In einem Artikel, der in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde, haben Wissenschaftler mithilfe der funktionellen Bildgebung des Gehirns die Gehirnmechanismen identifiziert, die es ermöglichen, die Atmung mit dem Sprechbeginn zu synchronisieren.
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Wenn die Atmung zur Sprache wird
Um Sprache zu produzieren, muss unser Gehirn diesen Überlebensmechanismus in ein Kommunikationswerkzeug verwandeln, indem es die Atmung moduliert, um die Ausatmung an den Gesprächsrhythmus anzupassen. Eine in Scientific Reports veröffentlichte Studie zeigt, wie das zentrale Nervensystem diese Meisterleistung vollbringt: Es hemmt aktiv den Hirnstamm, der für den automatischen Atemrhythmus verantwortlich ist, um die Atmung an die Sprachproduktion anzugleichen.
Um dieses Phänomen zu untersuchen, untersuchten die Wissenschaftler natürliche Gespräche mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT), während gleichzeitig die Atmung aufgezeichnet wurde. Fünfundzwanzig Freiwillige, die in einem Scanner lagen, führten freie und Echtzeit-Gespräche mit einem Gesprächspartner, während ihre Gehirnaktivität und Atmung synchron aufgezeichnet wurden.
Dieser Ansatz ermöglichte es, zwischen Zyklen zu unterscheiden, in denen die Atmung ausschließlich dem lebenswichtigen Gasaustausch diente, und solchen, in denen sie sich darauf vorbereitete, das Sprechen zu begleiten.
Ein Mechanismus im Dienst der Kommunikation
Die Ergebnisse zeigen, dass etwa 200 Millisekunden vor dem Sprechbeginn die Lungen der Teilnehmer gefüllt sind, um die Stimmausatmung vorzubereiten. In diesem genauen Moment wird der Hirnstamm, der den automatischen Atemrhythmus erzeugt, gehemmt und macht einer willkürlichen Kontrolle Platz.
Diese Hemmung betrifft den sensomotorischen Kortex, der die körpereigenen Informationen empfängt, die anzeigen, dass die Lungen bereit sind, Luft zum Sprechen auszustoßen, und das Kleinhirn, das die Synchronisation zwischen Ausatmung und Sprache fein abstimmt. Dieser Mechanismus ermöglicht es, eine automatische Handlung, die dem Überleben dient, in eine willkürliche Handlung umzuwandeln, die an der Kommunikation beteiligt ist.
Diese Entdeckung bietet einen einzigartigen Einblick in die neurophysiologischen Grundlagen der menschlichen Konversation. Sie zeigt, dass Sprechen nicht nur ein sprachlicher oder sozialer Akt ist: Es ist auch ein biologischer Akt, bei dem das Gehirn vorübergehend eine lebenswichtige Funktion neu organisiert. Diese Ergebnisse eröffnen Perspektiven, um bestimmte Atmungsstörungen im Zusammenhang mit dem Sprechen besser zu verstehen, und könnten neue Ansätze für die Rehabilitation inspirieren.