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Neurologie

Vom Gedanken zum Wort in 600 Millisekunden

Der Weg des Wortes
Schon 1865 identifizierte Pierre Paul Broca das nach ihm benannte Areal in der Großhirnrinde als Sprachzentrum. Wie die Sprachproduktion dort im Einzelnen abläuft, ist aber bis heute noch weitgehend unklar. Das liegt vor allem daran, dass Erkenntnisse darüber Versuche am Gehirn von lebenden Menschen erfordern. Schließlich sind wir das einzige Lebewesen, das sprechen kann. Um festzustellen, welche Nervenzellen dabei wann, wo und wie aktiv sind, müssen Elektroden ins Gehirn implantiert werden. Ein solcher Eingriff verbietet sich jedoch bei gesunden Personen. Der Neurologe Ned Sahin von der University of California in San Diego und seine Kollegen machten sich nun zunutze, dass manchen Epilepsie-Patienten Elektroden ins Gehirn eingesetzt werden, die es erlauben, einen sich anbahnenden Anfall mit elektrischen Impulsen zu unterdrücken.

Drei dieser Patienten, deren Elektroden in und um das Broca-Areal saßen, stellten sich für die Untersuchung zur Verfügung. Sie mussten einzelne Wörter am Bildschirm lesen, grammatikalisch verändern und dann still vor sich hin sprechen. Auf diese Weise erfassten die Forscher die drei grundlegenden Komponenten des Sprechens: Finden eines Worts, seine grammatikalische Umformung und seine Artikulation.

Bei jedem dieser Schritte traten in der Messkurve Zacken auf, die elektrische Aktivität an einer jeweils anderen Stelle anzeigten. Die betreffenden Regionen lagen im so genannten Brodmann-Areal 45, das zum Broca-Sprachzentrum gehört, und waren um wenige Millimeter getrennt. Der erste Peak erschien nach nur etwa 200 Millisekunden und zeigte das Erkennen des Wortes an. Nach 320 Millisekunden wurden Neuronen an einer anderen Stelle aktiv; sie vollzogen die grammatikalische Änderung. 450 Millisekunden dauerte es schließlich, bis von einer dritten Region Signale an die Motoneuronen gingen, um dort die vorgestellte Sprechbewegung auszulösen. Diese raumzeitliche Struktur war bei allen Wörtern gleich – egal ob Verb oder Substantiv, ob regelmäßig oder nicht. Der gesamte Prozess vom Denken zum Sprechen dauerte weniger als 600 Millisekunden.

Julia Eder

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