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Foto: AVZ/Frank Poser/Karin Pelte

Universitärer Forschungsschwerpunkt Kognitionswissenschaften

In dem universitären Forschungsschwerpunkt (UFS) Kognitionswissenschaften geht es um den faszinierenden Zusammenhang von mentalen Prozessen und Repräsentationen des menschlichen Geistes und deren neurobiologischen Grundlagen. Kognitionswissenschaftlerinnen und Kognitionswissenschaftler an der Universität Potsdam konzentrieren sich vor allem auf die Struktur, Dynamik, Entwicklung sowie die neuronalen Grundlagen von Sprache, visueller Wahrnehmung, numerischer Kognition, Handlungsausführung und motorischer Koordination bei Kindern und Erwachsenen.

Im UFS Kognitionswissenschaften kooperieren fachübergreifend LinguistInnen, PsychologInnen, BiologInnen, MathematikerInnen, InformatikerInnen, theoretische PhysikerInnen und SportwissenschaftlerInnen. Unter interdisziplinärer Perspektive werden dabei experimentelle und klinische Methoden, Corpusanalysen sowie kognitive Modellierung und theoretische Modellbildung eingesetzt. Produktive Querverbindungen sollen künftig auch in die empirische Lernforschung, in die kognitive Robotik, zu den Kultur- und Medienwissenschaften und der Philosophie des Geistes hergestellt werden.

Modelle des Denkens

Der universitäre Forschungsschwerpunkt Kognitionswissenschaften

In der sprachlichen Kommunikation ist kaum zu bemerken, wie viel das Gehirn leistet, wie es einzelne Wörter erkennt, Nebengeräusche filtert und fehlende Silben ersetzt. Die Kognitionswissenschaften versuchen, diesen hochkomplexen Abläufen auf die Spur zu kommen. Mathematische Modelle des menschlichen Denkens brachten dem Interdisziplinären Zentrum für Kognitive Studien der Universität Potsdam weltweit höchste Anerkennung ein. Zusammen mit dem linguistischen Sonderforschungsbereich „Informationsstruktur“ entwickelten sich die Kognitionswissenschaften zu einem Alleinstellungsmerkmal der Potsdamer Universität und sind inzwischen zu einem der vier universitären Forschungsschwerpunkte gewachsen. Um komplexes Verhalten auf Grundlage der Leistungen des Gehirns, die Wahrnehmung und das Gedächtnis, das Denken, das Fühlen, Körpersignale und nicht zu letzt die vielfältigen Interaktionen zwischen Denken, Sprache und Motorik besser zu verstehen, arbeiten Wissenschaftler aus zahlreichen verschiedenen Fakultäten zusammen. Dazu gehören interdisziplinäre Forscherteams aus den Bereichen der Psychologie, Linguistik und Philosophie genauso wie aus der Biologie, Musikwissenschaft und Sport- und Bewegungswissenschaft. Durch die Möglichkeit, komplexe experimentelle Befunde mithilfe mathematischer Modelle zu beschreiben, um fundamentale Prinzipien der neurokognitiven Prozesse besser zu verstehen, eröffnen sich auch neue interdisziplinäre Kooperationsfelder mit der Mathematik, Physik und Informatik.

Prominentes Beispiel für die intensive Zusammenarbeit ist die groß angelegte Untersuchung von Blickbewegungen beim Lesen und Bildverstehen. Während Probanden auf einem Bildschirm einfache Sätze lesen, zeichnet eine Kamera den Weg auf, den ihre Augen dabei nehmen. Die Blickbewegungen zeigen, welche Strategie der Leser oder Bildbetrachter entwickelt, um einen Satz oder ein Bild wahrzunehmen, zu verstehen und schließlich im Gedächtnis zu behalten. Mit der gleichzeitigen Messung der Hirnaktivität im EEG versuchen die Forscher, diesen extrem komplexen und dynamischen Prozess so weit zu analysieren, dass man künftig zum Beispiel Leseschwächen besser ausgleichen und das Lesenlernen generell erleichtern kann.

