Inhaltsverzeichnis

1.  Einleitung  3

2.  Artikulationsorgane  4

3.  Evolution der Sprache  5

4.  Anatomie und Funktionsweise des Gehirns  6

5.  Hirnfunktionen und ihre Lokalisierung  8

6.  Sprachzentren  11

7.  Das mehrsprachige Gehirn  12

8.  Genese des menschlichen Gehirns  13

9.  Reifungsprozesse  14

10.  Gedächtnis  15

11.  Zusammenfassung  17

12.  Literaturverzeichnis  19

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1. Einleitung

Vom heutigen Forschungsstand aus gesehen ist die spezielle Kommunikationsform Sprache ausschließlich menschlich artspezifisch, denn nur der Mensch weist die biologischen Voraussetzungen dafür auf. Gemeint sind damit die Anatomie und Funktionsweise jener Organe, die beim Produzieren, Verstehen, Planen und Verarbeiten von sprachlichen Signalen aktiv werden. Das sind also nicht nur die peripheren schallerzeugenden bzw. schallregistrierenden Organe, wie z.B. Lunge, Rachen, Mund- und Nasenhöhle oder Ohr, sondern vor allem auch das Gehirn als zentrale Steuerungsinstanz dieses komplexen und komplizierten Vorganges. Natürlich ist auch die Gedächtnisfunktion für die Sprachfunktion von ganz entscheidender Bedeutung. Da die höheren Zentren des Zentralnervensystems durch die Steuerung des gesamten Körpers auch die nichtnervlichen Strukturen der Peripherie kontrollieren, besteht eine wechselseitige Beziehung zwischen Nervengeweben und anderen Körpergeweben. Wie die Verhaltens- und Entwicklungsforschung gezeigt hat, steht das Wachstum des Nervensystems in unmittelbarer Wechselwirkung mit dem Auftreten von Verhalten. ¹ Das menschliche Verhalten, zu dem auch die Sprache zählt, hängt also von den biologisch bedingten Leistungen des menschlichen Körpers ab. Knochen, Muskeln, Nerven und Verhalten bilden eine ‚organische Einheit’, welche die spezifischen biologischen Grundlagen der menschlichen Kommunikation determiniert.

Leider ist die Forschung bis heute nicht in der Lage, alle konkreten Einzelheiten des Phänomens Sprache zu erklären oder die aufgestellten Theorien empirisch zu belegen. Daher können diese Zusammenhänge nur mehr in groben Umrissen behandelt werden. Die zur Verfügung stehenden Daten bezüglich des Artikulationskanals, der Anatomie des Gehirns, der Funktionsweise von Neuronen, der Hirnfunktionen und ihrer Lokalisierung sowie einige Konzeptionen zum Aufbau und zur Funktionsweise des Gedächtnisses sollen im Folgenden kurz besprochen werden. Dabei sei noch darauf hingewiesen, daß sich in jüngerer Zeit ein Umdenken hinsichtlich einiger dieser Konzeptionen angebahnt hat, worauf ich an gegebener Stelle eingehen werde.

¹ vergl. Lenneberg 1972

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2. Artikulationsorgane

Für die Schallproduktion der menschlichen Sprache bedarf es bestimmter anatomischer Voraussetzungen. Die spezifischen Sprachlaute hängen eng mit der Morphologie des Stimmtraktes zusammen. Dies ist im Hinblick auf die evolutionsgeschichtliche Entwicklung des Homo sapiens als auch in gewisser Weise auf die körperliche Entwicklung des Kindes zu sehen. Dabei ist neben der spezifischen Komplexität der Gesichtmuskulatur vor allem die Ausformung des Rachenraumes oberhalb des Kehlkopfes von Bedeutung. Die im Vergleich zu anderen Hominiden komplexere, differenziertere und komplizierter miteinander verflochtenere Mundwinkel- und Lippenmuskulatur des Menschen stellt eine beträchtliche Verbesserung der Mundmotilität dar. Die Anatomie und Form des Mundes ermöglicht sein schnelles und luftdichtes Verschließen sowie sein plötzliches, explosives Öffnen, welches neben der Kontrolle über die Atmung als Vorbedingung für sprachliche Artikulation gesehen werden kann. Die besondere Form des menschlichen Schädels, dessen Genese die gesamte Konfiguration der lautbildenden Strukturen beeinflußt hat, birgt eine phylogenetische Besonderheit bezüglich der Geometrie aller Resonanzräume sowie der Zungenmorphologie. Vergleicht man die Anatomie des Rachenraumes eines erwachsenen Menschen mit der von Primaten werden folgende Unterschiede besonders deutlich: Beim Menschen liegt der Kehlkopf tiefer, dadurch wird sein supralaryngaler Raum größer. Die Zungenwurzel befindet sich tief in der Senkrechten des supralaryngalen Raumes. ² Bei einem Neugeborenen dagegen soll die Ausformung dieses Raumes der von Primaten, prähistorischen Hominiden und anderen Säugetieren ähneln. Erst mit etwa neun bis zwölf Monaten werden sich die Grundzüge dieser Ausformung entsprechend entwickelt haben. Ab diesem Zeitpunkt fangen Kleinkinder an zu sprechen. Diese Ähnlichkeit wird jedoch inzwischen von einigen Forschern bestritten. 3

² Lenneberg (1972) vergleicht die Morphologie des menschlichen Stimmapparates, incl. der gesamten Gesichtsmuskulatur, des Gebisses, der Epiglottis und des Kehlkopfes sowie der Physiologie der Innervation und der Strukturen der Bewegungskoordination, mit dem anderer Hominiden bezüglich ihrer Auswirkungen auf die Phonation, wobei jedoch nicht jeder strukturelle Unterschied des menschlichen Traktes als biologischer Vorteil für die Artspezifität menschlicher Sprache gesehen werden kann. Die für die Artikulation bedeutsamsten Unterschiede scheinen mir die im Text beschriebenen zu sein, v.a. die von Brandt (2000) und Wode (1993) angeführte Ausformung des supralaryngalen Raumes.

