{"id":85033,"date":"2025-08-14T10:00:00","date_gmt":"2025-08-14T08:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=85033"},"modified":"2025-07-30T12:14:09","modified_gmt":"2025-07-30T10:14:09","slug":"die-entstehung-des-worts","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/die-entstehung-des-worts\/","title":{"rendered":"Die Entstehung des Worts"},"content":{"rendered":"

Wie das Gehirn aus Schallwellen Sprache macht<\/h2>\n\n\n\n
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Im Magnetenzephalographen (MEG) des CoBIC k\u00f6nnen sehr schwache, hochfrequente Signale des Gehirns, wie sie beim H\u00f6ren oder Sprechen entstehen, zeitlich und r\u00e4umlich hoch aufgel\u00f6st gemessen werden.
Photos: Uwe Dettmar
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Ein Tumor im Gehirn stellt Patientinnen und Patienten wie \u00ad\u00c4rzteschaft vor schwierige Entscheidungen: Wie viel kann von der Geschwulst entfernt werden, inwieweit droht anschlie\u00dfend die Einschr\u00e4nkung wichtiger Funktionen wie der Sprache? Der \u00adNeurologe Christian Kell betreut Erkrankte vor und w\u00e4hrend solcher Hirnoperationen. Bei diesen OPs kann er zudem lernen, was beim Sprechen im Gehirn passiert. Das hilft ihm bei seiner Forschung, mit der er verstehen will, wie linke und rechte Hirnh\u00e4lfte zusammenarbeiten und was anders ist bei Menschen, die stottern.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Es klingt zun\u00e4chst schrecklich: In meinem Gehirn wird operiert, w\u00e4hrend ich bei vollem Bewusstsein bin. Die meisten Patientinnen und Patienten, die bei einer solchen Wach-OP von Dr. Christian Kell begleitet werden, sagen jedoch anschlie\u00dfend: \u00bbWenn es erneut n\u00f6tig w\u00fcrde, dann k\u00f6nnte ich es wieder machen.\u00ab Der Grund f\u00fcr die OP ist meist sehr ernst: Die Betroffenen sind an einem Hirntumor erkrankt, einem Gliom, bei dem St\u00fctzzellen,<\/p>\n\n\n\n

die die Nervenzellen des Gehirns umgeben, zu wuchern beginnen. Ziel ist es, m\u00f6glichst viel Tumorgewebe durch die Neurochirurgen entfernen zu lassen. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass durch eine Operation auch noch erhaltene Hirnfunktionen verloren gehen. Liegt ein solcher Tumor in der N\u00e4he eines Zentrums, das f\u00fcr Sprache oder Motorik wichtig ist, wird h\u00e4ufig eine Wach-Operation angestrebt. Dabei wird bei Bewusstsein operiert, um wichtige Hirnfunktionen zu erhalten und dennoch m\u00f6glichst viel Tumorzellen entfernen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbGemeinsam mit meinen neurochirurgischen Kollegen bespreche ich mit Patientinnen und Patienten, denen eine derartige Operation bevorsteht, was ihnen wichtig ist und mit \u00adwelchen Einschr\u00e4nkungen sie sich arrangieren k\u00f6nnten\u00ab, sagt Christian Kell. \u00bbWenn jemand zum Beispiel Musiker ist und seine Musikalit\u00e4t nicht verlieren m\u00f6chte, wird die Chirurgin versuchen, das w\u00e4hrend der OP zu ber\u00fccksichtigen\u00ab, sagt Kell. \u00bbGr\u00f6\u00dfere Heilungschancen bestehen aber, wenn der Tumor m\u00f6glichst vollst\u00e4ndig entfernt wird.\u00ab Die meisten Patienten sind bereit, leichte Einschr\u00e4nkungen wie etwa Wortfindungsst\u00f6rungen zu akzeptieren. \u00bbDiese kennt ja fast jeder und da kann man sich im Alltag gut drum herumschlawinern.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

