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Language and Music in Cognition - Interdisziplinäre Lehre in der Sprach- und Musikkognitionsforschung

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Uwe Seifert (Phil./Musikwissenschaft)

Projektkoordination:

Prof. Dr. Aria Adli (Phil./Romanisches Seminar)
Rie Asano, M.A. (Phil./Musikwissenschaft)
Prof. Dr. Martine Grice (Phil./Linguistik/Phonetik)
PD Dr. Doris Mücke (Phil./Linguistik/Phonetik)
Prof. Dr. Martina Penke (Hum./Heilpädagogik und Rehabilitation)
PD Dr. Volker Struckmeier (Phil./Englisches Seminar)
Dr. Sarah Verlage (Hum./Heilpädagogik und Rehabilitation)
Prof. Dr. Dr. Kai Vogeley (Med./Psychiatrie)

Finanzen:

Dr. Lüder Schmidt (Phil./Musikwissenschaft)

Weitere Projektbeteiligte:

Dr. Michael Barbe (Med./Neurologie)
Dr. Clemens Maidhof (Anglia Ruskin University/Music and Performing Arts)
Dr. Markus Philipp (Phil./Institute für deutsche Sprache und Literatur I)
Jun.-Prof. Simone Vossel (Hum./Psychologie)

Hilfskräfte:

Nadine Dietrich (Phil./Linguistik)
Marvin Heimerich (Phil./Musikwissenschaft)
Sebastian Lammers (Med./Neurowissenschaften)
Lena Pagel (Phil./Phonetik)
Sina Sachse (Phil./Musikwissenschaft)
Gianna Urbanczik (Phil./Linguistik)

Projektlaufzeit

10/2017 bis 09/2019 (4 Semester)

Kurzbeschreibung

Das Projekt erforscht Schnittstellen und Anknüpfungspunkte zwischen den komplexen kognitiven Systemen Musik und Sprache in Verbindung mit anderen kognitiven Domänen wie motorischer und sozialer Kognition.

Dieses Feld wird auf spezifische Schwerpunkte hin angegangen:

  1. Syntax in Sprache und Musik;
  2. Motorische Kontrolle beim Sprechen und Musizieren;
  3. Timing, Synchronisation und Alignment in der sozialen Interaktion;
  4. Affekt, Medialität und Körperlichkeit.

Die biologischen Grundlagen von Musik und Sprache sind ein hochaktuelles Forschungsfeld.
Allerdings erfordert die Forschung hierfür ein breites interdisziplinäres Vorwissen und verwendet diverse Methoden verschiedener Disziplinen der Kognitionswissenschaft. Genau diese integrative Vermittlung theoretischer und empirischer Ansätze unterschiedlicher Disziplinen sowie die Einbeziehung der Computersimulation bilden einen zentralen innovativen Bestandteil des Projekts.

Projekt Homepage

http://musikwissenschaft.phil-fak.uni-koeln.de/34666.html

Projektfortschritt

1. Integrative Vermittlung theoretischer und empirischer Ansätze

1.1. Empirisch-experimentelle Ansätze

Um die Grundkenntnisse und -kompetenzen für die empirisch-experimentelle Arbeit zu vermitteln, finden jedes Semester Seminare statt, die sich mit dem Programmieren, der Versuchsplanung, der Datenerhebung und -analyse sowie der neurowissenschaftlichen Grundlagen mit dem Schwerpunkt auf der Elektroenzephalografie (EEG) befassen. Außerdem fand ein spezifischer Workshop „Neuroscientific methods in language and music cognition research” im November 2018 statt, der in die unterschiedlichen Methoden der Neurowissenschaft einführte.

 

1.2. Theoriebildung

Theoretische Denkansätze werden durch Seminare vermittelt, die sich mit Sprachtheorien, Kognitiven Musiktheorien, Evolutionstheorien sowie der Modellbildung und Computersimulation kognitiver Prozesse beschäftigen. Außerdem erfolgt im Seminar „Critical Thinking“ eine Einführung in die Grundkompetenzen für wissenschaftliches Argumentieren und Forschen.

