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B978-3-437-47784-3.00001-0

10.1016/B978-3-437-47784-3.00001-0

978-3-437-47784-3

Abb. 1.1

[S007-21]

Die Zahlen bezeichnen Brodmann-Brodmann-ArealeAreale

Abb. 1.2

[L157]

Relevante Areale des Sprachverständnisses. dunkelgrau = rezeptives Areal, hellgrau = perzeptives Areal, dunkelgrün = semantisches Assoziationsareal, hellgrün = syntaktisches Assoziationsareal

Abb. 1.3

[L157]

Periphere Sprechwerkzeuge, periphereSprechwerkzeuge: AtmungAtmung

Abb. 1.4

[S007-21]

Periphere Sprechwerkzeuge: KehlkopfSprechwerkzeuge, periphereKehlkopf

Abb. 1.5

[L157]

Periphere Sprechwerkzeuge: VokaltraktVokaltraktSprechwerkzeuge, periphere

Abb. 1.6

[L157, S007-21]

Algorithmus der Phonation:AlgorithmusPhonation

Abb. 1.7a

[M861]

Stimmlippe, Reinke-Raum (a)

Abb. 1.7b

[M861]

Stimmlippe, Reinke-Raum (b)

Abb. 1.8

[L157]

Altersspezifische ontogenetische Adaptationen und ihre Konsequenz. Die linke Seite symbolisiert die normale Entwicklung, die rechte Seite die abnormale oder pathologische (Prechtl 2001).

Läsionen bei Störungen der SprechmotorikstörungenSprechmotorikstörungenSprechmotorik

Tab. 1.1
Läsionsort Ursache (z. B.) Auswirkung auf das Sprechen
  • motorische Hirnnervenkerne im Hirnstamm

  • periphere Nerven

  • neuromuskuläre Endplatte (bulbär)

  • Multiple Sklerose

  • progressive Bulbärparalyse

  • ALS

  • Syringobulbie

  • Myasthenie

  • Guillan-Barré-Syndrom

Lähmung der zur Artikulation notwendigen Muskeln:
  • näselnde, verwaschene, tonlose Sprache + Zungenatrophie

  • Gaumensegelparese mit Dysphagie

Kortex oder kortikubulbärer Trakt (pseudobulbär) beidseitige Hirninfarkte
  • kloßige, verwaschene, langsame Sprache + Dysphagie

  • Hemiparese

  • Hemianopsie

Basalganglien bei Parkinson-Syndrom hypokinetische Dysarthrie (schnelle, undeutliche, monotone, hypophone Sprache)
Chorea hyperkinetische Dysarthrie (laute, raue, falsch betonte und mit der Atmung schlecht koordinierte Sprache)
Kleinhirn
  • Multiple Sklerose

  • degenerative Kleinhirnerkrankungen

ataktische Dysarthrie (langsame, undeutliche, monotone Sprache mit unnatürlicher Silbentrennung)

Anatomische Terminologie, anatomischeTerminologie, anatomischeanatomische Terminologieanatomische TerminologieTerminologie

Tab. 1.2
Deutsch Latein Medizin Adjektiv
Lippe labium Lippe labial
Zähne dentes Inzisiven oder Schneidezähne dental
Zahndamm juga alveolaria Alveolarkamm alveolär
Zunge lingua Zunge lingual
harter Gaumen palatum durum knöcherner Gaumen palatal
weicher Gaumen palatum mollum Velum palatinum
Zäpfchen uvula palatina Uvula uvulär
Rachen pharynx Pharynx pharyngeal
Kehlkopf larynx Larynx laryngeal
Stimmlippen plica vocalis Glottis glottisch
Stimmritze glottis Glottis glottisch
Luftröhre trachea Trachea tracheal
Bifurkation bifurcatio tracheae Trachealbifurkation carinal
Lunge pulmo Lunge pulmonal
Brustkorb thorax Thorax thoraco-, thorakal

Atemfrequenz in Ruhe, abhängig vom Atemfrequenz:NormwerteAlter

Tab. 1.3
Altersgruppe Mittlere Normwerte (Atemzüge/min.)
Neugeborene 40–60
1–3 Jahre 19–26
7–9 Jahre 18–22
10–12 Jahre 16–22
> 13. Lj. 16–20

Anatomie, funktionelle Morphologie und biochemische Eigenschaften der Stimmlippe (Kahane 1988; Hirano et al. 1989)Stimmlippe:Aufbau/MorphologieMusculus vocalis