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Sprachtests bei offenem Sch\u00e4del<\/h3>\n\n\n\n
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F\u00fcr die MEG-Untersuchung befestigt die Neurowissenschaftlerin Melek Yal\u00e7in Sensoren am Kopf ihres Kollegen Leonardo Zeine.
Photo: Uwe Dettmar<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Diese Vorgespr\u00e4che mit Kell sind wichtig, damit der Patient sp\u00e4ter in der OP keine spontanen Entscheidungen treffen muss, und damit er es aush\u00e4lt, dass er bei vollem Bewusstsein an seinem Gehirn operiert wird. Kell: \u00bbIch w\u00e4re selbst kein guter Kandidat f\u00fcr eine Wach-Operation, fr\u00fcher haben mich schon Zahnarztbesuche gestresst. Deshalb finde ich es heute toll, wenn ich Patientinnen und Patienten so vorbereiten und w\u00e4hrend der OP begleiten kann, dass sie gut durch eine Wach-OP kommen. Wir sorgen f\u00fcr eine m\u00f6glichst entspannte Atmosph\u00e4re und daf\u00fcr, dass der Patient abgelenkt wird. Wir machen mit dem Patienten zum Beispiel auch gerne Witze auf unsere Kosten, zum Beispiel \u00fcber meine mangelnden Fu\u00dfballkenntnisse.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die OP wird der Kopf fixiert und unter Narkose der Sch\u00e4del ge\u00f6ffnet. Bevor es ans Entfernen des Tumors geht, holt man den Patienten aus der Narkose zur\u00fcck. Denn das Neurochirurgen-Team um Prof. Marcus Czabanka und Prof. Marie-Therese Forster ben\u00f6tigt seine Mithilfe, um eine Funktionskarte des Gehirns zu erstellen \u2013 die ist bei jedem Menschen ein wenig anders. \u00dcber Elektroden und leichte Strom\u00adimpulse schaltet die Chirurgin Hirnregionen in der Umgebung des Tumors vor\u00fcbergehend aus, und dann \u00fcberpr\u00fcfen Kell und sein Team mit Tests, was der Patient nicht mehr kann. Weder die Stromimpulse noch die Tumorentfernung sp\u00fcrt der Patient, da das Gehirn keine Schmerzen empfinden kann.<\/p>\n\n\n\n

Wenn der Patient vorab zugestimmt hat, macht Kells neurowissenschaftliches Team anschlie\u00dfend noch einige Tests, um besser zu verstehen, wie das Gehirn Sprache aufnimmt. Dazu muss sich der Patient einen Satz merken und dann nachsprechen, zum Beispiel \u00bbDer B\u00e4r bedroht unser Dorf\u00ab oder \u00bbIm Ofen backt ein Kuchen\u00ab.<\/p>\n\n\n\n

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S\u00e4tze entstehen erst im Gehirn
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Beim professionellen Geigenspiel f\u00fchrt die rechte Hand die linke und sorgt mit schnellen, dynamischen Bewegungen f\u00fcr die feine Intonation.
Foto: SeventyFour\/Shutterstock
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F\u00fcr das Gehirn ist der gesprochene Satz zun\u00e4chst einmal ein Strom aus Impulsen des H\u00f6rnervs, die durch Schallwellen hervorgerufen werden. Diesen Strom zerlegt das Gehirn in Einheiten, um sie weiter zu analysieren. Diese Einheiten sind insbesondere Silben, weil sie rhythmisch und akustisch auff\u00e4llig sind. Wo ein Wort anf\u00e4ngt und aufh\u00f6rt, ist akustisch nicht eindeutig. Satzstrukturen wie die Syntax stellt das Gehirn erst auf Basis seiner jahrelangen Erfahrung mit Sprache her.<\/p>\n\n\n\n

Wie dies geschieht, kann man an den \u00adHirnstromableitungen sehen, berichtet Kell: \u00bbWir konnten an den Signalen die syntaktische Struktur von S\u00e4tzen auslesen, und dies nicht nur, w\u00e4hrend der Satz geh\u00f6rt oder nachgesprochen wurde, sondern auch zu den Zeiten, als Patienten den Satz im Kurzzeitged\u00e4chtnis hielten.\u00ab Das Gehirn speichert den geh\u00f6rten Satz als zeitliches Muster, also in Form rhythmischer elektrischer Aktivit\u00e4ten, sogenannten neuronalen Oszillationen. Aus dem Ged\u00e4chtnis heraus kann der Satz dann wiedergegeben werden.<\/p>\n\n\n\n