 

1.3. Computersimulation und computational modelling

Eine wichtige Schnittstelle zwischen empirisch-experimentellen und theoretischen Ansätzen bildet Modellbildung und Computersimulation. In einem Seminar und einem Workshop wurde agenten-basierte Modellierung eingeführt. Seit dem SS 2018 wird ein interaktives Lehrkonzept zur Einführung in computational cognitive modelling sowie elementarer Statistik und Datenanalyse wird auf der Basis netzbasierter interaktiver JupyterLab-Notebooks mit Python 3 und R sowie entsprechenden Standardbibliotheken wie Pandas, Numpy, Networkx, etc. via Jupyterhub als interaktive Lehrumgebung entwickelt. Es gab Veranstaltungen, die in die Programmierung einfacher Künstlicher Neuronaler Netze und grundlegende Konzepte der Matrizenrechnung mit Python 3 und R sowie die Erstellung von Texten mittels der Markdown-Sprache  unter Jupyter/JupyterLab einführte. Eine Kurzbeschreibung zum Jupyter Notebook und seinem Einsatz in die digitale Lehre kann man hier nachlesen (http://musikwissenschaft.phil-fak.uni-koeln.de/39835.html).

 

2. Interdisziplinäre, internationale Lehre und Forschung

2.1. Ringvorlesung

Eine jährlich stattfindende fakultätsübergreifende Ringvorlesung vermittelt einen fundierten Einblick in verschiedene Forschungsgebiete der Kognitionswissenschaft. Im WS17/18 stellten hauptsächlich die Projektmitglieder ihre Forschungsarbeiten vor, um den aktuellen Forschungsstand zu vermitteln und zu diskutieren. Im WS18/19 wurden externe Wissenschaftler eingeladen, um eine Erweiterung und Vertiefung zu erreichen. Thematisch umfasste die Ringvorlesung im WS18/19 Tonhöhenwahrnehmung, Syntax der Sprache und Musik, Rhythmus und motorische Kontrolle und Jupyter Notebook für Constructivist Digital Learning. In der Ringvorlesung haben Doris Mücke und Rie Asano die Ergebnisse eines gemeinsamen Seminars „Motor control and timing in speech and music“ vorgestellt.
 

2.2. Internationale Spring School

Um die Lehre in den aktuellen internationalen Forschungsdiskurs einzubetten, wird jährlich eine internationale Spring School angeboten, in der international renommierte ForscherInnen der beteiligten Fachrichtungen einen Einblick in den aktuellen Stand ihrer Forschungsgebiete geben.

Die Spring School 2018 „Language, Music, and Cognition – Organizing Events in Time“ gab einen Einblick in Thematiken wie Comparative Evolutionary Biology, Social Cognition, Developmental Psychology, Cognitive Neuroscience of Speech, Language, and Music sowie Computational and Biological Approaches to Language and Music. Das Ergebnis der Spring School 2018 wurde gemeinsam mit Studierenden in einem Bericht zusammengefasst, der 2018 in der international renommierten  Zeitschrift „Music & Science“ publiziert wird. Außerdem konnte den Studierenden ein Praktikum zur Veranstaltungsorganisation angeboten werden, in dem sie bei allen Schritten der Organisation der Spring School mitwirken konnten.

Die Spring School 2019 „Language and Music in Cognition: Integrated Approaches to Cognitive Systems” bat den interdisziplinären und internationalen Studierenden und Forschern eine wichtige Austauschmöglichkeit an. Das Ziel dieser Spring School, unterschiedliche Disziplinen wie Musikwissenschaft, Linguistik, Psychologie, Neurowissenschaft, Informatik und Biologie zu integrieren, war sowohl in Bezug auf die Thematik, als auch den Teilnehmenden sehr erfolgreich. Voraussichtlich wird wieder ein Bericht in eine Zeitschrift veröffentlicht werden. Auch im Jahr 2019 konnten die Studierenden der Universität zu Köln ein Praktikum zur Veranstaltungsorganisation absolvieren.

2.3. Studentische Arbeitsgruppen

Studentische Arbeitsgruppen erlernen computational-wissenschaftlichen Workflow unter Einbeziehung informationstechnologischer Tools (Google hangouts, Google Docs, BSCW, Jupyter/Jupyterlab, Git/Github, Authorea, Adobe Connect, etc.) in verschiedene Themen der Sprach- und Musikkognitionsforschung sowie Fragen der Modellbildung und Computersimulation. Eine interdisziplinäre studentische Arbeitsgruppe „Pitch perception and production in language and music“ wurde im SS18 durchgeführt. Studierende aus Musikwissenschaft, Linguistik und Neurowissenschaft entwickelten innerhalb dieses Lese- und Diskussionskreises ein eigenes Forschungsthema. Außerdem sammelten sie Erfahrungen in interdisziplinärer Zusammenarbeit. Im SS18 hat sich eine weitere Arbeitsgruppe konstituiert, die sich ab WS18/19 mit dem Problemkreis Emotion, Evolution und das neurokognitive System Musik sowie dem Verhältnis von biologischer und kultureller Evolution dieses Systems unter Einarbeitung in elementare Konzepte der Theorie dynamischer Systeme und der Spieltheorie beschäftigen wird. Im WS18/19 hat sich eine neue Arbeitsgruppe gebildet, die sich mit der Thematik Motor control and timing in speech and music auseinander setzt. Die Berichte werden online veröffentlicht.