³ vergl. Brandt 2000

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3. Evolution der Sprache

Die Fähigkeit des Menschen, Stimmlaute in der uns bekannten Weise zu manipulieren, scheint in einem Prozeß kontinuierlicher Entwicklung seit über einer Million Jahren entstanden zu sein. Überhaupt stellt Sprache ein so komplexes Verhaltensprogramm dar, daß es sich höchstwahrscheinlich nur über zahlreiche Zwischenstufen in einem millionenjährigen Prozeß entwickeln konnte. Dabei mußte diesem durch Zufall entstandenen Verhalten ein selektiver Vorteil innewohnen. Alle Vermutungen bezüglich dieser evolutiven Vorstufen der Sprachfähigkeit sind jedoch höchst spekulativ. Manche Wissenschaftler gehen davon aus, daß die menschliche Sprachfähigkeit als zunächst latente Disposition bestand, und ihr Erfolg für die Spezies erst auf der Basis institutionalisierter Sprachen zum Tragen kam, also im Rahmen der kulturellen und nicht der biologischen Evolution. ⁴ Da die Sprachfähigkeit jedoch aufs engste mit allgemeinen kognitiven Fähigkeiten verbunden ist, muß die Sprachevolution jedenfalls an die Kognitionsevolution des Menschen gekoppelt gewesen sein. Erste Anfänge für sprachliche Kommunikation lassen sich für die Epoche des Homo habilis annehmen. Die evolutionsgeschichtliche Ausprägung zur Sprachfähigkeit in unserem Sinne hat sich vermutlich gegen Ende der Epoche des Homo erectus vor etwa 350.000 Jahren vollzogen. Seit etwa 40.000 Jahren ist allerdings erst mit einer konkreten, sich differenzierenden Sprachentwicklung zu rechnen.

Die Forschung geht aufgrund fossiler Daten davon aus, daß sich der Kehlkopf des Menschen im Zuge seiner Phylogenese nach unten verlagert hat und meinte lange Zeit, daß erst mit dem Homo sapiens der menschliche Vokaltrakt in seiner heute ausgeprägten Form aufgetreten sei. Ältere Studien, welche versuchten, die Anatomie des Vokaltraktes von Neandertalern aufgrund der fossilen Artefakte zu rekonstruieren, gingen davon aus, daß der supralaryngale Raum des Neandertalers von dem des modernen Menschen noch sehr verschieden gewesen sein soll. Zwar wurde aufgrund seiner sozialen Leistungen bereits eine gewisse Sprachfähigkeit für den Neandertaler angenommen, doch sollte sich diese Sprache lautlich noch sehr von der uns bekannten Lautsprache unterschieden haben. ⁵ Modernste archäologische Forschungen haben diese Schlußfolgerungen jedoch inzwischen widerlegt. In Bezug auf den oberen Respirationstrakt sprechen die Befunde deutlich für eine moderne menschliche supralaryngale Morphologie beim Neandertaler. ⁶ Aufgrund der Anatomie kann demselben also nicht die menschliche Artikulationsfähigkeit abgesprochen werden. Wie die

⁴ vergl. Bierwisch 1992

⁵ vergl. Lieberman 1984

⁶ vergl. Brandt 2000

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Struktur und Komplexität der Neandertalersprache beschaffen gewesen sein mag, kann jedoch aufgrund der archäologischen oder anthropologischen Daten verständlicherweise nicht nachgewiesen werden.

4. Anatomie und Funktionsweise des Gehirns

Die anfangs dargestellte Wechselwirkung von peripherer und Gehirnfunktion soll nunmehr etwas konkreter betrachtet werden. Die klinischen Daten der Aphasieforschung zeigen, daß bei gewissen Störungen der Peripherie und der damit verhinderten Möglichkeit zur akustischen Wahrnehmung oder Artikulation trotzdem Sprache erworben werden kann, während Schäden an der Gehirnstruktur den Spracherwerb deutlicher beeinträchtigen können. Die Gehirnfunktion scheint also für das Erlernen von Sprache grundlegender zu sein als die peripheren Funktionen. Inwiefern die phylogenetische Geschichte der Gehirnstruktur die Entwicklung des menschlichen (Sprach)Verhaltens beeinflußt hat, kann leider nicht mit empirischen Daten belegt werden, die die Ursache und Wirkung dieser Beziehung offen legten. Zwar unterscheidet sich das menschliche Gehirn sehr deutlich von dem jedes anderen Lebewesens, aber es liegen keine ausreichenden Kenntnisse der physiologischen Bedeutung morphologischer Variation im Gehirn vor.

Das menschliche Gehirn als Teil des zentralen Nervensystems besteht, wie bei allen Wirbeltieren, aus dem Groß- und dem Kleinhirn. Anatomisch bestehen beide (grob gesehen) aus zwei Hemisphären, die wiederum in verschiedene Lappen unterteilt sind. Zwischen den beiden Großhirnhemisphären befindet sich eine tiefe Furche, die nach unten durch das Corpus Callosum abgeschlossen ist, über welches sich die Hemisphären gegenseitig Signale senden und so ihre Wirkungen aufeinander abstimmen. Der Umgang mit Sprache wird anscheinend über das Großhirn gesteuert, welches der stammesgeschichtlich jüngere Teil zu sein scheint und bei den höheren Lebewesen zunehmend größer ausgebildet ist. Doch auch das Kleinhirn hat sich während der gesamten Wirbeltierevolution entsprechend vergrößert. Im Verhältnis zu seiner Körpergröße besitzt der Mensch ein relativ großes Gehirn. Das ist eines der auffallendsten äußerlichen Merkmale des menschlichen Gehirns, zusammen mit dem damit verbundenen Gewicht und der starken Furchung der Oberfläche.

