DEUTSCH: Das Verstehen und Verarbeiten von Sprache ist eine wichtige und sehr komplexe menschliche Fähigkeit, die sich generell im Alter und durch einen Hörverlust verschlechtert. Diese Fähigkeit wird gesteuert einerseits durch sensorische, eingangsgetriebene Bottom-Up-Prozesse, welche typischerweise in der Audiologie betrachtet werden, und andererseits durch erfahrungs- und erwartungsgesteuerte Top-Down-Prozesse, wie sie in dieser Dissertation betrachtet werden. Eine qualitative und quantitative Analyse des Beitrags beider Prozesstypen ist wichtig um die Diagnostik von Hörstörungen, die Rehabilitation mit Hörgeräten und die Vorhersagegenauigkeit von Sprachverständlichkeitsmodellen zu verbessern. Daher war ein Ziel dieser Dissertation Methoden und eine audiologische Grundstruktur zu entwickeln, mit denen die Aufgabe von Top-Down-Prozessen und ihr Verhältnis zu Bottom-Up-Prozessen beschrieben werden kann. Zusätzlich sollte der Einfluss der Faktoren Alter, interne sensorische Belastung aufgrund von Hörstörung, externe sensorische Belastung aufgrund von Umgebungsgeräuschen und semantischer Kontext eines Satzes auf die Balance zwischen Bottom-Up- und Top-down-Prozessen untersucht werden. Um den relativen Einfluss von Top-Down-Prozessen in einem Sprachverständlichkeitstest zu bestimmen, wurde die kognitive Belastung manipuliert, indem die linguistische Komplexität der präsentierten Sätze systematisch variiert wurde. Die Sprachverständlichkeitsschwellen (engl. Speech Reception Thresholds; SRT) wurden je für linguistisch einfache und komplexe Satztypen mit einem audiologischen Standardverfahren erhoben. Ausgewählte Sätze des Göttinger Satztests (GÖSA, Kollmeier and Wesselkamp, 1997; Alltagssätze mit hohem semantischen Kontext, siehe Kapitel 2) und die Oldenburger Linguistisch und Audiologisch Kontrollierten Sätze (OLACS; grammatisch korrekte Sätze mit geringem semantischem Kontext), welche im Rahmen dieser Dissertation evaluiert wurden (siehe Kapitel 3 und auch Uslar et al., 2010, und Uslar et al., 2013b), bildeten das Satzmaterial für die hier beschriebenen Experimente. Dabei wurde eine spezielle Eigenheit des OLACS-Korpuses ausgenützt, nämlich die Tatsache, dass die linguistische Komplexität der Sätze nur korrekt aufgelöst werden kann, wenn der Zuhörer in der Lage ist, subtile Veränderungen in den akustischen Cues zu erkennen, da semantische Cues dafür nicht verfügbar sind. Um weiterhin den Einfluss von Alter, Hörverlust und Rauschen auf die Verarbeitungszeit zu untersuchen, wurden während der SRT-Messungen mit dem OLACS-Korpus Antwortlatenzen gemessen. Zusätzliche unabhängige kognitive Tests wurden durchgeführt, um die Relevanz anderer kognitiver Fähigkeiten (hier die Kapazität des Arbeitsgedächtnis, Aufmerksamkeit und die Anfälligkeit für Interferenzen) zu erforschen. Im Allgemeinen lässt sich feststellen, dass SRTs signifikant von der linguistischen Komplexität der Testsätze abhängen. Die Unterschiede der SRTs zwischen einfachen und komplexeren Sätzen waren größer für ätere Versuchspersonen (speziell in Verbindung mit einem Hörverlust) als für jüngere Versuchspersonen (s. Kapitel 3 und 4). Allerdings kann die Fähigkeit von semantischem Kontext Gebrauch machen zu können die nachteiligen Einflüsse der linguistischen Komplexität kompensieren (s. Kapitel 2). Mit steigender sensorischer Belastung (im stationären oder fluktuierendem Rauschen) stiegen die Unterschiede der SRTs für einfache und komplexere Sätze für normalhörende Versuchspersonen an, bis sie sich den großen SRT-Unterschieden zwischen einfachen und komplexen Sätzen anglichen, die für hörgeschädigte Versuchspersonen unabhängig von der Hörsituation immer gefunden wurden. Interessanterweise konnten für die Gruppe der hörgeschädigten Versuchspersonen Unterschiede zwischen Hörgeräteträgern und den Versuchspersonen ohne eigenes Hörgerät festgestellt werden. Versuchspersonen mit eigenen Hörgeräten haben anscheinend weniger Probleme damit die akustischen Cues der OLACS aufzulösen als Versuchspersonen ohne eigenes Hörgerät, da die Unterschiede zwischen den SRTs für einfache und komplexere Sätze generell für erste Gruppe kleiner waren als für letztere (s. Kapitel 4). Die Antwortlatenzen stiegen in Ruhe an und waren länger für ältere Versuchspersonen und speziell für ältere Schwerhörende (Kapitel 3 und 4). Die ausgewählten kognitiven Tests erklärten ungefähr 30% der Varianz der SRT-Daten (Kapitel 3 und 4). Die Ergebnisse legen nahe, dass erwartungsgesteuerte Top-Down-Prozesse mit steigender sensorischer und/oder kognitiven Belastung wichtiger werden als Bottom-Up-Prozesse. Alle Probandengruppen benutzen im Allgemeinen die gleichen Mechanismen um für hohe Belastung zu kompensieren. Allerdings scheint sich die Schwelle für den Einsatz von Top-Down-Mechanismen mit zunehmenden Alter und Hörverlust abzusenken. Das bedeutet, dass ältere und ältere, schwerhörende Probanden sich stärker auf Top-Down Prozesse verlassen (müssen) als jüngere, normalhörende Probanden. Zusammengefasst bestätigen die hier beschriebenen Experimente die Validität und die Anwendbarkeit des OLACS-Materials zur besseren Differenzierung des jeweiligen Beitrags von akustisch-basierten