Erste Hilfe im Gehirn: Wenn die Sprache plötzlich ausfällt

Nach einem Schlag­an­fall tre­ten häu­fig Sprach­pro­ble­me auf. In man­chen Fäl­len kön­nen bestimm­te sprach­li­che Fähig­kei­ten wie­der­erlangt wer­den, in ande­ren blei­ben sie jedoch für immer ver­lo­ren. Wis­sen­schaft­ler des Max-Planck-Insti­tuts für Kogni­ti­ons- und Neu­ro­wis­sen­schaf­ten in Leip­zig haben nun eine mög­li­che Erklä­rung dafür gefun­den.

Mit­ein­an­der zu spre­chen ist eine kom­ple­xe Ange­le­gen­heit. Wäh­rend wir uns unter­hal­ten, müs­sen wir aus einer kom­ple­xen Flut an Lau­ten ein­zel­ne Wör­ter und For­mu­lie­run­gen erken­nen. Gleich­zei­tig müs­sen wir uns eine Ant­wort über­le­gen und ent­spre­chend die Bewe­gung von Lip­pen und Zun­ge pla­nen, um die­se auch her­vor­zu­brin­gen. Jeder ein­zel­ne Schritt, von der Ana­ly­se der Wor­te bis zur Pro­duk­ti­on der Spra­che, benö­tigt eine Rei­he an Hirn­area­len, die zusam­men­ar­bei­ten. Bis­her war jedoch kaum bekannt, wie die­se Zusam­men­ar­beit aus­sieht – oder was pas­siert, wenn eines der zen­tra­len Area­le ver­letzt ist.

Wis­sen­schaft­ler des Max-Planck-Insti­tuts für Kogni­ti­ons- und Neu­ro­wis­sen­schaf­ten (MPI CBS) in Leip­zig haben nun her­aus­ge­fun­den, was pas­siert, wenn zwei ent­schei­den­de Hirn­area­le für unser Sprach­ver­ständ­nis plötz­lich inak­tiv sind: Sie haben beob­ach­tet, dass der Aus­fall man­cher Hirn­be­rei­che des Sprach­netz­wer­kes kom­pen­siert wer­den kann, der ande­rer Berei­che hin­ge­gen nicht.

Ist das Are­al beein­träch­tigt, in dem wir die Bedeu­tung der Spra­che ver­ar­bei­ten, der soge­nann­te Gyrus angu­la­ris, kann unser Gehirn das gut kom­pen­sie­ren. Dann springt das benach­bar­te Are­al, der Gyrus supra­mar­gi­na­lis, ein und ver­stärkt sei­ne Akti­vi­tät. Dies ist erstaun­lich, da die­ses Are­al eigent­lich dafür zustän­dig ist, die rhyth­mi­sche Struk­tur der Wör­ter zu ver­ar­bei­ten“, erklär­te Stu­di­en­lei­te­rin Gesa Hart­wigsen. Durch die­sen Dienst kön­ne die Bedeu­tung von Wör­tern bei­na­he genau­so schnell erkannt wer­den als wenn das eigent­lich zustän­di­ge Are­al die­se Auf­ga­be erfül­le. „Ist jedoch das Are­al zur Ver­ar­bei­tung der rhyth­mi­schen Struk­tur der Wör­ter selbst gestört, kann sein Aus­fall kaum kom­pen­siert wer­den und sei­ne Auf­ga­ben wer­den von kei­nem ande­ren Teil des Sprach­netz­wer­kes über­nom­men.“ Für uns wird es dann deut­lich schwe­rer, die rhyth­mi­sche Struk­tur eines Wor­tes zu ver­ar­bei­ten, also sei­ne Sil­ben zu ana­ly­sie­ren.

Die Wis­sen­schaft­ler ver­mu­ten, dass die Fähig­keit, einen gestör­ten Pro­zess durch einen ande­ren Hirn­be­reich zu kom­pen­sie­ren, davon abhängt, auf wel­cher Hier­ar­chie­ebe­ne die Spra­che gestört wird: Han­delt es sich um einen der­art grund­le­gen­den Pro­zess wie die Ver­ar­bei­tung der rhyth­mi­schen Struk­tur eines Wor­tes, kann er nicht ein­fach von ande­ren Berei­chen über­nom­men wer­den. Kom­ple­xe­re Ver­ar­bei­tungs­schrit­te wie die Bedeu­tungs­ana­ly­se kön­nen jedoch von ein­fa­che­ren Pro­zes­sen unter­stützt wer­den, da sie auf die­sen auf­bau­en. All­ge­mei­ne­re Pro­zes­se kön­nen dann unter­stüt­zend her­an­ge­zo­gen wer­den um so die Ver­ar­bei­tung auf­recht­zu­er­hal­ten.

Aus die­sem Erkennt­nis­sen schlie­ßen Hart­wigsen und ihr Team zwei­er­lei: „Wir kön­nen nun zum einen abschät­zen, wel­che Schä­di­gun­gen sich etwa nach einem Schlag­an­fall am ehes­ten kom­pen­sie­ren las­sen und wor­auf es sich loh­nen könn­te, in Zukunft ver­stärkt die The­ra­pie aus­zu­rich­ten, bei­spiels­wei­se auf das Netz­werk, das dann ein­springt“, so die Lei­te­rin der For­schungs­grup­pe Modu­la­ti­on von Sprach­netz­wer­ken. Zum ande­ren konn­ten sie dadurch die Hypo­the­se vom hier­ar­chi­schen Auf­bau der Spra­che bestä­ti­gen. Dem­nach bau­en wäh­rend der Ver­ar­bei­tung von Spra­che kom­ple­xe Schrit­te auf ein­fa­che­ren auf. Bevor wir also die Bedeu­tung eines Wor­tes ana­ly­sie­ren, ver­ar­bei­ten wir also zunächst des­sen Lau­te.

Unter­sucht haben die Neu­ro­wis­sen­schaft­ler die­se Zusam­men­hän­ge mit­hil­fe der soge­nann­ten trans­kra­ni­el­len Magnet­sti­mu­la­ti­on (TMS). Durch die­se Metho­de kann die Akti­vi­tät ein­zel­ner Hirn­re­gi­on für kur­ze Zeit gestört und so die Reak­ti­on des Gehirns auf die­se Beein­träch­ti­gung unter­sucht wer­den. Die TMS nutzt dazu Magnet­fel­der, um mit­tels elek­tri­scher Sti­mu­la­ti­on durch den Schä­del ein­zel­ne Hirn­be­rei­che gezielt zu hem­men oder zu erre­gen. In die­sem Fal­le hemm­te das Team um Hart­wigsen bei 17 gesun­den Stu­di­en­teil­neh­mern für kur­ze Zeit jeweils das Sprach­are­al für die Ana­ly­se der Wort­be­deu­tung oder der rhyth­mi­schen Struk­tur. Dar­auf­hin ver­gli­chen sie die Leis­tun­gen der Teil­neh­mer in sprach­li­chen Auf­ga­ben.

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