Video: Kognition und Sprache

Das menschliche Gehirn ist ein außergewöhnliches Organ, das unsere Gedanken, Entscheidungen, Emotionen, Erinnerungen und Bewegungen koordiniert. Aber was passiert, wenn seine Fähigkeit, die Welt zu verstehen, beeinträchtigt ist?

Der Neurologe Oliver Sacks ist in diesem Bereich durch seine Sammlung von Fallgeschichten, vor allem durch die des Herrn P bekannt geworden. Herr P. war ein talentierter Musiker und Lehrer, der plötzlich seltsame visuelle Symptome entwickelte. Obwohl er perfekt sehen konnte, war es ihm nicht möglich, die Dinge zu erkennen, die er sah.

Eines Tages, als er bei seinem Arzt in der Sprechstunde war, griff er nach seinem Hut, während er sich zum Gehen verabschiedete. Dabei stellte sich heraus, dass es nicht der Hut war, nach dem er griff, sondern der Kopf seiner Frau. Dieser Moment enthüllte die schockierende Wahrheit. Herr P. hatte die Fähigkeit verloren, das, was er sah, richtig zu interpretieren. Er verwechselte den Kopf seiner Frau mit einem Hut. Diese berühmte Geschichte heißt „Der Mann, der seine Frau mit einem Hut verwechselte“, vielleicht kennst du sie bereits. Der Zustand des Herrn. P wird als visuelle Agnosie bezeichnet, eine Störung der Fähigkeit des Gehirns, die Welt um uns herum zu verstehen.

Deshalb werden wir uns genauer ansehen, wie das menschliche Gehirn es uns ermöglicht, zu denken und die Welt um uns herum wahrzunehmen. Legen wir also los mit diesem Tutorial über Kognition und Sprache.

Im Zentrum unserer geistigen Fähigkeiten steht die Kognition. Die Kognition beinhaltet eine Reihe von Prozessen, die es uns ermöglichen, Dinge wahrzunehmen, uns zu erinnern, zu denken und Probleme zu lösen. Das ganze läuft ab wie ein Symphonieorchester des Gehirns, das von der Großhirnrinde dirigiert wird.

Die Großhirnrinde, oder auch der zerebrale Kortex, stellt den äußeren Teil des Großhirns dar, der aus grauer Substanz gebildet wird. Diese bedeckt die komplette Oberfläche der beiden Großhirnhemisphären. Innerhalb des Kortex gibt es spezialisierte Regionen, die als Assoziationsareale beziehungsweise Assoziationskortex bezeichnet werden. Diese Areale des Gehirns verarbeiten Sinneseindrücke und verknüpfen diese mit Erinnerungen, die in unserem Gedächtnis gespeichert sind. Dieser Vorgang ermöglicht es uns, unsere Umwelt besser zu verstehen.

Schauen wir uns das doch einmal genauer an.

Der parietale Assoziationskortex, den du hier in grün hervorgehoben siehst, ist wie ein internes Navigationssystem des Gehirns. Er ist für räumliche Orientierung, Aufmerksamkeit und visuelle Verarbeitung zuständig. All das ermöglicht es uns, unsere Position im Raum und die Beziehung unserer Position zu Objekten im Raum zu verstehen.

Das bedeutet, wenn du nach einer Tasse greifen möchtest, dann musst du sie nicht direkt anschauen. Dein parietaler Assoziationskortex verarbeitet kontinuierlich die räumlichen Informationen aus deiner Umgebung. Dadurch kannst du die Tasse lokalisieren und deine Hand präzise in Richtung der Tasse bewegen, ohne direkt hinzuschauen. Diese Fähigkeit beruht auf der nahtlosen Integration von Sinneseindrücken, motorischer Koordination und Kontrolle der Aufmerksamkeit. Diese stellen allesamt Schlüsselfunktionen des parietalen Assoziationskortex dar.

Als nächstes werfen wir einen Blick auf den temporalen Assoziationskortex. Dieses Areal der Großhirnrinde ist das Identifikationszentrum des Gehirns, das auf die Erkennung von Gesichtern, Objekten und Geräuschen spezialisiert ist. Gleichzeitig spielt es eine entscheidende Rolle bei der Bildung und dem Abruf von Erinnerungen. Der temporale Assoziationskortex arbeitet wie ein Bibliothekar, der unsere Sinneswahrnehmungen kategorisiert und sie mit vergangenen Ereignissen verknüpft. Wenn du also ein bekanntes Lied hörst oder den Duft frisch gebackener Kekse wahrnimmst, dann ist es dein temporaler Assoziationskortex, der die damit verbundenen Emotionen und Erinnerungen hervorruft.

