Cerebrale Verarbeitung akustischer Signale: Diskrimination von Tondauer- und Tonhöhenunterschieden

Einleitung: Die elementaren akustischen Parameter (Tondauer, Tonhöhe, Intensität und Klangfarbe) liegen der auditorischen Wahrnehmung von Sprache und Musik zugrunde. In der Literatur werden verschiedene neuronale Verarbeitungsmechanismen dieser Basiskategorien diskutiert. Die meisten Befunde liegen für Zeit- und Frequenzverarbeitung vor. Einige Beobachtungen legen eine linksseitige Dominanz für die Diskrimination von Zeitdauerunterschieden nahe, während die Analyse von Tonhöhenveränderungen der rechten Hemisphäre zugeordnet wird. In der vorliegenden Studie sollte die Ausprägung dieser Lateralitätseffekte bei der Diskrimination akustischer Signale in Abhängigkeit vom Ausmaß der Tonhöhen und Tondauerunterschiede untersucht werden.

Methode: 17 gesunden, rechtshändigen Probanden wurden während funktioneller MRT Messungen (1.5 T, Echo-Planar-Imaging) akustische Reizpaare vorgespielt, die sich entweder in Tonhöhe oder Tonlänge unterschieden. Die Probanden sollten den jeweils höheren bzw. längeren der beiden Töne erkennen. Zur statistischen Auswertung wurde eine parametrische Analyse durchgeführt, welche die hämodynamischen Antworten mit den Signalabständen in Tonhöhe bzw. Tondauer korreliert (p<0.05, korrigiert auf cluster Ebene).

Ergebnisse: Ein Ansteigen der hämodynamischen Antwort zusammen mit zunehmend größeren Abständen der akustischen Signale zeigte sich in beiden Fällen in einem bilateralen Netzwerk spezifischer Hirnregionen. Tonhöhen und Tondauer-Unterscheidungen riefen bilaterale cinguläre und fronto-temporo-parietale kortikale Aktivierungsmuster mit Lateralitätseffekten zugunsten der rechten Hemisphäre hervor (Abb. 1). Ein Vergleich der Bedingungen Tondauer gegen Tonhöhe, bzw. Tonhöhe versus Tondauer ergab keine signifikanten Unterschiede. Die Konjunktionsanalyse zeigt die bilateralen Areale, welche unter beiden Bedingungen aktiv waren (Abb. 2).

Schlussfolgerungen: Die beobachtete rechtsdominante Aktivierung temporaler Areale unter beiden Bedingungen steht im Gegensatz zu der Hypothese differentieller akustischer Lateralitätseffekte bei Verarbeitung von Tonhöhen- und Tondauerunterscheidungen. Die Ergebnisse stehen jedoch im Einklang mit der Hypothese, dass die Lateralisierung der cerebralen Verarbeitung stärker von dem Zeitfenster der akustischen Signalveränderungen als von der Reizkategorie abhängt.