Tab. 1.4
Anatomie Histologische Struktur Funktionelle Morphologie Biomechanische Steifheit Eigenschaften
Schleimhaut Epithel Plattenepithel Hülle wenig sehr stark beweglich
Lamina propria oberflächliche Schicht (Reinke-Raum), Mukopolysaccharide Hülle wenig stark beweglich
Lamina propria intermediäre Schicht, elastische Fasern Übergang mäßig mäßig beweglich
Lamina propria tiefe Schicht, Kollagenfasern Lig. vocale Übergang mäßig mäßig beweglich
M. vocalis Fasern des M. thyroarytaenoideus Körper groß geringste Beweglichkeit

Anatomie und Physiologie

  • 1.1

    Anatomische Grundlagen der Sprache und des Sprechens Michaela Nagel, Andreas Ferbert2

    • 1.1.1

      Erste anatomische Zuordnungen2

    • 1.1.2

      Techniken zur Lokalisation sprachrelevanter Hirnareale2

    • 1.1.3

      Anatomie der Sprachfunktionen4

    • 1.1.4

      Anatomie des Sprechens7

  • 1.2

    Periphere Sprechwerkzeuge Markus Jungehülsing8

    • 1.2.1

      Definitionen8

    • 1.2.2

      Atemorgane, Atemdruck, Anblasdruck12

    • 1.2.3

      Kehlkopf (Larynx), Phonation13

    • 1.2.4

      Klangmodulation, Resonanzräume und Artikulatoren16

  • 1.3

    Die Entwicklung des Nervensystems: Überlegungen, Implikationen und Konsequenzen Peter B. Marschik und Christa Einspieler17

    • 1.3.1

      Die ontogenetische Adaptation17

    • 1.3.2

      Die Variabilität der Normalität und die normative Stabilität19

    • 1.3.3

      Das Sowohl-als-auch-Prinzip19

Anatomische Grundlagen der Sprache und des Sprechens

Michaela Nagel, Andreas Ferbert

Erste anatomische Zuordnungen

Erste Sprache:anatomische Grundlageneigentliche Arbeiten zur Sprachlokalisation finden sich bei:Sprechen:anatomische Grundlagen
  • Paracelsus (1493–1541): beschrieb u. a. eine „Kammer der Sprache“ ohne nähere Lokalisation. Bekannt war der Zusammenhang von Sprachstörungen und Lähmungen bei Hirnerkrankungen

  • Giovanni Battista Morgagni (1682–1771): diagnostizierte im Rahmen von Autopsien bei Patienten mit rechtsseitiger Lähmung und Aphasie linkshirnige Läsionen (Huber et al. 2000)

  • Pierre P. Broca (1824–1880): ordnete einer expressiven Sprachstörung eine Läsion am Fuß der 3. Stirnwindung zu (Broca 1861)

  • Carl Wernicke (1948–1905): ordnete einer Sprachverständnisstörung eine Läsion im linken Temporallappen zu. Einteilung und Lokalisierung von motorischer Aphasie, Leitungsaphasie und totaler Aphasie (Wernicke 1874)

In diesen historischen Arbeiten wurden lokalisierte Zentren für die Sprache angenommen, die relativ unabhängig funktionierten und nur durch unidirektionale Bahnen verbunden waren. Die Existenz bestimmter Gehirnzentren war jedoch früher nicht allgemein akzeptiert. Insbesondere durch die Arbeiten von Broca begann sich das Denken in diese Richtung zu wandeln.
Nach heutigen Erkenntnissen sind die funktionstragenden Areale variabel und die Verbindungen sehr komplex. Daher führen vergleichbare Läsionen zu unterschiedlichen Ausfällen und umgekehrt.

Techniken zur Lokalisation sprachrelevanter Hirnareale

  • historisch (bis Mitte des 20. Jh.): Korrelation von klinisch beobachteten Sprachdefiziten mit hirnanatomischen Läsionen in der Autopsie

  • aktuell: Lokalisation sprachrelevanter Areale am lebenden Patienten mittels bildgebender morphologischer und funktioneller sowie intraoperativ-neuropsychologischer Verfahren

Computertomografie (CT)
Grundprinzip
  • Abschwächung eines Röntgenstrahls beim Durchgang durch den Körper

  • verschiedene Körperstrukturen schwächen den Röntgenstrahl unterschiedlich

  • Messung der abgeschwächten Röntgenstrahlung von hochempfindlichen Detektoren

  • Übermittlung der Absorptionswerte an einen sprachrelevante Hirnareale:ComputertomografieComputertomografie:sprachrelevante HirnarealeRechner