Als letztes kommen wir zum präfrontalen Kortex, der ebenfalls eine wichtige Rolle für die Kognition spielt. Er übernimmt dabei die Rolle des Kapitäns deines Gehirns. Er hilft dir bei der Entscheidungsfindung und wägt die Konsequenzen deiner Handlungen ab, wie beim Lenken eines Schiffs. Somit ist dieser Teil des Gehirns dafür verantwortlich, dass du auf die Extraportion Kuchen verzichten kannst. Außerdem formt er dein Sozialverhalten, indem du in Gesprächen mit Taktgefühl und Geschick reagierst.

Ein bekanntes klinisches Beispiel hierfür ist der schreckliche Unfall des Phineas Gage aus dem 19. Jahrhundert. Bei Eisenbahnbauarbeiten schlug ihm eine Eisenstange durch den Kopf und zerstörte so große Teile des präfrontalen Kortex. Er überlebte seine Verletzungen, allerdings veränderte sich seine Persönlichkeit: Aus einem ausgeglichenen und zuverlässigen jungen Mann wurde ein impulsiver und unberechenbarer Zeitgenosse. Dieser Fall zeigt, wie wichtig der präfrontale Kortex für unser Selbstverständnis und unsere Persönlichkeitsbildung ist.

Es ist wichtig, sich zu merken, dass das Gehirn aus zwei Hemisphären besteht, die nicht einfach Spiegelbilder voneinander darstellen. Sie teilen sich die Arbeit durch ein komplexes System auf. Diese Aufteilung wird als Lateralisation des Gehirns bezeichnet. Dabei handelt es sich um einen interessanten Mechanismus, den unser Gehirn nutzt, um effizienter zu arbeiten, und der entscheidend für das Erlernen und die Entwicklung komplexer Fähigkeiten wie Sprache und Feinmotorik ist. Welche der beiden Hemisphären dabei im Einzelfall eine bestimmte Funktion übernimmt, wird durch den Begriff der Hemisphärendominanz definiert.

Sehen wir uns das einmal genauer an:
Die linke Großhirnhälfte steuert bei den meisten Menschen sprachbezogene Aufgaben wie die Wortbildung und das Sprachverständnis sowie analytisches und kausal-logisches Denken, das beispielsweise für die Lösung mathematischer Aufgaben aktiviert wird. Die rechte Großhirnhälfte hingegen spielt meistens eine größere Rolle bei der räumlichen Orientierung, abstrakten Denkprozessen und der Verarbeitung von Emotionen.

Diese Lateralisation hat außerdem zu einem sehr populären Konzept geführt, wonach manche Menschen eher „links-hirnig“ sind, d. h. eher logisch und analytisch denken, während andere eher „rechts-hirnig“ sind und eine eher künstlerische und kreative Persönlichkeit haben. Obwohl es verschiedene Persönlichkeitstypen gibt, handelt es sich bei diesem Konzept um eine zu starke Vereinfachung. Neuere Forschungen haben gezeigt, dass beide Gehirnhälften zusammenarbeiten und viele kognitive Funktionen eine integrierte Aktivität beider Gehirnhälften erfordern.

Kommen wir nun zu einer weiteren großen Säule der kognitiven Funktionen, nämlich der Sprache.

Das Konzept der Sprache ist eine der fortgeschrittensten kognitiven Funktionen. Sie ermöglicht es uns, Ideen auszutauschen und zu kommunizieren, sowohl in gesprochener als auch in schriftlicher Form. Aber wie genau macht unser Gehirn das?

Bei der Mehrheit der Menschen befinden sich die Sprachzentren in der linken Großhirnhemisphäre. Es gibt zwei Regionen, die eine wichtige Rolle für die Funktion der Sprache spielen: das Broca-Areal und das Wernicke-Areal. Diese Bereiche sowie die wichtige Verbindung zwischen ihnen, der Fasciculus arcuatus, sind entscheidend dafür, wie wir sprechen und verstehen, was uns gesagt wird oder was wir lesen. Unser Wissen über diese Hirnregionen stammt größtenteils aus Untersuchungen von Menschen, die eine Schädigung in diesen Regionen erlitten haben und durch die die unterschiedlichen Funktionen dieser Areale aufgedeckt werden konnten.

Schauen wir uns zuerst das Broca-Areal an. Es befindet sich im Frontallappen in der Nähe des motorischen Kortex, genauer gesagt in den Brodmann-Arealen 44 und 45. Das Broca-Areal ist sozusagen der Sprachmotor unseres Gehirns. Es steuert die Sprachproduktion, also die Wortbildung sowie die Planung und die Ordnung der Wörter in Sätzen inklusive korrekter Grammatik und Satzbau. Außerdem ist es dafür verantwortlich, Mund und Zunge so anzusteuern, dass wir unsere Gedanken aussprechen können.