Die Organisation des gesamten zentralen Nervensystems ist höchst spezifisch. Es besteht aus einem ungeheuer komplexen Netzwerk von Nervenzellen. In seinem Gewebe sind etwa 100 Milliarden Nervenzellen, die Neuronen, mit deren Hilfe die Informationsverarbeitung erfolgt,

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dicht eingebettet. Die Struktur eines Neurons besteht aus dem Zellkörper (Soma) als Kern und vielzähligen Verästelungen. Dabei werden zwei Arten von faserigen Verästelungen unterschieden: die zahlreichen Dendriten, die Impulse aufnehmen sowie das Axon, das sie über seine vielen Verzweigungen wieder abgibt. Über diese Nervenfasern sind die Neuronen mannigfaltig, aber selektiv, miteinander verknüpft und geben als organische Strukturen den Informationsfluß im Gehirn weiter. Obwohl es verschiedene Arten von Neuronen gibt, so scheint ihr Verhalten doch im wesentlichen gleich zu sein, d. h. sie erzeugen elektrische Signale und senden diese über ihr Axon an die Dendriten oder das Soma der mit ihnen verknüpften Nervenzellen. Der Kontakt zwischen den Neuronen erfolgt über die knöpfchenartigen Synapsenendkolben der Nervenfasern, die zur Oberfläche des Soma und der Dendriten führen. Dabei wird jedoch die Oberfläche der Nervenzellen nicht direkt berührt, es bleibt ein winziger Spalt offen. Dieser gesamte Apparat aus Endkolben, Spalt und angrenzender Neuronenoberfläche wird Synapse genannt, und stellt die strukturelle Basis der Nervenkommunikation dar. Dieser Vorgang wird ‚Feuern’ genannt: die elektrotonischen Potenziale der Neuronen werden impulsartig über das Axon entladen. Die elektrische Ladung wird durch chemische Transmitter, die in den Synapsenspalt freigesetzt werden, auf die Oberfläche des Soma oder der Dendriten übertragen. Neuronen haben durchschnittlich etwa 100 bis 1000 synaptische Kontaktstellen. Die Stärke der Entladungen ist durch spezielle Inhibitionsmechanismen modifizierbar, die Nachrichten werden somit ‚kodiert’. Impulse, die von stärkeren Reizen herrühren, signalisieren ihre Intensität durch eine entsprechend höhere Frequenz. Ein sinnvoller Funktionsablauf entsteht dabei wahrscheinlich durch die hochkomplexe neuronale Organisation in verschiedenste spezifische Zellverbände in den Kern- und Rindenstrukturen des Gehirns, so daß sich Signale in selektiver Weise ausbreiten können. Die Großhirnrinde weist viele histologisch differenzierte Zentren auf, die genauen Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Zentren und verschiedenen Funktionen sind jedoch noch nicht ausreichend bekannt.

In der phylogenetischen Entwicklung hat mit der Zunahme des Gehirnvolumens eine Abnahme der Zelldichte der Großhirnrinde bei gleichzeitiger Zunahme der Länge und Anzahl der Dendriten und der damit verbundenen axodendritischen Synapsen stattgefunden. Die ontogenetische Entwicklung eines Mensches weist in dieser Hinsicht gewisse Ähnlichkeiten auf, da bei Hirnwachstum und Lernvorgängen ebensolche Vorgänge stattfinden.

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5. Hirnfunktionen und ihre Lokalisierung

Als Hirnfunktionen werden die verschiedenen Leistungsbereiche der Aufarbeitung und Koordinierung von Sinneseindrücken bezeichnet. Sie betreffen die sensorischen, motorischen und vegetativen Leistungen sowie die sogenannten integrativen Funktionen, zu denen u.a. der Schlaf-Wach-Zyklus, das Bewußtsein, das Gedächtnis sowie die Sprache gehören. Die Forschung ging davon aus, daß diese Funktionen von gesonderten Nervenarealen gesteuert werden, welche bei vielen Menschen im gleichen Hirnbereich lokalisiert sein sollen. Bisher konnten jedoch nur wenige einzigartige histologische Zentren entsprechenden einzigartigen sensorischen oder motorischen Rollen zugeordnet werden. Es scheint so, als wären zumindest die meisten dieser Zentren nicht nur für jeweils eine Funktion zuständig, und einzelne Funktionen scheinen ebenfalls von mehreren Zentren abhängig zu sein. Durch stimulierende Ströme konnte ein streifenförmiger Großhirnrindenbereich entlang der sogenannten Rolandischen Fissur lokalisiert werden, der als motorische Rinde bekannt geworden ist. Darin sind die jeweiligen Bezirke für die motorische Kontrolle der einzelnen Körperglieder aufgezeigt worden. Diejenigen Bezirke, welche die Motorik für das Gesicht und die Zunge repräsentieren, sind auffällig größer als die meisten anderen. Diese Struktur ermöglicht die vielen Feinbewegungen sowie die Feinheiten des Ausdrucks, die für Sprechen, Mimik und Gestik benötigt werden, um in der uns bekannten Weise kommunizieren zu können. Doch auch das Kleinhirn spielt bei der Kontrolle solcher komplexen und feinen Bewegungen eine wesentliche Rolle. 7

Es ist nicht sichergestellt, daß einer Verhaltensfunktion auch ein fester topographischer Ort in der Großhirnrinde zugeordnet werden kann, obwohl die Sprachforschung in den letzten 100 Jahren von der Existenz mindestens zweier genau lokalisierter Sprachzentren ausgegangen ist, dem frontalen (Brocasches Areal) und dem temporalen Sprachzentrum (Wernickes Areal). Da aber in der Zwischenzeit noch eine weitere Region der Rinde mit Sprache in Zusammenhang gebracht werden konnte und viele jüngere Forschungen die Ergebnisse der traditionellen Gehirn- und Sprachforschung hinterfragen, bleibt offen, inwiefern die gesamte Hirnstruktur an der Verarbeitung von Verhaltensfunktionen, wie etwa dem Sprachverhalten, beteiligt ist. Sicher ist jedoch, daß alle einzelnen Funktionen letztendlich die Ergebnisse eines funktionierenden ganzen Gehirns sind. Wenn daher heute angenommen wird, daß einzelne

⁷ Eccles (1979) berichtet über die Beziehung zwischen Kleinhirn und motorischer Kontrolle anhand von Symptomen von Kleinhirnläsionen bei Tieren und Menschen. Er kommt zu dem Schluß, daß die starke Entwicklung des Kleinhirns in der Evolution des Menschen (zusammen mit dem Großhirn als gekoppelter Evolutionsprozeß) seine motorischen Fertigkeiten und, damit verbunden, seine Sprachfähigkeit ermöglichte.