Dabei ist es nicht ein Ort im Gehirn, an dem die Syntax generiert und gespeichert wird, sondern die Information \u00fcber die Syntax ist \u00fcber mehrere Hirnregionen verteilt, sie steckt in einem Netzwerk. Daher lassen sich einzelne Hirnregionen herausoperieren, ohne dass der Patient anschlie\u00dfend Probleme hat, S\u00e4tze zu bilden (und nachzusprechen) \u2013 sofern bestimmte kritische Knotenpunkte des Netzwerks erhalten bleiben.<\/p>\n\n\n\n

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Photo: Uwe Dettmar<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Vereinte Gehirne<\/strong>
Das Cooperative Brain Imaging Center (CoBIC)
Das CoBIC ist eine Kooperation der Goethe-Universit\u00e4t, des Max-Planck-Instituts f\u00fcr empirische \u00c4sthetik und des Ernst Str\u00fcngmann Institute for Neuroscience. Sein Herzst\u00fcck bildet ein Neubau, der 2025 auf dem Campus Niederrad der Goethe-Universit\u00e4t offiziell er\u00f6ffnet wurde. Das CoBIC bietet Forschenden unterschiedlicher Fachdisziplinen direkten Zugang zu zahlreichen Hochtechnologien, mit denen die Funktionsweise des Gehirns besser verstanden und innovative Therapien f\u00fcr neurologische und psychiatrische Erkrankungen entwickelt werden k\u00f6nnen. Unter anderem gibt es am CoBIC drei Hoch- und Ultrahochfeld-Magnet\u00adresonanztomographen (MRT) und einen Magnetoenzephalographen (MEG), so dass sich die Hirnaktivit\u00e4ten nicht nur r\u00e4umlich, sondern auch zeitlich hochauf\u00adgel\u00f6st untersuchen lassen. Forschungsschwerpunkte des CoBIC sind die zerebralen Grundlagen von Sprache und Ged\u00e4chtnis, von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen sowie die neuronalen Mechanismen, die dem menschlichen K\u00f6nnen, dem Erwerb von F\u00e4higkeiten und der Kreativit\u00e4t zugrunde liegen \u2013 Letzteres insbesondere am Beispiel von Musik.<\/p>\n\n\n\n

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Arbeitsteilung zwischen zwei Hirnh\u00e4lften<\/h3>\n\n\n\n

Das Ganze findet normalerweise in der linken Hirnh\u00e4lfte statt, die bei den meisten Menschen die sprachdominante Hirnh\u00e4lfte ist. Daher verlieren Menschen mit einem linksseitigen Schlaganfall die Sprache, weil die rechte Gehirnh\u00e4lfte nicht einfach \u00fcbernehmen kann. Aber warum ist das so? Was ist links anders als rechts? Diese Frage fasziniert Kell seit Beginn seines Studiums, sagt er. Wie er heute wei\u00df, h\u00e4ngt das unter anderem damit zusammen, dass die linke Hirnh\u00e4lfte schnelle, kurze Signale besser analysieren kann als die rechte. \u00bbDas ist nat\u00fcrlich wichtig f\u00fcr Sprache, weil sie ein zeitlich sehr schnell variierendes Signal ist. Bei den allermeisten Menschen ist es auch so, dass die rechte Hand, die von der linken Hirnh\u00e4lfte kontrolliert wird, schnelle, dynamische Bewegungen besser ausf\u00fchren kann als die linke Hand.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Wirklich? Und was ist mit einer rechtsh\u00e4ndigen Konzertgeigerin? Die reibt doch mit der rechten Hand nur so ein bisschen hin und her, w\u00e4hrend es die linke ist, die akrobatisch \u00fcber die Saiten eilt! \u00bbDas war zun\u00e4chst auch meine Intuition\u00ab, l\u00e4chelt Kell, \u00bbist aber m\u00f6glicherweise nicht die ganze Wahrheit. Ein befreundeter Geiger hat mir erkl\u00e4rt, dass die feine Into\u00adnation, die Dynamik, das, wo der musikalische Ausdruck entsteht, \u00fcber den Bogengang gemacht wird. Typischerweise f\u00fchrt die rechte Hand die linke.\u00ab Die Finger der linken Hand geben hingegen den Kontext f\u00fcr die Feinarbeit der rechten Hand vor.<\/p>\n\n\n\n