2.4. Informationsportal

Im WS18/19 wurden durch die Studierenden einige für die Sprach- und Musikkognitionsforschung relevante Begriffe ausformuliert, die nun nach einer Kontrolle in eine Datenbank Cognitive Atlas (https://www.cognitiveatlas.org/concepts) eingepflegt werden können. Im SS19 wird die Formulierung der Begriffe fortgesetzt.

Seminare und Ringvorlesungen:
http://musikwissenschaft.phil-fak.uni-koeln.de/34667.html
Workshops und Gastvorträge:
http://musikwissenschaft.phil-fak.uni-koeln.de/35600.html
Spring Schools:
http://musikwissenschaft.phil-fak.uni-koeln.de/36006.html

SoSe 2019
Abschlusspublikation
Interdisziplinäre Workshops

  • Evolinguistics (in Kooperation mit der University of Tokyo und der University of Kyoto)
  • Computational methods in language and music cognition research

Interdisziplinäre Veranstaltungen

  • Computational Cognitive Musicology
  • Computational Musicology: Eine elementare Einführung mit Python 3 unter Jupyter Notebook
  • Musik, Sprache, Emotion: Perspektiven aus der Kognitionspsychologie
  • Nichtrepräsentationale Weltbeziehung der Musik
  • Using EEG for language and music cognition research

März 2019
Arbeitsgruppe „Motor control and timing in speech and music“Arbeitsgruppe „Motor control and timing in speech and music“
Beitrag über Musikkognition (Rie Asano) im Köln Campus Radio

Februar 2019    
Spring School 2019 „Language, Music, and Cognition“

November 2018
Workshop: Neuroscientific methods in language and music cognition research (organisiert durch Doris Mücke und Rie Asano)

Oktober 2018 - WS18/19    
Arbeitsgruppe: “Cultural and biological evolution of the music capacity and musical emotions”
Interdisziplinäre Veranstaltungen

  • Lecture series: Language and Music in Cognition
  • Introduction to EEG data analysis for music and language cognition research
  • Comparative research on language and music: Neurocognitive models
  • Evolution of language and music: Computational evolutionary neuroscience
  • Computational Musicology
  • Empirisches Arbeiten in der Sprachforschung: Untersuchungsdesign und Statistik
  • Computational Music Cognition
  • Critical Thinking
  • Evolution of Music and Music-Readiness
  • Elementare Statistik für Musikwissenschaft: Einführung in grundlegende Konzepte und R
  • Sprache und Kognition

September 2018- SS18    
Vorbereitung und Umsetzung des Informationsportals
Interdisziplinäre Veranstaltungen

  • Structure in Human Language Syntax – and other Cognitive Domains
  • Motor control and timing in speech and music: Perspectives from neural disorders
  • Music-Readiness II: Musik, Sprache und Evolution
  • Computational Musicology: eine Einführung mit Jupyter
  • Empirical methods in language and music cognition research: Introduction to experimental work with EEG

April 2018

Arbeitsgruppe „Jupyter Notebooks in Constructivist Learning: Computational Modeling, AI, and Deep Learning“

Mai-August 2018    
Interdisziplinäre studentische Arbeitsgruppe „Pitch perception and production in language and music“

April-August 2018    
Erstellung des Spring School Berichts zusammen mit den Studierenden

Juli 2018    
Gastvortrag „Brain Mechanisms for hierarchical structure building in language and mathematics” (Michiru Makuuchi)

Mai 2018    
Beitrag über das Kooperationsseminar “Motor control and timing in speech and music: Perspectives from neural disorders” (Doris Mücke & Rie Asano) im Köln Campus Radio

Februar/März 2018   

WS17-18      

  • Interdisziplinäre Veranstaltungen
  • Ringvorlesung: „Introduction to Language, Music, and Cognition“
  • Grundlagen Seminar: „Introduction to EEG research methods and data analysis”
  • Praxisseminar: „Praatprogrammierung“
  • Statistische Methoden der Datenanalyse in R – eine Einführung
  • Agentenbasierte Modellierung in Sprache und Musik II: Vertiefung

November 2017   

Oktober 2017   

  • Einstellung der Hilfskräfte (Musikwissenschaft, Linguistik/Phonetik, Neurowissenschaften)

Oktober 2017       

Juni 2017       

  • Treffen der Projektkoordinatoren