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Funktionen nur kleine Fragmente eines hochintegrierten und distributierten Netzwerkes sind, können die Sprachfunktionen nicht direkt in den struktural-funktionalen Regionen des Kortex lokalisiert werden.

Die Großhirnhemisphären unterscheiden sich trotz ihrer generellen morphologischen Ähnlichkeit in ihren Funktionen jedoch erheblich. Jede Hirnhälfte verfügt über spezifische kognitive Prozesse, d.h. sie erledigt ihre eigenen speziellen Aufgaben, man spricht dabei von Lateralisierung. Seit mindestens dem letzten Jahrzehnt geht die Forschung davon aus, daß bei Rechtshändern im allgemeinen die linke Hirnhälfte für verbale, logische und analytische Fähigkeiten zuständig ist, während die rechte Hirnhälfte auf visuell-räumliche, ganzheitliche und synthetische Aufgaben spezialisiert ist. Der Zusammenhang zwischen Händigkeit und Hemisphärenpräferenz für Sprache ist dabei jedoch nicht ausreichend gesichert. Nach traditioneller Auffassung wurde die Sprachfunktion sowie andere höhere Funktionen in den meisten Fällen ausschließlich in der linken Hirnhälfte lokalisiert, deshalb wurde diese auch als dominante Hemisphäre bezeichnet. Nur bei wenigen Menschen, z.B. bei Linkshändern, sollte die rechte Seite dominant oder die Sprachzentren in beiden Hemisphären angesiedelt sein. Das langjährige Konzept der zerebralen Asymmetrie ging davon aus, daß es nur eine wirklich funktionierende, dominante, Hemisphäre gäbe. Erst in neuerer Zeit wurde deutlich, daß das menschliche Gehirn aus zwei gleichwertigen Hemisphären besteht, die über komplementäre Funktionen verfügen. Es ist versucht worden, die genauen Funktionen der jeweiligen Hirnhälfte zu identifizieren, wobei Sprache auch weiterhin hauptsächlich der linken Hemisphäre zugeordnet wurde. ⁸ Aufgrund jüngerer Forschungen wurde diese Auffassung von der strikten Lateralisierung der Sprache zunehmend hinterfragt. Viele Forscher gestanden der rechten Hirnhälfte zwischenzeitlich mindestens die Dominanz der Verarbeitung nichtsprachlicher auditorischer Reize, u.a. von Intonation, emotiver Schattierung und Kontext ⁹ , zu. Daten, die z.B. auf Untersuchungen an Spalthirnpatienten oder an Mehrsprachigen beruhen, deuteten auf eine weitergehende linguistische Kapazität der rechten Hemisphäre hin und ließen somit vermuten, daß diese bei der Bewältigung bestimmter sprachlicher Aufgaben eine größere Rolle spielt, als noch bis dahin angenommen wurde. Es wurde die Annahme geäußert, daß möglicherweise auch die Sprachfunktion in das

⁸ Moscovitch stellte 1973 die These auf, daß die linke Hemisphäre die linguistischen Verarbeitungsprozesse der rechten Hemisphäre normalerweise hemmt. Fallen diese inhibitorischen Einflüsse weg, z.B. bei Spalthirnpatienten, kann die rechte Hemisphäre in ihrer Sprachverarbeitung aktiv werden. Auf diese Weise sollte auch die große Variabilität der aphasischen Restsprache erklärt werden, welche nämlich davon abhängig sei, welche der intakten Regionen der linken Hemisphäre inhibierenden Einfluß auf die rechte geltend machen können.

⁹ z.B. beim Verständnis von Metaphern oder indirekten Sprechakten

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allgemeinere Bild harmonisch arbeitsteiliger Hemisphären, die sich in ihren Zuständigkeiten ergänzen, eingeordnet werden könnte. Allerdings wurden die Daten der Spalthirn-Untersuchungen von vielen Forschern sehr unterschiedlich interpretiert, so daß lange Zeit keine einheitlichen Ergebnisse vorlagen. ¹⁰ Jüngere Experimente an Patienten mit linkshemisphärischen Läsionen als auch an solchen mit rechtshemisphärischen Verletzungen haben gezeigt, daß erstere trotz mehr oder weniger gravierender Sprachstörungen noch zu interaktivem Sprachverhalten fähig sind, während letztere, trotz Erhaltung ihrer Sprachfähigkeit, beträchtliche Störungen in der kommunikativen Interaktion zeigen. Es wird angenommen, daß in der rechten Hirnhälfte zumindest die pragmatischen Informationen der Sprache, wie Prosodie und Kontext verarbeitet werden. 11

Es gibt Anzeichen dafür, daß bestimmte Verletzungen oder andere Störungen der linken Hemisphäre bei Kindern bis zu einem gewissen Alter nicht dieselben Sprachstörungen wie bei Erwachsenen zur Folge haben bzw. Spracherwerb überhaupt trotzdem in vielen Fällen möglich ist. Daher wird angenommen, daß die rechte Hirnhälfte während dieser Entwicklungsphase in der Lage ist, Funktionen der linken Hemisphäre zu übernehmen. Das könnte entweder darauf hinweisen, daß die rechte Hemisphäre in noch stärkerem Maße an der Sprachfunktion beteiligt ist als bisher bestätigt werden konnte, oder darauf, daß Lateralisation noch nicht mit der Geburt gegeben ist. Diese Vermutungen sind jedoch heftig umstritten. Manche Forscher haben in der Lateralisation eine Vorbedingung für die Sprachevolution gesehen. Andere sehen in ihr eher einen Effekt als die Ursache der Gehirn-Sprache-Koevolution, und nehmen an, daß sich Lateralisation während der individuellen Sprachentwicklung eines Menschen herausbildet. 12

Auch die Frage nach den geschlechtsspezifischen Unterschieden bei der Lateralisation, z.B. in Bezug auf die Sprachentwicklung, kann nicht mit Gewißheit beantwortet werden. Es scheint so, als ob Mädchen schneller lesen lernen als Jungen, weniger Lesestörungen im Entwicklungsalter haben, und es wird ihnen häufig eine generelle Überlegenheit in den

¹⁰ Eccles (1979) berichtet über Spalthirn-Untersuchungen, die zeigen, daß die rechte Hemisphäre in hohem Maße selbständig an der Verarbeitung sprachlicher Signale beteiligt ist, doch werden diese Verarbeitungsprozesse vom Patienten selbst nicht bewusst wahrgenommen. Er bringt somit einen Zusammenhang zwischen linker Hemisphäre und Bewußtsein ins Spiel. Auch Linke (1981) führt eine Untersuchung an, welche gut ausgebildete sprachliche Fähigkeiten (allerdings unterschiedlichen Ausmaßes) in beiden Hemisphären unabhängig voneinander festgestellt hatte.