In der Untersuchung der Produktion von Sprache liegt ein Forschungsschwerpunkt Kells darin herauszufinden, was passiert, wenn das Sprechen nicht mehr richtig funktioniert: beim Stottern. Dabei will er Stottern gar nicht als eine Krankheit sehen, kann er doch sehr gut nachvollziehen, wenn stotternde Menschen sagen: \u00bbDie Krankheit ist nicht in mir, sondern die Krankheit ist die Sicht der Gesellschaft auf dieses andere Sprechen.\u00ab Andererseits findet er, die Medizin solle zumindest auch Therapie\u00adangebote machen f\u00fcr solche, die darunter leiden und Hilfe suchen.<\/p>\n\n\n\n

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Elektroden im Gehirn<\/h3>\n\n\n\n
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Tiefe Hirnstimulation: Eine R\u00f6ntgenaufnahme zeigt die Elektroden im Gehirn eines Parkinson-Kranken. Sie geben leichte Str\u00f6me ab, die das unkontrollierte Zittern mindern k\u00f6nnen.
Foto: Hellerhoff, Wikimedia, CC BY-SA 3.0<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Durch Kells Forschungsarbeiten wurde ein junger Mensch, der stark stotterte, auf ihn aufmerksam. Er wollte nach seinem Studium unbedingt einen Beruf verfolgen, in dem er viel kommunizieren muss. Der Mann sagte, er habe alle \u00adm\u00f6glichen Therapien durchgemacht und kein zufriedenstellendes Ergebnis erreichen k\u00f6nnen. Kell und seine Kooperationspartner rund um Prof. Katrin Neumann an der Universit\u00e4t M\u00fcnster w\u00fcrden doch europaweit zu dem Thema forschen. Er brauche von ihnen eine Therapie und wolle einen Hirnschrittmacher haben.<\/p>\n\n\n\n

Das Team lehnte ab, jahrelang, denn eine sogenannte tiefe Hirnstimulation war bislang noch nie mit dem Ziel gemacht worden, Stottern zu reduzieren. Vielmehr handelt es sich um eine Therapie, die zum Beispiel bei Zitter-Erkrankungen wie Morbus Parkinson angewandt werden kann. Hier kann \u2013 mit dem Risiko unerw\u00fcnschter Nebenwirkungen \u2013 mithilfe dauerhaft eingepflanzter Elektroden \u00fcber leichte Str\u00f6me in vielen F\u00e4llen das Zittern drastisch reduziert werden.<\/p>\n\n\n\n

Neben psychischen Faktoren, die zum Stottern beitragen, gibt es Gene, deren Ver\u00e4nderung das Risiko f\u00fcr Stottern erh\u00f6hen. Auch Zwillingsstudien deuten auf eine genetische Veranlagung hin. Kell und sein Team hatten in Studien mit funktioneller Kernspintomographie \u2013 in der die w\u00e4hrend des Sprechens aktiven Hirnareale sichtbar werden \u2013 bei stotternden Menschen Ver\u00e4nderungen gesehen. Kell: \u00bbMenschen, die stottern, haben in der linken Hirnh\u00e4lfte typischerweise andere Verkabelungen zwischen der motorischen Hirnrinde, die f\u00fcr das Sprechen zust\u00e4ndig ist, und der H\u00f6rrinde, die f\u00fcr die \u00adAnalyse des Gesprochenen relevant ist.\u00ab Offenbar interagieren die beiden Hirnbereiche nicht so viel, wie das bei fl\u00fcssig sprechenden Menschen geschieht. Daher aktivieren Stotternde beim Sprechen \u00advermehrt die rechte Hirnh\u00e4lfte, die jedoch die raschen, kurzen Signale der Sprache nicht so gut analysieren kann wie die linke Hirnh\u00e4lfte. Die rechte Hirnh\u00e4lfte ist daher nicht in der Lage, die Fehlschaltung in der linken Hirnh\u00e4lfte zu kompensieren.<\/p>\n\n\n\n

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Hirnschrittmacher half gegen Stottern<\/h3>\n\n\n\n

