Epilepsie: Motorcortex steuert das Sprechen

Gehirn: US-Forscher sind der Sprache auf der Spur (Foto: pixabay.com, Kohji Asakawa)

New York (pte016/19.03.2024/10:30) - Pausen beim Sprechen liefern Infos darüber, wie die Gehirne von Menschen Sprache planen und produzieren. Das zeigt eine Studie unter der Leitung der NYU Grossman School of Medicine ( https://med.nyu.edu/our-community/about-us ). Bei den Teilnehmern handelte es sich um Patienten, bei denen eine OP zur Behandlung von Anfällen durchgeführt wurde, die mit einer Epilepsie in Zusammenhang stehen. Die Forschungsergebnisse tragen zu jenen wissenschaftlichen Belegen bei, die davon ausgehen, dass benachbarte Regionen des Gehirns, der Gyrus frontalis inferior und der Motorcortex, eine wichtige Rolle dabei spielen, wie Worte geplant werden, bevor eine Person sie dann ausspricht.

Ziel zerebraler Kortex

Diese beiden Gehirnregionen sind Teil der gefalteten oberen Schichten des Gehirns, also des zerebralen Kortex, bei dem seit Langem bekannt ist, dass dieser die Bewegung der Muskeln in Rachen und Mund kontrolliert, die für die Produktion von Sprache notwendig sind. Weniger klar war bisher allerdings, wie eng diese Regionen die Mischung von Tönen und Worten bestimmen, die ein Mensch laut sagen möchte.

Die Erkenntnisse stammen aus der Analyse hunderter Brain-Mapping-Aufnahmen, die bei 16 Patienten zwischen 14 und 43 Jahren im Zuge von Vorbereitungen einer OP zur Behandlung von Epilepsie durchgeführt wurden. Dabei gehört es zum Standard, dass der Chirurg elektrisch und schmerzlos bestimmte Teile des Gehirns stimuliert und den Patienten ersucht, standardisierte Sprechaufgaben auszuführen. Ziel ist es, jene naheliegenden Bereiche des Gehirns zu isolieren und in der Folge auszusparen, die für das Sprechen erforderlich sind. Damit wird es möglich, nur jenes Hirngewebe zu entfernen, dass für die fehlgeleiteten elektrischen Signale verantwortlich ist, die ihrerseits zu Anfällen führen.

Latenzen entscheidend

Diese Studie ist laut den Forschern einzigartig, weil die Abstände, die weniger als zwei Sekunden lang sind, gemessen und analysiert wurden, in denen die Stimulation des Gehirns beginnt und die Sprache undeutlich wird und dann aufhört. Das Messen dieser Latenzen liefert jedoch neue Einblicke in die Teile des Kortex, der bei der Planung des Sprechens beteiligt ist, auch wenn er nicht für das tatsächliche Äußern und Artikulieren der Wörter verantwortlich ist. Zu den neuen Erkenntnissen gehört, dass die Latenzen zwischen der elektrischen Stimulierung und dem schließlichen Verlust der Fähigkeit zu sprechen, bei den verschiedenen Gehirnregionen unterschiedlich ausfällt.

Die Latenzen waren in den inferioren oder unteren Bereichen des Motorcortex sowie bei dem Gyrus frontalis inferior mit respektive 1 und 0,75 Sekunden am längsten. Diese Regionen spielen eher bei der Planung, was eine Person sagen will, eine Rolle, so die Fachleute. Geringere Latenzen, die durchschnittlich 0,5 Sekunden dauerten, wurden in anderen Teilen des Motorcortex nachgewiesen. Diese Ergebnisse legen also nahe, dass diese Regionen eine wichtigere Rolle bei den körperlichen Mechanismen des Sprechens spielen.

Ein Muster längerer Latenzen entspricht der Planung des Sprechens in verschiedenen Bereichen der Hirnrinde. Kürzere Latenzen wiederum entsprechen jenen Bereichen des Cortex, die an der Produktion von Sprache beteiligt sind. Laut Senior-Autor Adeen Flinker könnte eine Bestätigung dieser Ergebnisse dazu beitragen, dass Chirurgen bei ihren Patienten die Fähigkeit zu sprechen, besser schützen können. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachmagazin "Brain" veröffentlicht.

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