Wie mehrsprachige Kinder und Erwachsene Sprache lernen, verstehen und produzieren, das untersuchen die Wissenschaftler am Potsdam Research Institute for Multilingualism (PRIM), das mit einer Alexander-von-Humboldt-Professur ausgestattet wurde.

Andere Projekte, z.B. am Zentrum Sprache, Variation und Migration , befassen sich mit mehrsprachigen Sprechergemeinschaften im urbanen Deutschland aus Perspektiven von Sprachvariation, Sprachwandel und Spracheinstellungen. Sie verbinden sprachstrukturelle und korpuslinguistische Analysen mit Methoden der Psychologie und Soziologie. Untersucht werden zum Beispiel sprachliche Praktiken in Majoritäts- und Herkunftssprachen und Sprachideologien, die in der öffentlichen Diskussion deutlich werden.

Ein anderes Anwendungsgebiet für die Potsdamer Kognitionswissenschaften liefert die Patholinguistik. Kinder mit Sprachstörungen sollen wirksamer therapiert werden und Schlaganfall-Patienten mit effektiveren Methoden schneller ihr Sprachvermögen zurückerlangen. Um Sprachstörungen besser zu verstehen, wird auch die ungestörte Sprachverarbeitung vom Kleinkindalter bis ins hohe Erwachsenenalter mit verschiedensten, auch neurowissenschaftlichen und neuropsychologischen Methoden untersucht.

Sport- und bewegungswissenschaftliche Beiträge betreffen die Analyse der Wechselwirkungen zwischen (alltags-)motorischem und psychischem Geschehen im Bezug auf den Erhalt und die Förderung von Leistung und Gesundheit. Beispielsweise wird untersucht, weshalb und unter welchen Bedingungen kognitive Aufgaben (z.B. Kopfrechnen) mehr oder weniger komplexe Bewegungsabläufe stören (z.B. das Gehen), und wie sich Bewegungsinterventionen über die gesamte Lebensspanne hinweg positiv auf die kognitive Leistungsfähigkeit (z.B. mathematische Kompetenz, Gedächtnis) und die psychische Gesundheit auswirken (z.B. in der Behandlung der Depression).

Linguistik und Psychologie arbeiten auch eng in einer Forschergruppe (‚Crossing borders’) zusammen, die die frühkindliche Entwicklung während der ersten fünf Lebensjahre untersucht. Mit ihrem interdisziplinären Zugang will die Gruppe Erkenntnisse darüber gewinnen, welche kognitiven und neuronalen Mechanismen der sprachlichen und sozial-kognitiven Entwicklung von Kindern in dieser frühen Lebensphase zugrundeliegen und welche Zusammenhänge es zwischen unterschiedlichen Entwicklungsdomänen gibt. Auch hier kommen experimentelle Methoden wie Blickbewegungsmessungen und Messungen der Hirnaktivität zum Einsatz.

In einem Graduiertenkolleg (‚Intrapersonale Entwicklungsrisiken’ ) widmen sich junge Forscherinnen und Forscher den psychosozialen Problemlagen von Heranwachsenden. Sie untersuchen in einer groß angelegten Studie die Entwicklungsverläufe von rund 3.500 Kindern und Jugendlichen aus Potsdam und Umgebung im Alter von fünf bis 17 Jahren. Ziel ist es zu erkennen, welche Faktoren im Einzelfall zu Lern- und Leistungsproblemen, zu aggressivem Verhalten oder Ess- und Gewichtsstörungen führen können.

Nicht zuletzt geht es im Forschungsschwerpunkt Kognitionswissenschaften um die Zwiesprache von Mensch und Maschine: Computerlinguisten setzen die Regeln, nach denen Menschen ihre Gedanken formulieren, in Programme um. Sie stellen sich der vielleicht schwierigsten Herausforderung, die Informatiker überhaupt zu meistern haben: Sie geben den Maschinen unsere Sprache.

Prof. Martin Fischer, Ph.D.
Sprecher des universitären Forschungsschwerpunkts Kognitionswissenschaften

>> In den Kognitionswissenschaften der Universität Potsdam beschäftigen wir uns mit den Grundlagen menschlichen Wissens sowie daraus resultierenden komplexen geistigen und motorischen Leistungen. <<