Einleitung: Im Sprachsignal enthaltene Informationen ergeben sich aus der zeitlichen Abfolge und veränderlichen Zusammensetzung akustischer Parameter (Frequenz, Amplitude). Die Erfassung segmentaler
Informationen (Lautebene) erfordert eine zeitlich hochaufgelöste Analyse dieser Parameter
(z.B. in Formantenübergängen). Das Asymmetric Sampling in Time (AST) Modell [1] ist ein neurofunktionelles Konzept der Extraktion sprachlicher Informationen,
nach dem die linke Hemisphäre bevorzugt Parameter, die sich in kurzen Zeitfenstern
(20 – 40 ms) ändern erfasst. Bei der Verarbeitung nicht sprachlicher Stimuli erklärt
das AST die Beobachtung, dass Patienten mit links temporalen Läsionen Defizite bei
der Benennung schneller Tonfolgen und Unterscheidung von Mikropattern (MP, als Einheit
wahrgenommene Stimuli, deren interne Struktur durch die zeitliche Abfolge eines schnellen
Tonpaares bestimmt wird) zeigen [2]. Forschungsgegenstand waren die Verarbeitung schneller akustischer Informationen und
klinisch anatomische Zusammenhänge von Läsion und Verarbeitungsdefizit. Im Fokus stand
die Einbindung des Kleinhirns in einem postulierten kortiko-subkortikalen Netzwerk,
in welchem eine kortiko-parallele Informationenverarbeitung stattfindet, die im Sinne
eines Vorwärtsmodells, eine Vorhersage kognitiver Verarbeitungsprozesse zulässt [3].
Methode: Untersucht wurden 12 rechtshändige Kontrollen und Patienten mit links temporoparietalen
Läsionen. Die kürzeste Stimulus Onset Asynchronität (SOA, zeitlich versetzter Beginn
mit dem zwei Töne präsentiert werden) für die Benennung von Tonsequenzen und Unterscheidung
von MP (Hirsh Sherrick Schwelle, HSS), sowie die Unterscheidbarkeit von Lautpaaren
wurden erfasst. Eine läsionsbasierte Subtraktionsanalyse wies funktionskritische Hirnregionen
nach, die als Seed für eine Konnektivitätsanalyse entlang von Faserverbindungen (probabilistische
Traktografie) dienten.
Ergebnis: Für die HSS zeigte die Patientengruppe sig. längere SOAs für Sequenzbenennung und
MP Unterscheidung als die Kontrollgruppe (U-Test: p= 0,02). Die Zahl korrekt unterschiedener Lautpaare für den phonemischen Kontrast
Artikulationsort korrelierte invers mit der HSS für die Benennung/Unterscheidung einer
Tonsequenz (rs=-0,4, p = 0,04/rs=-0,6, p = 0,002). Die Subtraktionsanalyse ergab eine funktionskritische Hirnregion im Bereich der weiße
Substanz (WM) des posterioren Gyrus temporalis medius (pMTG), post. Sulcus temporalis
superior (pSTS) und G. angularis (AG). Ausgehend von dieser Region konnten ipsilaterale
temporofrontale Konnektivitäten entlang des Fasciculus arcuatus, des Fasc. longitudinalis
inferior und subkortikale Konnektivitäten über den Tractus temporopontinus in das
Kleinhirn gezeigt werden.
Diskussion: Ein Zusammenhang zwischen der Verarbeitung schneller nicht sprachlicher und sprachlicher
Stimuli konnte gezeigt werden. Entgegen der im AST postulierten Repräsentation schneller
akustischer Information im STG, befand sich die funktions-kritische Hirnregion im
Bereich der WM des pMTG, pSTS und AG. Der Traktografiebefund legt nahe, dass die Informationsverarbeitung
in einem, über das klassische kortiko-zentrische Sprachnetzwerk hinausgehenden, erweiterten kortiko-subkortikalen Netzwerk stattfindet. Das Ergebnis ist vereinbar mit der Annahme, dass insbesondere die Codierung
der zeitlichen Struktur eines akustischen Signals in diesem Netzwerk die parallele
Informationsverarbeitung begünstigt [4].
Literatur:
[1] Poeppel D. Speech Commun, 41: 245 – 55 (2003).
[2] Efron R. Brain, 86: 403 – 24 (1963).
[3] Ramnani N. Nat Rev Neurosci, 7(7):511 – 22 (2006).
[4] Kotz SA, Schwartze M. Trends Cogn Sci, 14(9):392 – 9 (2010).
