedoch der
      gängigen Intuition. Aufbauend auf diesen Überlegungen wurde
      ein vorläufiger Ansatz für eine neurocomputationelle Theorie
      kognitiver EKP-Komponenten vorgeschlagen.
description: Quantification of existing theories
      is a great challenge but also a great chance for the study of
      language in the brain. While quantification is necessary for
      the development of precise theories, it demands new methods
      and new perspectives. In light of this, four complementary
      methods were introduced to provide a quantitative and
      computational account of the extended Argument Dependency
      Model from Bornkessel-Schlesewsky and Schlesewsky. First, a
      computational model of human language comprehension was
      introduced on the basis of dependency parsing. This model
      provided an initial comparison of two potential mechanisms
      for human language processing, the traditional "subject"
      strategy, based on grammatical relations, and the "actor"
      strategy based on prominence and adopted from the eADM.
      Initial results showed an advantage for the traditional
      subject" model in a restricted context; however, the "actor"
      model demonstrated behavior in a test run that was more
      similar to human behavior than that of the "subject" model.
      Next, a computational-quantitative implementation of the
      "actor" strategy as weighted feature comparison between
      memory units was used to compare it to other memory-based
      models from the literature on the basis of EEG data. The
      "actor" strategy clearly provided the best model, showing a
      better global fit as well as better match in all details.
      Building upon the success modeling EEG data, the feasibility
      of estimating free parameters from empirical data was
      demonstrated. Both the procedure for doing so and the
      necessary software were introduced and applied at the level
      of individual participants. Using empirically estimated
      parameters, the models from the previous EEG experiment were
      calculated again and yielded similar results, thus
      reinforcing the previous work. In a final experiment, the
      feasibility of analyzing EEG data from a naturalistic
      auditory stimulus was demonstrated, which conventional wisdom
      says is not possible. The analysis suggested a new
      perspective on the nature of event-related potentials (ERPs),
      which does not contradict existing theory yet nonetheless
      goes against previous intuition. Using this new perspective
      as a basis, a preliminary attempt at a parsimonious
      neurocomputational theory of cognitive ERP components was
      developed.