Es ist eine besondere Fähigkeit des Menschen: Unter den Primaten sind wir in einzigartiger Weise in der Lage, die Tonhöhe unserer Stimme bewusst zu steuern. Diese Begabung hat neben der Bedeutung beim Singen eine wichtige Funktion im Rahmen der Kommunikation: Je nachdem, wie Wörter oder Silben in einem Satz durch die Stimmlage oder Satzmelodie betont werden, kann das Gesprochene eine andere Bedeutung bekommen. In vielen Sprachen der Welt ist dieser Aspekt besonders ausgeprägt – man spricht von tonalen Sprachen. Ein Beispiel ist das chinesische Mandarin.
In den tonalen Sprachen gibt es viele Wörter, deren Bedeutung sich klanglich nur durch den Tonverlauf oder die Tonhöhe unterscheidet. Auch in der Grammatik spielt dieser Aspekt eine wichtige Rolle. Prinzipiell kommt die Stimmlage aber auch in nicht tonalen Sprachen wie dem Deutschen oder Englischen zum Tragen. Ein Beispiel: “Ich habe nie gesagt, dass sie mein Geld gestohlen hat”. Je nachdem, welche Melodie beziehungsweise Wortbetonungen man diesem Satz verpasst, ändert sich der Fokus und damit die Bedeutung der Aussage.
Der Stimmkontrolle auf der Spur
Der Untersuchung der neuronalen Steuerung der Intonation widmet sich ein Forscherteam um Edward Chang von der University of California in San Francisco. “Unser übergeordnetes Ziel sind Einblicke darin, wie das Gehirn uns durch Sprache kommunizieren lässt. In dieser speziellen Studie wollten wir untersuchen, wie neuronale Aktivität die Stimmlage im Kehlkopf steuert, wenn wir sprechen”, erklärt Chang. “Einblicke in die derartige Zusammenhänge könnten uns helfen zu verstehen, wie Menschen überhaupt die Sprachfähigkeit entwickelt haben”, so der Hirnforscher.
Im Rahmen ihrer Studie nahmen die Forscher gezielt einen vielversprechenden Hirnbereich ins Visier: den sogenannten bilateralen dorsalen laryngealen motorischen Kortex (dLMC). Diese Hirnregion liegt zwischen bekannten Arealen, die für die Kontrolle der Hand und des Mundes sorgen. Ist der dLMC demnach vielleicht für den Kehlkopf zuständig? Um dieser Frage nachzugehen, bekamen die Forscher Unterstützung von speziellen Freiwilligen: Epilepsie-Patienten, die eine temporäre Implantation von Hirnsensoren zur Behandlung von Anfällen besaßen. Während die Forscher die Hirnaktivität der Probanden aufzeichneten, sollten diese singen und anschließend einen Satz mit unterschiedlicher Melodie sprechen, um ihm eine andere Bedeutung zu geben: “Ich habe nie gesagt, dass sie mein Geld gestohlen hat”.
Lokalisiert!
So konnten die Forscher dokumentieren: Tatsächlich waren spezifisch Nervenzellen im dLMC aktiv, wenn die Probanden die Tonhöhe sowohl beim Singen als auch beim Sprechen variierten. Bei anderen sprachlichen Prozessen, wie den Bewegungen der Zunge oder des Mundes schwieg dieser Hirnbereich hingegen, berichten die Wissenschaftler. Dass der dLMC die Muskeln des Kehlkopfes dirigiert, konnten sie zudem durch leichte Stimulationen dieser Hirnregion über die Implantate bei den Epilepsie-Patienten dokumentieren: Durch die Reizung begann sich der Kehlkopf der Probanden unwillkürlich zu bewegen. “Wir fanden sogar bestimmte Teilbereiche im dLMC, die spezifische Kehlkopfmuskeln und Funktionen ansprechen“, berichtet Chang.