Auf der anderen Seite wird das Sprachverständnis, also unsere Fähigkeit gesprochene oder geschriebene Sprache zu verstehen, durch das Wernicke-Areal ermöglicht. Dieses liegt an dem Punkt, wo Temporallappen, Parietallappen und Okzipitallappen aufeinander treffen. Das Wernicke-Areal entschlüsselt das, was wir hören und lesen, indem es aus Schallwellen und geschriebenen Symbolen Bedeutung für uns erzeugt.

Das Broca- und das Wernicke-Areal befinden sich in unterschiedlichen Regionen des Gehirns, arbeiten aber gemeinsam an der Funktion der Sprache. Was verbindet sie also miteinander? Dieses Bündel aus bogenförmigen Fasern, bekannt als Fasciculus arcuatus, dient sozusagen als Autobahn der Kommunikation zwischen den beiden Arealen. Diese Verbindung ermöglicht es uns, einen Satz zu hören und zu wiederholen oder einen Gedanken zu haben und ihn laut auszusprechen.

Um zu verstehen, wie das funktioniert, müssen wir einen Schritt zurückgehen und einen Blick auf das Gesamtbild werfen. Der Prozess beginnt mit unseren Sinneswahrnehmungen. Schallwellen gesprochener Sprache erreichen den auditorischen Kortex, während geschriebener Text vom visuellen Kortex wahrgenommen wird. Die Informationen aus beiden Regionen werden zur Entschlüsselung und zum Verständnis an das Wernicke-Areal weitergeleitet. Nachdem die Sprache hier entschlüsselt und verstanden wurde, werden die Signale über den Fasciculus arcuatus an das Broca-Areal weitergeleitet, wo wiederum die Antwort darauf umgesetzt wird. Das Broca-Areal kommuniziert mit dem motorischen Kortex, der für die Erzeugung von Signalen verantwortlich ist, die die für das Sprechen oder Schreiben erforderlichen Muskeln erreichen.

Was passiert, wenn eine dieser Regionen geschädigt wird? Und wie sieht die klinische Prognose der betroffenen Person aus?

Bei einer Schädigung des Broca-Areals, verliert die Sprache ihre Flüssigkeit und wirkt abgehackt. Die Wörter kommen möglicherweise langsam oder nur bruchstückhaft heraus. Dieser Zustand wird als expressive Aphasie oder Broca-Aphasie bezeichnet. Das Sprachverständnis, das vom Wernicke-Areal gesteuert wird, bleibt jedoch oft intakt.

Wenn hingegen das Wernicke-Areal geschädigt ist, hat das Gehirn Schwierigkeiten, gehörte oder gelesene Sprache zu verstehen, wodurch es zu einer flüssigen, aber sinnbefreiten Sprache kommt. Dies ist eine andere Art von Aphasie, die als rezeptive oder auch Wernicke-Aphasie bezeichnet wird.

Zum Schluss bleibt noch die Frage, was passiert, wenn die Verbindung zwischen den beiden Sprachzentren, also der Fasciculus arcuatus, beispielsweise durch einen Schlaganfall oder einen Tumor beschädigt wird. Die betroffene Person wäre in diesem Fall nicht mehr in der Lage, Wörter zu wiederholen, obwohl sie diese versteht. Dieses klinische Bild wird als Leitungsaphasie bezeichnet.

Neuere Forschungen zeigen, dass die Sprachsteuerung allerdings weit über diese Areale hinausgeht. Es handelt sich vielmehr um ein dynamisches System, an dem mehrere kortikale Regionen und Bahnen beteiligt sind, die sich an mögliche Schädigungen des Gehirns oder Erfahrungen anpassen können.

Was wir gerade beschrieben haben, ist ein vereinfachtes Modell dafür, wie unser Gehirn Sprache versteht und produziert. Das Broca-Areal, das Wernicke-Areal und der Fasciculus arcuatus sind Teil eines klassischen didaktischen Modells und bilden einen klaren Ausgangspunkt für das Verständnis, wie unser Gehirn unseren Gedanken Ausdruck verleiht.

Damit haben wir den faszinierenden Prozess der Sprache und Kognition kennengelernt und erfahren, wie unser Gehirn das Zentrum unseres Weltverständnisses und unserer Kommunikation mit anderen Menschen und der Umwelt bildet.

Stelle deine kognitiven Fähigkeiten im Bereich der Neurophysiologie auf die Probe und teste dich jetzt mit unseren Quizzen. Danke fürs Zuschauen und bis zum nächsten Mal!