Spectro-temporal dynamics of sensorimotor integration underlying laterlization of speech production
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Unsere Arbeitsgruppe untersuchte Aktivität und funktionelle Schleifen im Gehirn von sprechenden Menschen. Uns interessierte hierbei v.a. der Unterschied zwischen der Verarbeitung in der linken im Vergleich zur rechten Hirnhälfte. Nur die linke Hirnhälfte kann Sprache produzieren, aber auch die rechte Hirnhälfte leistet einen Beitrag. Insofern könnten funktionelle Besonderheiten der linken Hirnhälfte auf einen Ursprung der Spezialisierung der linken Hirnhälfte für Sprache hinweisen. Sprache besteht sowohl aus schnellen als auch langsamen Veränderungen der Schallwellen in hohen und tiefen Frequenzbereichen. Wir untersuchten, ob die Linkslateralisierung der Sprachproduktion mit einer besonderen Präferenz der linken Hörrinde für die Analyse relativ schneller Signalveränderungen, wie sie sowohl für das Sprachverständnis als auch für die Produktion wichtig sind, einhergeht. Derartig rasche Veränderungen des Sprachsignals erlauben z.B. die Unterscheidung individueller Konsonanten. In der Tat konnten wir besser aus der linken als aus der rechten Hörrinde und assoziierten Regionen relativ schnelle Veränderungen auslesen, während die rechte Hörrinde und umgebende Areale rekrutiert wurden, wenn zusätzlich langsame Veränderungen des Sprachsignals verarbeitet wurden. Parallel hierzu fand sich eine Linkslateralisierung für die Kontrolle höherfrequenter Sprachparameter und eine Rechtslateralisierung für die Verarbeitung niedrigfrequenter Eigenschaften der Sprache. Uns gelang der Nachweis, dass diese Spezialisierung der Hirnhälften nicht nur beim Hören von Sprache, sondern auch beim lauten und leisen Lesen, Nachsprechen, aber auch beim Klopfen von Rhythmen der Fall zu beobachten ist. Dies weist auf ein verallgemeinerbares Prinzip der Lateralisierung hin und verdeutlicht, dass Lateralisierung nicht spezifisch für Sprache ist, sondern ein allgemeines Prinzip des Gehirns darstellt, wie komplexe Information parallel in zwei Hirnhälften verarbeitet und so ein evolutionärer Vorteil generiert werden kann. Diese Befunde vertiefen das Verständnis der normalen Hirnfunktion, können aber auch helfen, Auffälligkeiten von Patienten mit Sprach- und Sprechstörungen besser zu verstehen und so einen langfristigen Beitrag zur Entwicklung von neuen Behandlungsmethoden oder zur Verbesserung bestehender Therapien leisten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012) Setting up the speech production network: how oscillations contribute to lateralized information routing. Frontiers in Psychology 2012; 3:169
Gehrig J, Wibral M, Arnold C, Kell CA
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Pichon S, Kell CA
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(2017) Functional hemispheric asymmetries during the planning and manual control of virtual avatar movements. PLoS One, Sep 28;12(9):e0185152
Floegel M, Kell CA
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(2017) Non-linear Relationship between BOLD Activation and Amplitude of Beta Oscillations in the Supplementary Motor Area during Rhythmic Finger Tapping and Internal Timing. Front Hum Neurosci, Nov 30;11:582
Gompf F, Pflug A, Laufs H, Kell CA
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(2017) Phonetic detail and lateralization of reading-related inner speech and of auditory and somatosensory feedback processing during overt reading. Human Brain Mapping 38(1):493-508
Kell CA, Darquea M, Behrens M, Cordani L, Keller C, Fuchs S
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(2018) Assisted and unassisted recession of functional anomalies associated with dysprosody in adults who stutter. Journal of Fluency Disorders, 55; 120-134
Neumann K, Euler H, Kob M, von Gudenberg AW, Giraud AL, Weissgerber T, Kell CA
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(2018) Speaking-related changes in cortical functional connectivity associated with assisted and spontaneous recovery from developmental stuttering. Journal of Fluency Disorders, 55; 135-144
Kell CA, Neumann K, Behrens M, von Gudenberg AW, Giraud AL