Bottum-Up-Prozessen und linguistisch kontrollierten Top-Down-Prozessen in Sprachverständlichkeitstests. Außerdem unterstreichen die Ergebnisse die Wichtigkeit der kognitiven Prozesse beim Sprachverstehen und bestätigen so, dass es notwendig ist kognitiven Effekten mehr Aufmerksamkeit zu widmen, um die Diagnose und Rehabilitation von Hörschädigungen zu verbessern. ENGLISH: Speech perception is an important, complex human ability which deteriorates with age and hearing loss. It relies strongly on sensory, input-driven bottom-up processing – usually considered in speech audiology - as well as on experience- and expectation-driven top-down processing which is primarily considered here. A qualitative and quantitative analysis of the contribution of both types of processing is needed for better diagnostics and treatment of hearing impairment and to improve predictions with speech intelligibility models. Hence, this thesis aims at introducing methods and an audiological framework for assessing the relative role of top-down processing and its balance with bottom-up processing. In addition, the influence of the following factors on this balance was investigated: Age, internal sensory load due to hearing loss, external sensory load due to noise, and semantic context of a sentence. To assess the relative influence of top-down processing in a speech intelligibility task, cognitive load was manipulated by using sentences that systematically vary in linguistic complexity. Speech Reception Thresholds (SRT) for these linguistically simple and more complex sentence types were obtained in a standard speech audiometric test paradigm. The speech material used within this thesis included the Göttingen Sentence test (GÖSA, Kollmeier and Wesselkamp, 1997; i.e., everyday sentences with high semantic context; see Chapter 2) and the Oldenburg Linguistically and Audiologically Controlled Sentences (OLACS; grammatically correct sentences with low semantic context) which were evaluated within this thesis (see Chapter 3, and also Uslar et al., 2010, and Uslar et al., 2013b). A unique Feature of the more complex sentences in the OLACS corpus is the fact that the linguistic complexity can only be resolved by regarding subtle acoustical cues, as semantic cues are not available. To further evaluate the influence of age, hearing loss, and noise on the speech processing time, response latencies were determined during the measurements with the OLACS. Additional cognitive tests were conducted to assess the relevance of other aspects of cognitive processing for speech intelligibility tests; namely the (capacity of the) working memory, attention, and susceptibility to interference. In general, SRTs were found to significantly depend on the linguistic complexity of the sentences. Differences in SRTs for simple and more complex sentences were larger for older listeners, especially in connection with hearing impairment, than for younger listeners with normal hearing (see Chapters 3 and 4). However, being able to make use of the semantic context of a sentence seems to cancel out the detrimental effects of linguistic complexity (see Chapter 2). With increasing sensory load (i.e., addition of stationary or fluctuating noise) differences between SRTs for simple and complex sentences for listeners with normal hearing increased. Thus, they approximated the large differences in SRTs between simple and complex sentences, which are always observable for older listeners with hearing impairment, irrespective of the listening condition. Most interestingly, hearing-impaired listeners with own hearing aids seemed to have fewer problems with resolving the acoustic cues of the OLACS than hearing aid non-users. Differences between SRTs of simple and complex sentences were generally smaller for the former than for the latter group (Chapter 4). Response latencies increased in quiet and with age and especially with hearing impairment (Chapters 3 and 4). The selected cognitive tests explained about 30% of the variance in the SRT data (Chapters 3 and 4). The results indicate that with increasing sensory and/or cognitive processing load experience- or expectation-based top-down processing becomes more important than bottom-up processing. All listener groups, in principle, use the same mechanisms which rely on experience and expectation to compensate for high processing load. However, the threshold for the need to rely on top-down mechanisms seems to decrease with increasing age and hearing loss, i.e., hearing-impaired elder listeners rely more heavily on top-down processing than young listeners with normal hearing. Overall, the experiments described in this thesis confirm the validity and applicability of the OLACS material as a tool to differentiate between acoustical, bottom-up factors and linguistically controlled, top-down factors and their respective contribution to the outcome of speech intelligibility tests. In addition, the results underline the importance of the cognitive input in speech processing, thus reinforcing the need to put more attention on cognitive aspects to advance diagnostics and rehabilitation of hearing impairment.weiterlesen