Gesundheit : Hirnforschung: Grammatik geht vor

Hartmut Wewetzer

Was geschieht in Ihrem Gehirn, während Sie diesen Satz lesen? Schon lange zerbrechen sich Philosophen, Psychologen und Linguisten den Kopf darüber, wie der Mensch mit Sprache umgeht, wie er Gehörtes oder Gelesenes verarbeitet. Jetzt haben sich auch die Hirnforscher dieser Frage angenommen. Mit subtilen Untersuchungsmethoden beobachten sie unser Denkorgan dabei, wie es Wörter und Sätze registriert, Sprachmelodie, Satzaufbau und Sinn entschlüsselt.

Es erscheint zunächst paradox, dass etwas so Immaterielles wie Sprache nachweisbare Spuren im Gehirn hinterlässt, der "Geist" sich also materialisiert. Aber inzwischen ist es Forschern gelungen, zumindest einen Zipfel des Unfasslichen zu ergreifen. Wissenschaftler wie Angela Friederici vom Max-Planck-Institut für neuropsychologische Forschung in Leipzig enträtseln manches Geheimnis des Sprachverständnisses. Weil beim aktiven Sprechen noch weitere komplizierte Vorgänge - etwa das Aktivieren der Kehlkopfmuskeln - eine Rolle spielen, konzentrieren sich die Forscher vorerst auf das Hören und Verstehen von Sprache.

Ein Verfahren, mit dem sich gedankliche Prozesse im Gehirn orten und darstellen lassen, ist die funktionelle Kernspin-Tomographie. Sie ist eine Variante der Kernspin-Tomographie, wie sie im Krankenhaus eingesetzt wird, um detaillierte Bilder vom Körper und seinem Inneren zu machen. Mit der funktionellen Kernspin-Tomographie ist es möglich, Veränderungen in der Hirndurchblutung zu messen.

Wird ein Gebiet der Hirnrinde besonders gut durchblutet, erstrahlt es auf den bunten Aufnahmen in besonders hellen Farben. Von größerer Durchblutung in einem Hirnareal schließen die Forscher auf eine stärkere Aktivität in diesem Gebiet.

Angela Friederici legte Versuchspersonen verschiedene Satzvarianten vor, deren Grammatik oder Sinngehalt stufenweise verändert wurde - von "Die hungrige Katze jagt die flinke Maus" (grammatisch richtig und sinnvoll) bis zu "Der Norp Bruch Orlout Kinker Deftei Glauch Leigerei" (grammatisch und inhaltlich sinnlos). Auf diese Weise ließ sich studieren, welche Hirngebiete beim Verstehen von Sprache im Normalfall aktiv sind und welche zusätzlich in Problemfällen zu Hilfe gerufen werden.

Die Wissenschaftlerin stellte fest, dass im Bereich des linken Stirn- und Schläfenlappens so etwas wie ein Netzwerk aus Nerven besteht, dessen "Knoten" die Sprachverarbeitung vom Hören bis zur grammatischen Satzanalyse bewältigen. In der rechten Hirnhälfte ist diese Fähigkeit schwächer ausgeprägt, dafür scheint diese mehr mit der Sprachmelodie befasst zu sein, also dem wichtigen musikalischen Teil der Sprache, ihrer Rhythmen, Betonungen, Tonhöhen und Pausen.

Der Strom des Blutes im Gehirn führt die Forscher zwar zum Ort der Sprache. Aber der Schnelligkeit, mit der Gehörtes im Gehirn entschlüsselt wird, vermag er nicht zu folgen. Vom Entziffern der Laute, der Worterkennung, der grammatischen Strukturierung und dem Herstellen des Zusammenhangs bis hin zur Interpretation dauert es nur eine halbe Sekunde. Um diese Prozesse studieren zu können, messen die Leipziger Forscher die elektrische und die magnetische Aktivität der Nervenzellen. Dazu werden Elektroden überall auf der Hirnoberfläche befestigt. Weil die Signale der Sprachverarbeitung leicht in der chaotischen allgemeinen elektrischen Aktivität des Gehirns untergehen, müssen die gleichen Sprachsignale mehrfach gegeben werden. Erst dann ist es möglich, charakteristische Hirnwellen nachzuweisen.

Mit dieser Methode ist es möglich, nach dem Hören eines Satzes bei der Versuchsperson verschiedene typische Hirnwellen zu registrieren. Da ist zunächst die nach 200 Millisekunden (einer fünftel Sekunde) obligatorische "Elan"-Welle im Vorderhirn. Sie steht für eine erste Phase der Sprachverarbeitung, die die Struktur des Satzes, seine Syntax, widerspiegelt. 200 Millisekunden später folgt die mit der Wort- und Satzbedeutung befasste "P400", weitere 200 Millisekunden später rauscht bei Bedarf eine zweite Syntax-Welle ("P600") über die Hirnoberfläche.

Auf den ersten Blick verblüfft die Tatsache, dass das Gehirn zunächst die grammatische Struktur eines Satzes und erst an zweiter Stelle seine Bedeutung entschlüsselt. Es nutzt die Satzmelodie und die Grammatik, um einen Satz grob in wichtige Abschnitte zu strukturieren. Das grammatische Entschlüsselungssystem des "Elan"-Programms läuft dabei hochautomatisch und ohne bewusste Kontrolle ab. Erst dann folgt die Inhaltsanalyse. Den Grund dafür sieht die Wissenschaftlerin in den Grenzen des Kurzzeitgedächtnisses, das immer nur sieben Einheiten - Wörter, Phrasen, Sätze - zu speichern vermag. Einzelne Wörter würden diesen Speicher viel zu schnell füllen, ein längerer Satz bliebe demnach unverständlich. Wird er aber zunächst in grammatische Häppchen zerlegt, lässt er sich leichter verdauen.

Die Ergebnisse von Angela Friedericis Arbeiten deuten darauf hin, dass die Grammatik der eigentliche Kern unseres menschlichen Sprachvermögens ist. Denn einzelne Wörter können auch Affen und selbst Papageien lernen. Die Wissenschaftlerin hält es für denkbar, dass unser Gehirn über eine Art angeborene Universalgrammatik verfügt. Ähnliches hatte der amerikanische Linguist Noam Chomsky in den 50er Jahren vermutet.

Diese Annahme wird bestätigt durch die Beobachtung, dass schon Kleinkinder grammatische Satzstrukturen verstehen können. "Allerdings verlaufen bei ihnen die Verarbeitungsprozesse noch nicht so schnell und automatisiert wie bei Erwachsenen", berichtet Angela Friederici von ihren Forschungsarbeiten. "Vermutlich ist unser Sprachvermögen auf vielen verschiedenen Genen im Erbgut verankert." Es könnte den Menschen der Urzeit einmal einen Überlebensvorteil verschafft haben, weil die Sprache gemeinsame Aktionen ermöglichte.

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