¹¹ Deacon (1997) weist auf die Möglichkeit hin, daß die Verarbeitung von Prosodie und Kontext in der rechten und die phonemische und Wortanalyse in der linken Hemisphäre Ausdruck dafür sein könnte, wie das Gehirn beide Vorgänge mit nur minimaler gegenseitiger Interferenz gleichzeitig verarbeiten kann. Eine solche langfristige Entwicklungsspezialisation würde seiner Meinung nach möglicherweise weitergehende linguistische Fähigkeiten der rechten Hirnhälfte verdecken.

¹² vergl. Deacon 1997

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sprachlichen Fähigkeiten zugeschrieben. Jungen wird dagegen schon früh eine Überlegenheit der visuell-räumlichen Fähigkeiten nachgesagt. Vermutungen, daß Jungen früher und deutlicher lateralisieren als Mädchen bzw. daß bei Frauen eine bilaterale Repräsentation von Sprache oder visuell-räumlichen Funktionen besteht, konnten bisher allerdings nicht eindeutig geklärt werden und bedürfen weiterer empirischer Forschungen. Fest steht heute jedenfalls, daß in jeder Gehirnhälfte essentielle und komplexe Funktionen verarbeitet werden, und daß bei einer Trennung der Hemisphären nachweisbare Störungen solcher Funktionen auftreten.

6. Sprachzentren

Zu der Zeit, als die Hirnforschung zwischen dominanter und nichtdominanter Hemisphäre unterschied, rechnete man mit nur zwei Sprachzentren in der linken Hemisphäre. Der von Paul Broca 1861 lokalisierten Region wurden Zuständigkeiten für die Produktion und die Motorik von Sprache zugeordnet, während das von Carl Wernicke 1874 beschriebene Zentrum für das Sprachverständnis verantwortlich gemacht wurde. Diese Regionen bestehen aus bestimmten zytoarchitektonischen Feldern der linken Großhirnrinde. Es war erwartet worden, daß sich höchst spezialisierte Muster neuronaler Verknüpfung in den Sprachzentren ausbilden würden, doch die konkrete physiologische Bedeutung der histologischen Unterschiede in den Sprachregionen, aber auch in den anderen Bereichen der Großhirnrinde, ist bis heute nicht bekannt. Später wurde noch eine dritte Zone, die supplementär motorische obere Sprachrinde entdeckt.

Nachgewiesen und lokalisiert wurden die Sprachzentren durch klinische Beobachtungen von Hirnkrankheiten, traumatischen Hirnverletzungen und chirurgischer Exzision bestimmter Teile des Gehirns, durch elektrische Reizungen an Patienten bei Hirnoperationen, durch Experimente zum Sprachverhalten von Spalthirnpatienten, durch dichotisches Hören und durch die Injektion von Barbituraten. Doch es ist festgestellt worden, daß die Theorie von der eng begrenzten Lokalisation der Sprachfunktion in vielen Fällen nicht mit den klinischen Daten übereinstimmt. Die angefertigten ‚Hirnrindenkarten’ der verschiedenen aufgetretenen Sprachstörungen variieren ganz erheblich, und die Beobachtungen des Sprachverhaltens Hirnverletzter und -operierter widersprechen den Vorraussagen der Theorie so häufig, daß eher ein Zusammenhang zwischen der Verletzungsart als dem Verletzungsort und den daraus folgenden Sprachstörungen vermutet werden könnte. Es gibt also keinen Beweis für ein oder mehrere absolute Sprachzentren, jedoch ist versucht worden, die Sprachfunktion zumindest

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statistisch zu lokalisieren. Dabei muß in Betracht gezogen werden, daß sich die meisten dieser Beobachtungen ausschließlich auf die Hirnrinde konzentrierten, während den ebenfalls physiologisch aktiven subkortikalen Hirnstrukturen kaum Beachtung geschenkt worden ist. Dabei gibt es deutliche Anzeichen dafür, daß diesen Strukturen eine Beteiligung an Sprache bzw. Sprechvorgang zugeordnet werden kann, zum mindesten in Bezug auf die motorische Koordination. Es wurde in jüngeren Forschungen darauf hingewiesen, daß die bisher lokalisierten Sprachzentren innerhalb prädominanter Input- und Output-Kreisläufe platziert sind. Das Brocasche Areal liegt in der Mund-Zunge-Kehlkopf-Region des motorischen Kortex und Wernickes Areal befindet sich innerhalb des auditiven Kortex. ¹³ Somit erscheinen die traditionellen Interpretationen der Aphasieforschung in einem neuen Licht.

