Eine Studie an Epilepsiepatienten half Forschern zu verstehen, wie das Gehirn das Erlernen einer neuen Sprache unter Beibehaltung der Muttersprache bewältigt. Diese Studie wirft ein Licht auf die uralte Frage, warum es so schwierig ist, als Erwachsener eine zweite Sprache zu erlernen. Die etwas überraschenden Ergebnisse gaben einen Einblick in die Art und Weise, wie das Gehirn den Zielkonflikt zwischen Neuroplastizität – der Fähigkeit, beim Erlernen neuer Dinge neue Verbindungen zwischen Neuronen zu schaffen – und Stabilität, die es uns ermöglicht, die integrierten Netzwerke der bereits erlernten Dinge beizubehalten, meistert.

Wenn man eine neue Sprache lernt, muss das Gehirn diese beiden Kräfte irgendwie unter einen Hut bringen, während sie miteinander konkurrieren. Durch die Verwendung von Elektroden auf der Oberfläche des Gehirns, um hochauflösende neuronale Signale zu verfolgen, fand man nun heraus, dass Cluster von Neuronen, die über den gesamten Sprachcortex verstreut sind, sich selbst fein abzustimmen scheinen, wenn ein Hörer mit fremden Klängen vertraut wird. Das sind die ersten Erkenntnisse darüber, was sich im Gehirn zwischen dem ersten Hören einer Fremdsprache und der Fähigkeit, sie zu erkennen, verändert. Diese Zwischenphase ist ein entscheidender Schritt beim Spracherwerb, und war aber bisher schwer zu erforschen, weil der Prozess dynamisch und individuell ist. Mit dieser Studie konnte man nun sehen, was tatsächlich in den Gehirnregionen passiert, die in dieser Anfangsphase des Lernens an der Unterscheidung von Lauten beteiligt sind. Die Gehirnaktivität verschiebt sich, wenn fremde Laute vertraut werden, wobei das Erlernen der Laute einer neuen Sprache der erste Schritt zum Erlernen dieser Sprache darstellt. Für diese Studie untersuchte man, wie sich die Aktivität in den verstreuten Gehirnregionen, die mit Sprache in Verbindung gebracht werden, verändert, wenn der Hörer mit den fremden Klängen vertrauter wird.

Man arbeitete mit freiwilligen Patienten im Alter von 19 bis 59 Jahren, deren Muttersprache Englisch ist, und bat sie, Sprachlaute in Mandarin zu erkennen. Mandarin ist eine tonale Sprache, in der die Bedeutung eines Wortes nicht nur von den Vokal- und Konsonantenlauten abhängt, sondern auch von subtilen Veränderungen in der Tonhöhe der Stimme. Für Sprecher nicht-tonaler Sprachen wie Englisch ist es oft sehr schwierig, diese ungewohnten Laute zu erkennen. Jeder der Probanden hatte zuvor eine Hirnoperation hinter sich, bei der ihnen Elektroden ins Gehirn implantiert wurden, um die Quelle ihrer Anfälle zu lokalisieren.

Man arbeitete mit den Freiwilligen einzeln und spielte ihnen Aufnahmen von mehreren männlichen und weiblichen Mandarin-Muttersprachlern unterschiedlichen Alters vor, die Silben wie „ma“ und „di“ mit jedem der vier Töne aussprachen. Nach jedem Ton gaben die Patienten an, ob sie dachten, dass der Ton nach oben, nach unten, nach oben und dann nach unten geht, oder ob er gleich bleibt, und erhielten eine Rückmeldung, ob sie richtig lagen. Die Patienten wiederholten diese Aufgabe etwa 200 Mal, verteilt auf mehrere 5- bis 10-minütige Sitzungen. Nach dieser kurzen Zeit hatten die Probanden die anfängliche Lernphase hinter sich gebracht und waren einigermaßen geübt darin, die Töne zu kategorisieren. Man sah dabei auch eine große Variabilität. Als die Forscher die neuronalen Signale untersuchten, die von den Sprachschülern erzeugt wurden, entdeckten sie ein Muster, das sie überraschte und gleichzeitig die beobachtete Leistungskurve erklärte. Daten aus anderen veröffentlichten Studien deuteten darauf hin, dass die Aktivität im Sprachcortex zunehmen könnte, je vertrauter eine Person mit der Sprache wird. Stattdessen entdeckte man ein Spektrum von Veränderungen, die über den gesamten Sprachcortex verteilt waren, wobei die Aktivität in einigen Bereichen zunahm, während sie in anderen abnahm, wobei ein sorgfältiges Gleichgewicht gewahrt wurde. Diese Veränderungen könnten damit zusammenhängen, dass sich ein Hirnbereich auf einen bestimmten Ton einstellt, denn so konnte man sehen, dass einige Zellgruppen stärker auf den fallenden Ton reagierten und ihre Reaktion immer weiter steigerten, während sich direkt daneben eine andere Gruppe von Zellen zunehmend engagierte, wenn die Person den fallenden Ton hörte. Es scheint, als ob diese kleinen Gruppen von Neuronen unterschiedliche Rollen übernehmen würden. Darüber hinaus war es von Person zu Person unterschiedlich, welche Hirnregionen durch welchen Ton stärker aktiviert wurden.

Es ist daher eher so, als ob das Gehirn jedes Menschen einen einzigartigen Satz von Knoten hat, die fein abgestimmt werden, während sie mit diesen Klängen vertraut werden. Dies könnte erklären, warum manche Menschen die Laute viel leichter lernen als andere, da jedes individuelle Gehirn sein eigenes Gleichgewicht zwischen der Aufrechterhaltung der Stabilität der Muttersprache und der zum Erlernen einer neuen Sprache erforderlichen Plastizität findet. Die Probanden waren in der Lage, die Töne in Mandarin zu lernen, ohne dass ihre Fähigkeit, die Tonhöhe in Englisch oder in Musik wahrzunehmen, beeinträchtigt wurde. Diese kleinen neuronalen Knoten kommunizierten alle miteinander, um den Punkt zu erreichen, an dem sie die Aufgabe durch Zusammenarbeit korrekt erledigen konnten.

Literatur

https://www.ucsf.edu/news/2021/08/421316/struggling-learn-new-language-blame-it-your-stable-brain (21-08-31)