  • Erzeugung verschiedener Projektionen derselben Schicht durch Drehung des Systems Röhre-Detektor

  • Errechnung von Schichten variabler Dicke der interessierenden Körperregion und Bildverarbeitung

Indikationen
  • v. a. Notfalldiagnostik (Hirnblutungen, Hirninfarkte, Schädel-Hirn-Traumata)

  • Tumore

  • degenerative Erkrankungen

Magnetresonanztomografie (MRT)
Grundprinzip
  • magnetische Kernspinresonanz: Atomkerne mit ungerader Nukleonenzahl haben ein sie umgebendes Magnetfeld und einen Drehimpuls (Spin)

  • Messung der aus dem Körper austretenden Energie in Form elektromagnetischer Wellen, hervorgerufen durch ein von außen angelegtes Magnetfeld und durch kurze sprachrelevante Hirnareale:MagnetresonanztomografieMagnetresonanztomografie:sprachrelevante HirnarealeHochfrequenzimpulse

  • Zeitkonstanten bestimmen gemessene Signalintensität

  • Zeitkonstanten sind abhängig von magnetischer Kopplung der Wasserstoffatome mit der Umgebung (Spin-Gitter-Relaxationszeit T1) und magnetischer Wechselwirkung der H2-Atome untereinander (Spin-Spin-Relaxationszeit T2)

Vorteil (im Vergleich zur CT)
  • keine Röntgenbelastung

  • bessere Darstellung der Gewebestrukturen in verschiedenen Wichtungen

Indikationen
  • Tumore, insbesondere auch des Hirnstammbereichs

  • entzündliche ZNS-Erkrankungen (z. B. Multiple Sklerose)

  • Hirninfarkte

  • degenerative Erkrankungen

  • spinale Erkrankungen

Funktionelles MRT (fMRI): BOLD-Technik (Blood Oxygenation Level Dependent)
Grundprinzip
  • Hirnareale haben höheren Sauerstoffbedarf, wobei die Mehrdurchblutung den Bedarf Magnetresonanztomografie:funktionelleübersteigt

  • sauerstoffreiches BOLD-Technik:sprachrelevante Hirnarealeund sauerstoffarmes Blut haben unterschiedliche magnetische Eigenschaften

  • Nachweis aktivierter Areale durch wiederholten Wechsel zwischen Ausführung eines Paradigma (Aufgabe) und Kontrollparadigma (Ruhe oder Aufgabe mit anderem Aktivierungsmuster)

  • Farbkodierung und Überlagerung mit entsprechenden morphologischen Bildern

Möglichkeiten
  • direkte Darstellung von Partialfunktionen der Sprache

  • Erfassung der Hierarchie im Netzwerk der Sprachfunktion

  • Dokumentation von Erholung bzw. Kompensation gestörter Areale

Indikationen
  • keine klinische Routineuntersuchung

  • gezielte individuelle Lokalisation von Hirnarealen

  • Dokumentation von Erholung bzw. Kompensation gestörter Areale z. B. zur präoperativen Planung und Diagnostik eloquenter Hirnareale

  • wissenschaftliche Fragestellungen: Plastizität des Gehirns

Intraoperativ-neuropsychologische Methoden (Brain Mapping)
Brain MappingEntwicklung der Methode von Penfield, Boldrey und Roberts.
Grundprinzip
  • Darstellung regionaler hirnelektrischer Aktivität mit verschiedenen Techniken, wie EEG, evozierten Potenzialen und elektrischer Stimulation kleiner Areale der operativ freigelegten Hirnoberfläche

  • elektrische Reizung kleiner Areale der freigelegten Hirnoberfläche (brain mapping) führt in funktionell einmaligen Arealen zu passageren Sprachstörungen bis hin zum Spracharrest

Möglichkeiten
Lokalisation und Schonung funktionell einmaliger Areale (z. B. Sprache) bei neurochirurgischen Patienten, z. B. mit Epilepsie oder Hirntumoren (Penfield und Roberts 1959).
Indikationen
Keine Standardmethode in der klinischen Praxis.
Nuklearmedizinische Methoden: Positronenemissionstomografie (PET)
Grundprinzip
  • funktionelles bildgebendes Positronenemissionstomografie (PET)Verfahren

  • Messung der Aktivitätsverteilung von Positronenstrahlung emittierender Radiopharmaka

Möglichkeiten
  • Beurteilung des zerebralen Blutflusses, des Sauerstoffverbrauchs und des Glukosestoffwechsels

  • dreidimensionale Darstellung sprachrelevanter Areale als Regionen mit gesteigertem Stoffwechsel

Indikationen
Diagnostik spezifischer Störungen der Neurotransmission (z. B. Parkinson-Syndrom).