7. Das mehrsprachige Gehirn

Die Untersuchungen an Mehrsprachigen, deutet darauf hin, daß die rechte Hirnhälfte stärker an der Verarbeitung sprachlicher Signale beteiligt ist, als bisher angenommen wurde. Anscheinend können Zweitsprachen in der jeweils anderen Hemisphäre repräsentiert sein als in der für die Muttersprache dominanten. Die Ergebnisse sind jedoch z.T. widersprüchlich. ¹⁴ Das Alter des Zweitspracherwerbs scheint dabei eine ausschlaggebende Rolle zu spielen, so daß die höhere Beteiligung der rechten Hemisphäre besonders dann festgestellt werden kann, wenn die Zweitsprache erst nach der frühen Kindheit erworben wurde. Wie bereits angesprochen wird vermutet, daß die linke Hemisphäre primär analytisch, und die rechte mehr holistisch bzw. ganzheitlich arbeitet. Auf die sprachliche Ebene übertragen hieße das, die linke Hirnhälfte ist für eine regelgeleitete Verarbeitung zuständig, während die rechte stereotype und formelhafte Sprachverwendung verarbeitet. Für L2-Lerner würde das bedeuten, daß die rechte Hirnhälfte umso stärker involviert wäre, je weniger Regeln der Fremdsprache beherrscht und dementsprechend viele formelhafte Ausdrücke verwendet würden, also z.B. bei Anfängern. ¹⁵ In derselben Weise müßte die rechte Hemisphäre auch bei Kindern zu Beginn ihres Spracherwerbs stärker beteiligt sein. Diese Vermutungen lassen sich

¹³ vergl. Deacon 1997

¹⁴ Friederici (1984) gibt jeweils eine Reihe von Studien über Bilinguale an, in denen entweder die linke Hemisphäre sowohl für die Muttersprache als auch für die Zweitsprache dominant zu sein scheint oder in denen über eine unterschiedliche Lateralisierung für beide Sprachen berichtet wird.

¹⁵ Deacon (1997) weist allerdings auch auf hochkompetente Mehrsprachige wie Simultanübersetzer hin, bei denen anscheinend die verschiedenen Sprachen in jeweils verschiedenen Hemisphären dominant verarbeitet werden.

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bisher jedoch nicht beweisen, insgesamt ist das Forschungsbild sehr uneinheitlich und die Funktion der rechten Hirnhälfte beim Sprachvorgang noch ziemlich unklar.

8. Genese des menschlichen Gehirns

Oftmals ist ein evolutionistischer Zusammenhang zwischen der Größe des menschlichen Gehirns und der menschlichen Sprachfähigkeit postuliert worden. Dafür könnte sprechen, daß der Mensch im Vergleich zu seiner Körpergröße über das relativ größte Großhirn verfügt und menschliche Sprachen die komplexesten unter den bekannten Kommunikationssystemen von Lebewesen sind. Das menschliche Gehirn weist, ganz allgemein gesprochen, zusätzliche offensichtliche Fähigkeiten auf, durch die es sich von den Gehirnen anderer Primaten in qualitativer und quantitativer Weise abhebt. Daß jedoch die Größe des menschlichen Gehirns seit über einem Jahrhundert beinahe wie selbstverständlich als Ursache für die einzigartige menschliche Intelligenz und somit auch der menschlichen Sprachfähigkeit angesehen worden ist, beruht nicht auf diesbezüglichen Daten, sondern wahrscheinlich eher auf anthropozentristischen Vorurteilen. Denn wenn auch während der Hominisation ein allgemeiner Trend zur Vergrößerung der Hirnrinde feststellbar ist, so läßt sich doch aufgrund der Gehirngröße keine direkte Aussage zu einer damit in Beziehung stehenden kognitiven Leistungsfähigkeit treffen. Es gibt weit größere Gehirne als das menschliche, z.B. bei Walen oder Elefanten. Auch was das Verhältnis von Körper- und Gehirngröße anbelangt, so muß bedacht werden, daß die kleinsten Säugetiere die relativ größten Gehirne haben. Wir wissen nicht genau, warum unser Gehirn diese Größe hat und wovon Intelligenz und mentale Funktionen tatsächlich abhängen, da die funktionalen Konsequenzen des Gehirnvolumens nicht bekannt sind. Ein größeres Gehirn bedeutet nicht automatisch eine höhere Verarbeitungskraft. In Bezug auf kognitive Leistungen, wie z.B. die Sprache, spielt die Organisationsstruktur des Gehirns sicherlich eine weitaus wichtigere Rolle. Jedoch muß zugestanden werden, daß die Hirngröße, zumindest hinsichtlich kleinerer Gehirne, höchstwahrscheinlich einen limitierenden Faktor in der Sprachevolution darstellt. Die Ontogenese der Gehirnstruktur und das Zustandekommen der vielzähligen höchst komplex organisierten neuronalen Verknüpfungen kann als ein ungeheurer ineinander greifender Prozeß spezifischer chemischer Mitteilungen gesehen werden. Der sogenannte Gehirn-Körpergewichts-Quotient ist bei allen Säugetieren bei der Geburt verschieden von dem bei Erreichen der körperlichen Reife. Der Wachstumsverlauf des menschlichen Gehirns

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unterscheidet sich jedoch ganz erheblich von dem anderer Primaten. Bei der Geburt beträgt das Gewicht des menschlichen Gehirns nur etwa 24% seines Endgewichtes, das ist proportional gesehen erheblich weniger als bei jedem anderen Säugetier. Es ist bereits in Groß- und Kleinhirn unterteilt, Struktur und Funktionsweise der Neuronen sind vorhanden. Die Zuwachsrate des Hirngewichts in den allerersten Lebensjahren ist also beträchtlich höher als bei allen anderen Primaten.

Wie bereits angeführt, scheint allein die Größe bzw. Masse des menschlichen Gehirns nicht generell ausschlaggebend für die menschliche Sprachfähigkeit zu sein, sondern vielmehr seine komplexe Organisation, die möglicherweise erst im Verlauf des starken Wachstums so weit ausdifferenziert wird. Diese Vermutungen sind jedoch noch nicht vollkommen gesichert. Es ist auch nicht genau bekannt, ob sich die Anzahl der Neuronen beim Hirnwachstum erhöht. Jedenfalls nehmen Zahl und Dichte der Verknüpfungen zwischen ihnen in hohem Maße zu.