Der junge Mann blieb hartn\u00e4ckig, und schlie\u00dflich entwickelten Kell und das M\u00fcnsteraner Team auf Basis der wissenschaftlichen Literatur und eigener Arbeiten eine so \u00fcberzeugende Hypothese, dass Ethikkommission und Neurochirurgen einwilligten und dem Stotternden eine Elektrode zur tiefen Hirnstimulation implantiert wurde.<\/p>\n\n\n\n

Das Ergebnis? Kell ist begeistert: \u00bbDas Stottern nahm zwischen 40 und 60 Prozent ab. Das war ein viel gr\u00f6\u00dferer Effekt, als ich zu hoffen gewagt hatte. Wenige Monate, nachdem wir mit der Stimulation begonnen hatten, wurde das Stottern deutlich reduziert. Wenn wir die Stimulation reduzierten, nahm das Stottern wieder zu.\u00ab Darin unterschied sich der Therapieeffekt von dem bei Parkinson-Patienten, wo direkt nach dem Anschalten des Hirnschrittmachers das Zittern verschwindet. \u00bbBeim Stottern scheint der Stimulationseffekt eher auf einer langsamen Modulation der Hirnschaltkreise zu beruhen.\u00ab Das habe m\u00f6glicherweise eine weitere, ungeheuer spannende Ursache, erkl\u00e4rt Kell: \u00bbWenn wir die Stimulation ausschalten, wird das Stottern nicht so stark wie vor der OP.\u00ab F\u00fcr einen Teil dieses Effekts macht Kell den Patienten selbst verantwortlich. \u00bbDadurch, dass er durch die Stimulation die Erfahrung gemacht hat, weniger zu stottern, hat er selbst Wege gefunden, wie er auch ohne Stimulation weniger stottert als vorher.\u00ab Der Neurologe ist \u00fcberzeugt: \u00bbIch denke, das ist ein wesentlicher Teil davon, wie Medizin funktioniert. Ich glaube, wir verursachen mit unseren Therapien \u2013 abgesehen von einigen beeindruckenden Ausnahmen \u2013 h\u00e4ufig eine eher geringe Besserung, die der Patient wahrnimmt. Und den Rest macht der Patient selbst. Die erlebte Besserung motiviert und zeigt Wege auf, die der Organismus nutzen kann, um sich selber zu helfen.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Nun stehen Studien an, um zu untersuchen, ob dieser Erfolg ein Einzelfall war oder ob die tiefe Hirnstimulation in der Tat eine Therapie\u00adoption f\u00fcr schweres Stottern ist. Au\u00dferdem wollen die Forschenden herausfinden, ob das Stottern auch ohne eine Hirn-OP verringert werden kann, indem man das Gehirn von au\u00dfen stimuliert \u2013 bei Menschen, die nicht so stark stottern oder sich nicht operieren lassen wollen. Und der junge Mann? Ist mittlerweile wirklich in seinem Traumberuf t\u00e4tig. Und gl\u00fccklich.<\/p>\n\n\n\n

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Foto: Klaus W\u00e4ldele<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Zur Person<\/strong>
Christian Kell, Jahrgang 1977, ist Direktor des Cooperative Brain Imaging Centers (CoBIC) und Facharzt f\u00fcr Neurologie. Er studierte Humanmedizin an der Goethe-Universit\u00e4t und promovierte dort 2005. Forschungsaufenthalte und klinische Rotationen f\u00fchrten ihn unter anderem an das University College in London und an das New Yorker Lennox Hill Hospital. Als Postdoc arbeitete er zwei Jahre an der \u00c9cole Normale Sup\u00e9rieure in Paris. Seit 2012 leitet er die Forschungsgruppe Kognitive Neurowissenschaft an der Goethe-Universit\u00e4t, die f\u00fcnf Jahre lang durch das Emmy Noether-Programm gef\u00f6rdert wurde, und habilitierte 2015. 
c.kell@em.uni-frankfurt.de<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Foto: Andreas Heddergott <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Der Autor<\/strong>
Markus Bernards,
Jahrgang 1968, studierte Biologie und promovierte an der Universit\u00e4t zu K\u00f6ln. Er ist Wissenschaftsjournalist und Redakteur von Forschung Frankfurt.
bernards@em.uni-frankfurt.de<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Zur gesamten Ausgabe von Forschung Frankfurt 1\/2025: Sprache, wir verstehen uns!<\/a><\/p>\n\n\n\n

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