Anatomie der Sprachfunktionen

  • klassisches Modell: Sprachfunktionen, AnatomieZuordnung spezifischer Sprachleistungen zu spezifischen Hirnarealen („Sprachzentren“)Sprachzentren durch vergleichend klinisch-anatomische Untersuchungen

  • aktuelle Modellvorstellungen: synchronisierte Aktivität in einem ausgedehnten neuronalen Netzwerk im Kortex und den subkortikalen Kerngebieten durch funktionelle Untersuchungsverfahren

Synonyme
  • rezeptives Areal = Heschl-Heschl-GyrusGyrus

  • perzeptives Areal = auditorischer auditorischer AssoziationskortexAssoziationskortex

  • semantisches semantisches InterpretationsarealInterpretationsareal = Gyrus angularis

  • syntaktisches syntaktisches InterpretationsarealInterpretationsareal = Broca-Broca-ArealAreal – Brodmann Area 44/45

Lokalisation der Funktion Sprachproduktion (Abb. 1.1)
  • hinterer Teil Gyrus frontalis Gyrus:frontalis inferiorinferior (Broca-Areal; Area 44/45) Sprachproduktion:Anatomie

  • tiefe weiße Substanz zwischen Broca-Areal und motorischem Kortex

  • vordere Insel

  • frontoparietales frontoparietales OperculumOperculum

  • im Broca-Areal wird der motorische Plan entworfen und zum primären motorischen Kortex (Area 4) geleitet

Lokalisation der Funktion Sprachverständnis (Abb. 1.2)
  • Sprachverständnis:Anatomiehintere perisylvische Region (posterosuperior temporaler, operculärer, supramarginaler, angulärer und posterior insulärer Gyrus eingeschlossen)

  • akustische Information erreicht zunächst den primären akustischen Kortex (Heschl-Heschl-GyrusGyrus)

  • Leitung zum auditorischen Assoziationskortex und Dekodierung

  • Wernicke-Areal (Brodmann Area 22) im hinteren Drittel des Gyrus temporalis superior

  • Weiterverarbeitung im semantischen Interpretationsareal

Lokalisation der Funktionen Lesen und Schreiben
  • Eingehen der Schreiben:FunktionslokalisationLesen:Funktionslokalisationvisuellen Stimuli im primären visuellen Kortex (Brodmann Area 17; Abb. 1.1)

  • Transfer zum visuellen und semantischen Assoziationskortex

  • bei lautem Lesen direkter Transfer vom visuellen Assoziationskortex zu Broca-Areal über den Fasciculus arcuatus

  • beim Schreiben Transfer zum motorischen Assoziationskortex und danach zum Broca Areal und primär motorischem Kortex

Lokalisation von affektiven Elementen der Sprache
  • rechter unterer Sprache:affektive ElementeFrontallappen (Pars opercularis): emotionaler Sprachgehalt, Gesichtsausdruck und Gesten

  • hintere Hirnregionen der rechten Hemisphäre: Verstehen der affektiven Komponenten

Limbische und subkortikale Strukturen
  • Striatum: beteiligt an Sprachproduktion:limbische/subkortikale StrukturenSprachproduktion und ProsodieProsodie

  • Thalamus: SprachverständnisSprachverständnis und Reagibilität des Kortex

  • subkortikale weiße Substanz: enthält Leitungsbahnen

  • andere Hirnregionen als die perisylvischen können Sprache sekundär beeinflussen:

    • Aufmerksamkeitsdefizite bei tiefen zerebralen Läsionen

    • akinetischer Mutismus:akinetischerakinetischer MutismusMutismus bei frontalen Läsionen

Verbindungen der sprachrelevanten Areale
Die Komplexität der menschlichen sprachrelevante Hirnareale:VerbindungenKommunikation erfordert eine Interaktion zwischen den einzelnen Arealen über zahlreiche neuronale Verbindungswege, die erst z. T. erforscht sind.
  • Fasciculus arcuatus: Temporallappen und motorischer Assoziationskortex (inkl. Broca-Areal)

  • zu kortikalen sensorischen Assoziationsarealen im oberen Temporal- und unteren Parietallappen

