Verdrahtete Gehirne lösen Rätsel in Sprachforschung

Epilepsiepatienten mit Elektroden im Hirn stellten sich Sprachforschern zur Verfügung. Dabei konnten einige Geheimnisse gelüftet werden. Dennoch ist die Forschung "wie Ameisen, die versuchen ein Handy zu verstehen".

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(c) Ned T. Sahin, PhD

Der Mensch benötigt in etwa eine halbe Sekunde, bis er einen Gedanken in Sprache umwandeln kann. Darüber waren sich Wissenschafter bisher einig. Allerdings war noch nicht geklärt, was genau in diesem Zeitraum geschieht. Eine neue Studie, die in Science veröffentlicht wurde, nutzte ungewöhnliche Methoden, um diesem Rätsel auf den Grund zu gehen. Sie wandten sich an Epilepsie-Patienten, denen Elektroden ins Gehirn implantiert wurden, um die Quelle ihrer Anfälle zu lokalisieren.

"Menschen mögen keine Drähte im Kopf"

Drei der Patienten sagten zu, bei der Studie teil zu nehmen. Damit boten sie den Forschern eine seltene Gelegenheit, das Sprachzentrum gewissermaßen in Nahaufnahme zu beobachten. Dieser Teil des Gehirns ist schwierig zu untersuchen, da "Tiere nicht sprechen und Menschen keine Drähte in ihrem Kopf mögen", erklärt Ned T. Sahin, Forscher an der Harvard University und der University of California, San Diego. Noch dazu wäre es unethisch, gesunden Menschen rein aus Forschungszwecken Elektroden ins Hirn zu verpflanzen. Die Elektroden sollten ursprünglich dabei helfen, beschädigtes Hirngewebe, das die epileptischen Anfälle auslöst, zu entfernen.

Anderer Ablauf als bisher angenommen

Die Versuchspersonen erhielten einfache Sprachaufgaben, bei der sie Gruppen von Worten erkennen, grammatikalische Entscheidungen treffen und eine Antwort formulieren mussten. Bisher hatten Wissenschafter angenommen, dass diese drei Prozesse in unterschiedlichen Teilen des Gehirns vorgenommen werden. Die neue Studie zeigt aber, dass alle drei im selben Teil des Sprachzentrums, dem Broca-Areal, ablaufen, sagt Sahin gegenüber dem US-Radiosender NPR.

Eine halbe Sekunde von Null auf Sprache

Rund 200 Millisekunden, nachdem sie das Wort gesehen hatten, gab es einen Anstieg der Hirnaktivität, was darauf hindeutete, dass das Wort erkannt wurde. Bei 320 Millisekunden gab es Beweise für grammatikalische Verarbeitung. Um die 450ste Millisekunde herum sahen die Forscher, wie das Hirn sich vorbereitet, etwas zu sagen.

"Wie Ameisen mit einem Handy"

Die Tatsache, dass sich die Aktivitäten innerhalb weniger kleiner Bereiche des Hirns abgespielt hatten, deutet darauf hin, dass eine einzelne Hirnzelle mehrere Sprachfunktionen ausführen kann. Bis das Sprachzentrum aber komplett verstanden sein wird, liegt noch ein langer Weg vor der Wissenschaft, meint Sahin. "Manchmal habe ich das Gefühl, wir sind eine Ameisenkolonie, die über ein Mobiltelefon gestolpert ist," erklärt er. "Wir können Teile davon beschreiben, aber wir wissen im Grunde nicht, was hier wirklich passiert."

(db)

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