Das menschliche Gehirn hängt nicht von einem einzelnen Netzwerk ab, um Sprache zu verstehen. Vielmehr reorganisiert es dynamisch seine neuronalen Netzwerke, abhängig von der Schwierigkeit der Botschaft, was es ermöglicht, sogar verwirrende Sätze oder monotone Intonation zu entschlüsseln.

Eine aktuelle Studie der Reichman-Universität liefert neue Erkenntnisse über die kognitive Flexibilität und die Fähigkeit des Gehirns, sich an Kommunikationssituationen anzupassen.

Die Entschlüsselung von Sprache: Eine Frage der dynamischen Netzwerke

Forscher des Instituts für Gehirn, Kognition und Technologie (BCT) an der Reichman-Universität, unter der Leitung von Professor Amir Amedi mit der Mitarbeit von Dr. Irina Anurova und Dr. Katarzyna Ciesla, haben gezeigt, dass das Verständnis von Sprache von der aktiven Reorganisation großer neuronaler Netzwerke abhängt.

Die Arbeit, veröffentlicht in der Fachzeitschrift NeuroImage, hebt hervor, dass das Gehirn die Kommunikation zwischen diesen Netzwerken je nach Klarheit der Botschaft anpasst — sowohl auf der semantischen Ebene (Bedeutung) als auch auf der prosodischen Ebene (Intonation) — und so das Verständnis unter widrigen sprachlichen Bedingungen aufrechterhält.

Dr. Anurova erklärte, dass das Verständnis von Sprache nicht auf einem einzelnen Netzwerk beruht. Vielmehr verändert das Gehirn die Interaktion zwischen verschiedenen neuronalen Netzwerken, abhängig von den Anforderungen der Sprache und deren emotionalem Ton. Sie verglich diesen Prozess mit dem Autofahren: Wenn der Weg klar und bekannt ist, steuern wir automatisch; wenn jedoch Hinweise fehlen oder Hindernisse auftreten, wechseln wir in den manuellen Modus und achten extra auf die Situation.

Wenn das Bedeutungsverständnis herausgefordert wird

Wenn wir eine klare und ausdrucksstarke Rede hören, aktiviert das Gehirn ein sprachliches Netzwerk, das im linken Hemisphärenbereich lokalisiert ist und dazu dient, Grammatik und Bedeutung schnell zu verarbeiten. Im Gegensatz dazu rekrutiert das Gehirn bei verwirrenden oder monotonen Botschaften andere Netzwerke — wie das Salienznetzwerk (eine „Alarm“-Reaktion auf unerwartete Reize) und das exekutive fronto-parietale Netzwerk (das Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis unterstützt). Auf diese Weise kombiniert das Gehirn verschiedene Hinweise, um die Bedeutung auch in ungeordneten Erzählungen zu erschließen.

Ein neuer methodologischer Ansatz: Netzwerke, Konnektivität und Kontext

Die Studie zeichnet sich durch ihren methodologischen Ansatz aus, der fortschrittliche Techniken der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) und funktionale Konnektivitätsanalysen kombiniert. Laut Dr. Ciesla gelang es dem Team, sowohl die Hirnregionen, die in die Sprachverarbeitung involviert sind, als auch die Kommunikation zwischen diesen Regionen zu analysieren, während die Menschen die Sprache in Echtzeit wahrnehmen.

Zusätzlich untersuchte die Forschung gleichzeitig den semantischen Inhalt (was gesagt wird) und die Intonation (wie es gesagt wird), was einen umfassenderen Ansatz bietet als die meisten vorherigen Studien, die sich oft nur auf einen dieser Aspekte konzentrieren.

Die Ergebnisse unterstützen die gegenwärtige Tendenz in der Neurowissenschaft, das Gehirn als dynamisches Netzwerk zu betrachten, in dem das Wesentliche weniger die feste Spezialisierung jeder Region ist, sondern die variable Interaktion zwischen ihnen, abhängig von den Anforderungen. So wird die außergewöhnliche Anpassungsfähigkeit des menschlichen Gehirns angesichts kommunikativer Herausforderungen erklärt.

Klinische Implikationen und die Zukunft der Sprachneurowissenschaften

Über die Bereicherung des Grundwissens hinaus hat die Arbeit der Reichman-Universität auch Auswirkungen auf die Behandlung von Sprachstörungen wie Aphasie sowie auf neurodegenerative Erkrankungen oder kommunikative Veränderungen, die mit dem Altern einhergehen. Zu wissen, wie das Gehirn seine Netzwerke in schwierigen sprachlichen Situationen umkonfiguriert, kann helfen, neue Therapien zu entwickeln und besser zu verstehen, wie kognitive Resilienz angesichts von Herausforderungen funktioniert.

Professor Amedi, Direktor des BCT-Instituts, fasst es zusammen: Wenn die Kognition auf Herausforderungen trifft, stoppt oder scheitert das Gehirn nicht, sondern passt sich an. Die Analyse, wie sich neuronale Netzwerke während des Sprachverständnisses reorganisieren, ermöglicht das Entschlüsseln von Prinzipien, die die Flexibilität, Resilienz und hohe Kommunikationsfähigkeit des Menschen unterstützen, so die Reichman-Universität.

Diese Erkenntnisse eröffnen neue Wege für die Forschung, wie die Kommunikationsfähigkeit aufrechtzuerhalten und zu stärken ist, selbst wenn das Gehirn mit widrigen Umständen oder alters- und krankheitsbedingten Veränderungen konfrontiert wird.