9. Reifungsprozesse

Kinder beginnen in der Regel zwischen dem 12. und dem 18. Monat mit dem Spracherwerb. Dieser erfolgt spontan und ohne systematische Instruktion. Dieses kann nur aufgrund von bestimmten Reifungsprozessen des kindlichen Organismus geschehen. Sie betreffen neben den bereits erwähnten Veränderungen der Anatomie des Stimmtraktes vor allem die Entwicklung des Zentralnervensystems. Spracherwerb folgt dabei also einem endogen gesteuerten Entwicklungsschema, welches an kritische Phasen gebunden ist. Haben diese Reifungsprozesse ein kritisches Minimum von Fähigkeiten erreicht, setzt unter normalen Bedingungen der Spracherwerb ein. Er erfolgt nach einem genauen sprach-spezifischen Reifungsplan. Dabei geht der Periode der Spracherzeugung eine Periode des Sprachverständnisses voraus. Während der ersten zwei Lebensjahre erfolgt eine sehr schnelle Zunahme des Gehirngewichts, wobei auch ein beträchtliches Wachstum der Neuronen stattfindet; danach verlangsamt sich das strukturelle Wachstum. In dieser Zeit lernen gesunde Kinder ihre Muttersprache(n) automatisch, es ist dafür keine besondere Anleitung nötig. Das bedeutet, daß Sprache als artspezifisches Verhaltensmuster von angeborenen Mechanismen determiniert ist. Die Natur dieser angeborenen Sprachsteuerungsprozesse ist jedoch noch nicht erklärbar. Sicher ist jedoch, daß an dem Hervorbringen von Sprache viele Teile des Gehirns beteiligt sind, und die allgemeinen kognitiven Fähigkeiten in diesem Zusammenhang eine sehr bedeutende Rolle spielen. Es wird angenommen, daß die interhemisphärische

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Plastizität des Kindergehirnes in den verschiedenen Stadien der Sprachentwicklung abnimmt, was in einem engen Zusammenhang mit den verschiedenen kognitiven Entwicklungsstadien gebracht wird. Die Entwicklungsphase des primären Spracherwerbs endet daraufhin wahrscheinlich mit dem Eintritt in die Pubertät, da in diesem Alter die Flexibilität für zerebrale Reorganisationen verloren gehen soll, d.h. das Gehirn ist dann vollständig entwickelt und die Hirnfunktionen somit festgelegt. Einige Forscher legen diese abgeschlossene Gehirnentwicklung jedoch schon wesentlich früher fest und manche gehen davon aus, daß auch nach dem zwölften Lebensjahr noch Sprachentwicklungsfähigkeiten bestehen. Auch in diesem Falle besteht also kein einheitliches Forschungsbild. Sicher scheint inzwischen nur zu sein, daß obwohl der Sprachbeginn und die Entwicklung der motorischen Koordination oftmals weitgehend zeitgleich erfolgen, die Reifungsprozesse für die Sprachentwicklung und die motorische Koordinationsfähigkeit voneinander unabhängig erfolgen.

10. Gedächtnis

Als Gedächtnis wird einerseits die Fähigkeit, sich etwas bewußt oder unbewußt zu merken, und andererseits der Ort, an dem diese Information gespeichert wird, bezeichnet. Generell läßt sich sagen, daß ohne Gedächtnis kein umfassendes Erkennen und keinerlei planvoll aufgebautes, zielgerichtetes Verhalten möglich ist. Die Ausführung von Handlungen und sprachliche Äußerungen setzen das Vorhandensein von ausgearbeiteten Handlungsplänen, Aktionsmustern u.ä. voraus. Da also sprachliche Strukturen gelernt bzw. gespeichert werden müssen, spielt das Gedächtnis beim Spracherwerb eine wesentliche Rolle, und auch der zeitliche Zusammenhang von sprachlichen Äußerungen kann nur unter Mitwirkung der Gedächtnisfunktion koordiniert werden.

Die Gedächtnisforschung hat die seit Platon existierende Idee von organischen Gedächtnisspuren, den sogenannten Engrammen, aufgegriffen. Dabei wurden in den letzten Jahrzehnten insbesondere zwei Hypothesen untersucht. Eine dieser Hypothesen beruht auf der Annahme, daß sich ‚Gedächtnismoleküle’ durch Protein- bzw. Ribonukleinsäure-Synthese bilden. Die andere geht von elektrophysiologischen Veränderungen im Gehirn durch spezifische Erregung aus. Durch selektive Bahnung im Zentralnervensystem könnten

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Erregungsmuster entstehen, in denen sich die Erfahrungen eines Individuums abbilden. ¹⁶ Es ist nach bisherigem Forschungsstand jedoch nicht möglich, Gedächtnisspuren exakt zu beschreiben.

Neben der Suche nach der physiologischen Natur des Gedächtnisses wurde versucht, seine allgemeinen Eigenschaften und Funktionen herauszuarbeiten. Es scheint jedoch inzwischen klar zu sein, daß die Modelle für Lang-, Intermediär- und Kurzzeitgedächtnis, die die Gedächtnisforschung in den 60er bis 70er Jahren aufgestellt hat, unzureichend sind, um die Funktionsweise des menschlichen Gedächtnisses zu beschreiben. Modernere Forschungen haben gezeigt, daß das Gedächtnis stark selektiv arbeitet, und daß dieser Vorgang ist weitgehend unbewußt ist. Die Art der Kenntnisse wird dadurch unterschieden, wie lange sie behalten werden. Irrelevante Details werden weggelassen, Einzelheiten und nur kurzfristig Benötigtes, wie z.B. sprachliche Struktur, werden schnell wieder vergessen. Übrig bleiben nur globale Quintessenzen, die Sinngehalte von Äußerungen oder Erfahrungen. Entsprechend erinnert man sich nicht an alle Einzelheiten aus früheren Erlebnissen, was fehlt muß in der Erinnerung rekonstruiert werden. Dies geschieht in erstaunlich kurzer Zeit, so daß es meist gar nicht bemerkt wird.

