Forschungsgruppen / Nachwuchsförderung
Hemisphärenspezialisation für Sprache
Übergeordnetes Projektziel ist die Untersuchung der funktionellen Relevanz von Hemisphärenspezialisation für Sprache. Im Vordergrund unseres
systemneurowissenschaftlichen Ansatzes steht die Fortführung von Ansätzen zur funktionellen Bildgebung und zur Manipulation von Gehirnfunktionen beim
Menschen. Im Berichtszeitraum wurde folgenden Fragestellungen nachgegangen:
Untersuchungen mit der funktionellen
transkraniellen Dopplersonographie (fTCD) weisen auf genetische Einflüsse im Hinblick auf den Grad der Sprachlateralisation hin. Eine noch andauernde Studie
präzisiert die Vererblichkeitshypothese durch genetische Analysen ("genetic trait loci analysis"). Geplant sind Sprachlateralisationsuntersuchungen an
insgesamt 400 Familien, von denen zum jetzigen Zeitpunkt ~50 abgeschlossen sind.
In einer weiteren fTCD-Untersuchung
zeigte sich, dass die Lateralisationen von Sprache und Aufmerksamkeit bei Personen mit sprachlicher Linksdominanz dissoziiert sind. Ein Teil der Personen mit
sprachlicher Rechtsdominanz hingegen wiesen eine ipsihemisphärische Dominanz für Aufmerksamkeit auf. In einer Nachfolgestudie wurden
"typische" und "atypische" Probanden mit der funktionellen Kernspintomographie (fMRT) untersucht. Hier zeigte sich, dass "atypische"
im Vergleich zu "typischen" Probanden eine zusätzliche Aktivierung homologer parietaler Hirnregionen aufwiesen. Jetzt soll die Kopplung der
Hemisphärendominanz weiterer kognitiver Gehirnfunktionen (wie semantisches und episodisches Gedächtnis) an die Lateralisation von Sprache untersucht
werden.
In einer Voruntersuchung (s. Progress Report 2002) fanden wir mittels fTCD, dass sprachliche Teilaspekte wie Semantik und Syntax unterschiedlich lateralisiert sind. Syntaktische Verletzungen riefen eine stärkere Aktivierung der rechten Hemisphäre hervor als semantische Verletzungen. Dieses Ergebnis konnten wir inzwischen mittels fMRT bestätigen und die beteiligten neuroanatomischen Strukturen identifzieren.
In einer weiteren fMRT-Studie untersuchten wir interhemisphärische Unterschiede bei zunehmender Sprachanstrengung. Erhöhte Aufgabenschwierigkeit geht
primär mit Aktivierung klassischer Aufmerksamkeitsregionen im rechts parietalen Kortex einher und nicht mit erhöhter Aktivierung klassischer
Sprachzentren.
In einer transkraniellen Magnetstimulations- (TMS) Untersuchung wurde geprüft, ob die Darbietung der Sprachmelodie von Sätzen in Isolation ausreichend ist, eine Ko-Aktivierung
des motorischen Systems auszulösen. Sowohl das Hören von Sätzen als auch variabler Sprechmelodien in Isolation aktivierte das motorische
Handzentrum bilateral. Diese Ergebnisse konnten in einer funktionellen MRT Studie untermauert werden. Damit scheint sich Sprache nicht als ein separates Modul
entwickelt zu haben, sondern entstand vielmehr als Teil eines übergeordneten Netzwerkes für gestische Informationsverarbeitung.
In diesem Projektabschnitt wurde weiterhin der Frage nachgegangen, ob die Größe des Corpus callosum (CC) ein Prädiktor für sprachliche
Ambilateralität ist.
Die Auswirkungen einer transienten "virtuellen Läsion" des Wernicke Areals und des Wernicke Homologs der rechten Hirnhälfte
während des Erlernens einer Kunstsprache wurde mit Hilfe der repetitiven TMS geprüft. Verum- im Vergleich zu Sham-Stimulation sowohl des Wernicke
Areals als auch des Wernicke Homologs führte zu einer signifikanten Verzögerung des initialen Lernerfolgs.
In einer
zweiten Untersuchung zur pharmakologischen Förderung des Spracherwerbs werden gesunde Probanden an abwechselnden Tagen über 2 Wochen hinweg in
zwei Parallelversionen der Kunstsprache trainiert. In einem doppelblinden randomisierten Design wird das Training einer Version jeweils 90 min vor dem Training
Levodopa verabreicht; beim Training der anderen Version Placebo. Damit soll überprüft werden, ob der von uns in einer ersten Studie in einem
Zwischengruppendesign gefundene lernfördernde Effekt von Levodopa (s. Progress Report 2002) sich auch in einem Zwischensubjektdesign bestätigen
lässt.
In einer ereigniskorrelierten fMRT-Studie untersuchten wir die neuroanatomischen Korrelate des Spracherwerbs bei gesunden Erwachsenen. Zu diesem Zweck
wurden 14 Personen in der Kunstsprache trainiert während ihre Gehirnaktivität gemessen wurden. Folgende Regionen zeigten eine signifikante
Aktivierungsänderung über den Lernprozess hinweg: die linke hippokampale Struktur, der linke Gyrus fusiformis und der linke inferiore Parietallappen. Die
Aktivierungsänderung im linken Hippokampus war zudem mit dem Lernerfolg korreliert.