Das Gedächtnis kann in starkem Maße selbst aktiv werden und Informationen eigenständig (unbewußt) verarbeiten, so wird beispielsweise früheres Wissen und der situative Kontext deutend mitberücksichtigt. Auch ist längst nachgewiesen, daß bewußtes Lernen nicht aus einem mechanischen Einprägen des angebotenen Lernstoffs besteht. Das Gedächtnisabbild des Lernenden wird wesentlich durch Motivation, Zielvorstellungen, Schlußfolgerungen und vorhandenes Wissen geprägt. Auch das Zusammenspiel mehrerer verschiedener Sinneswahrnehmungen ist dabei von großer Bedeutung, da sich herausgestellt hat, daß ein breiterer Erfahrungshintergrund das ‚Einprägen’ fördert. Das läßt auf einen hohen Organisationsgrad der Verarbeitung, die bereits beim Aufnehmen von Gedächtnisinhalten erfolgt, schließen. Allgemein läßt sich also sagen, daß das Gedächtnis anscheinend in einem engen Zusammenhang mit verschiedensten kognitiven Prozessen steht. Diese Erkenntnisse sind nicht mehr mit den bisherigen Gedächtnismodellen aus den 60er Jahren vereinbar, in denen die Informationsverarbeitung in mehreren nacheinander zu durchlaufenden Speichern erfolgt. Einwände gegen derartige Speichermodelle betreffen u.a. den sequentiellen Charakter der Informationsverarbeitung und die Trennbarkeit der Speicher. Im Hinblick auf Sprache und

¹⁶ Eccles (1979) nimmt an, daß das kurze Gedächtnis auf den Operationsmustern neuronaler Regelkreise beruht, die in komplexen Wiedereintrittsbahnen in der Großhirnrinde verlaufen sollen. Allgemein setzt er voraus, daß Erinnerungen auf irgendeine Weise in den neuronalen Verbindungen des Gehirns verschlüsselt sind, wobei die strukturelle Grundlage in Modifikationen der Synapsen, wie z.B. einer erhöhten Transmitterausschüttung oder einer zusätzlichen Ausbildung von Synapsen, zu finden sein könnte.

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Sprachenlernen schlußfolgert die Gedächtnisforschung heute, daß das Gedächtnis auf mehreren Kanälen gleichzeitig Informationen verarbeiten kann. Weiterhin bestehe es anscheinend aus verschiedenen autonomen Systemen, die jeweils spezielle Leistungen erbringen. Dabei wird von Modulen als Einheiten der Informationsverarbeitung gesprochen, z.B. einem optischen Modul oder einem Sprachmodul. Diese Auffassungen ließen sich jedoch bisher noch nicht empirisch belegen.

10. Zusammenfassung

Sprache ist ein artspezifisches Merkmal des Menschen. Sie ist das Endergebnis vieler zusammenwirkender Prozesse, die von vielfältigen zerebralen bzw. kognitiven Mechanismen abhängen.

Im Verlauf seiner phylogenetischen Entwicklung erfuhr der menschliche Stimmapparat eine Anzahl von Spezialisationen, z.B. geometrische Transformationen, die eine unmittelbare Wirkung auf die Akustik der menschlichen Sprachlaute zur Folge hatten. Am bedeutsamsten scheint dabei die Ausformung des supralaryngalen Raumes zu sein. Auch das menschliche Zentralnervensystem erlebte eine Vielzahl von Neubildungen, die anscheinend günstige Voraussetzungen für die Ausbildung der Sprachfunktion schufen. Das Auftreten von neuzeitlicher Sprache wird mindestens seit dem modernen Menschen vermutet, die genaue Datierung des Entwicklungsbeginns ist jedoch nicht möglich. Das menschliche Gehirn unterscheidet sich hinsichtlich seiner Morphologie und seinen kognitiven Leistungen deutlich von den Gehirnen anderer Lebewesen, doch die konkreten Beziehungen zwischen seiner Physiologie und seinen Funktionen sind noch immer ungeklärt. Im gesamten Zentralnervensystem erfolgt die Informationsübertragung mittels kodierter Signale durch modifizierte Impulse, die sich aufgrund chemischer Synapsenübertragung ausbreiten. Diese ‚Sprache des Gehirns’ ist als biologischer Mechanismus allen Wirbellosen und Wirbeltieren eigen, das hochkomplexe menschliche Verhalten und seine einzigartigen kognitiven Leistungen werden dabei höchstwahrscheinlich durch die spezifische menschliche neuronale Organisationsstruktur hervorgebracht.

Die Lokalisation der Hirnfunktionen und dabei insbesondere die Frage nach der Lateralisierung von Sprache ist heute höchst umstritten. Trotz der Vielzahl von Untersuchungen und Experimenten zeigen sich recht unterschiedliche und teilweise in scharfem Kontrast stehende Ergebnisse. Diese oftmals widersprüchlichen Daten lassen bisher

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noch kein einheitliches Forschungsbild zu, es wird jedoch heute verstärkt von einer linguistischen Kompetenz beider Hemisphären ausgegangen und ein Zusammenwirken verschiedener Teile des gesamten Gehirns vermutet.

In der phylogenetischen Entwicklung des menschlichen Gehirns läßt sich eine kontinuierliche Zunahme des Hirnvolumens feststellen, doch eine generelle Beziehung zwischen Gehirngröße und Sprachfähigkeit konnte dabei nicht nachgewiesen werden. Eine diesbezügliche Besonderheit weist allerdings die ontogenetische Hirnentwicklung auf. Das extrem starke Wachstum nach der Geburt könnte möglicherweise die Voraussetzung für die Herausbildung der spezifischen Organisationsstruktur des menschlichen Gehirns darstellen, die ein so hochkomplexes Verhalten wie Sprache hervorzubringen vermag. Der Spracherwerb wird, wie die anderen Verhaltensfunktionen auch, von endogenen Reifungsprozessen gesteuert. Die organischen Veränderungen führen zu einer kritischen Periode, während derer ein Kind spontan und ohne systematische Instruktion Sprache erwirbt. Das Gedächtnis spielt beim Spracherwerb bzw. dem Sprachverhalten überhaupt eine ganz entscheidende Rolle. Seine physiologische Natur und Funktionsweise sind jedoch bis heute weitgehend ungeklärt. Die verschiedenen modalitätsspezifischen Sinneswahrnehmungen werden dabei anscheinend von verschiedenen autonomen Systemen gleichzeitig verarbeitet.

Abschließend läßt sich sagen, daß die jüngere Forschung dazu beigetragen hat, die biologischen Grundlagen des menschlichen Sprachvermögens, nicht zuletzt dank neuerer Untersuchungsmethoden, weiter zu erhellen. Das grundsätzliche Problem, mentale Vorgänge physiologisch zu erklären, bleibt weiterhin ungelöst.

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