  • zu medialen Anteilen des Temporallappens und des Dienzephalons (Gedächtnisbildung)Gedächtnisbildung

  • zu korrespondierenden Arealen der Gegenseite über das Corpus callosum (Goetz 2003)

Hemisphärendominanz und Sprache
  • ca. 90 % der Bevölkerung sind Rechtshänder

  • Sprache:Hemisphärendominanzca. 99 % der HemisphärendominanzRechtshänder haben eine linkshemisphärische Sprachdominanz (Mayeux 1991)

  • gemeinsame Entwicklung von Sprachlokalisation, Bevorzugung von Hand, Fuß und Auge einer Körperseite (wohl genetisch determiniert, Vererbungsmodus?)

  • Herausbildung der Dominanz linkskortikaler Sprachzentren mitbedingt durch kollaterale Hemmung

  • Gegensatz zwischen ausgeprägter funktioneller Asymmetrie und geringen morphologischen Unterschieden (auffälligste Differenz im Bereich des Planum temporale, welches bei Rechtshändern links größer als rechts ist)

  • Ausmaß der Hemisphärendominanz interindividuell unterschiedlich, Ausmaß des klinischen Defizits variiert entsprechend (bei ausgeprägter Dominanz stärker und umgekehrt; Adams et al. 1999)

Anatomie des Sprechens

Sprechen:anatomische GrundlagenSprechen ist eine komplexe Funktion aus Motorik, Stimmbildung und Atmung:
  • der Sprechakt erfordert eine exakte Koordination der respiratorischen Muskulatur von Larynx, Pharynx, Gaumen, Zunge und Lippen

  • die Phonation ist eine Funktion des Larynx, insbesondere der Stimmbänder

  • die Artikulation erfolgt durch die Kontraktion des Pharynx, des Gaumens, der Zunge und der Lippen

Innervation der Sprechbewegungen
Initiierung eines motorischen Plans im Broca-Areal, Transfer zum Sprechbewegungen, InnervationMotorkortex:
  • Motorkortex bds. steuert über kortikobulbäre Bahnen die Hirnnervenkerne an. Am Sprechen beteiligte Hirnnerven: N. facialis (VII. Hirnnerv), N. vagus (X. Hirnnerv), N. hypoglossus (XII. Hirnnerv), N. phrenicus

  • Sprechbewegungen unterliegen dem Einfluss von Basalganglien und Kleinhirn

Störungen der Sprechmotorik (Dysarthrie und Anarthrie)
Dysarthrie:LäsionsorteDysarthrie/SprechmotorikstörungenAnarthrie, LäsionsorteAnarthrie: Funktionsstörung bzw. -verlust der Sprechexekutive (Artikulationsmotorik, ProsodieProsodie, Sprechanstrengung, Lautstärke, Sprechgeschwindigkeit, Kap. 10.1).
Störungen der Phonation (Dysphonie und Aphonie)
Dysphonie/Dysphonie:LäsionsorteAphonie: Stimmstörungen:LokalisationsorteAphonie:LäsionsorteStimmstörung bzw. -verlust infolge einer Störung der Phonation, Symptome: heisere, belegte, klanglose Stimme (Kap. 13).
  • als Begleitsymptom bei einigen der in Tab. 1.1 genannten ArtikulationsstörungenArtikulationsstörungen (z. B. bei Extrapyramidal- und neuromuskulären Erkrankungen)

  • bei Erkrankungen von Atemmuskulatur (z. B. bei Myasthenie) und Lunge

  • bei Stimmbandlähmung durch Läsion des N. laryngeus recurrens (Ast des N. vagus), z. B. nach Schilddrüsen-OP

Periphere Sprechwerkzeuge

Markus Jungehülsing

Definitionen

Die Phonologie (Lautlehre)Lautlehre (Phonologie)Phonologie (Lautlehre) hat eigene Termini technici generiert, genauso wie die Linguistik (Sprachwissenschaft) und die Patholinguistik, die Phoniatrie (medizinische Disziplin, die sich mit den Störungen der Stimme, des Sprechens, der Sprache und des Schluckens beschäftigt), die Otorhinolaryngologie (Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde) und die Logopädie. In den Fachdisziplinen werden teilweise sogar die eingedeutschten lateinischen Adjektive unterschiedlich dekliniert! (Med. glottisch = Phon. glottal, Med. laryngeal = Phon. laryngal). Tab. 1.2 vereinfacht die interdisziplinäre Verständigung.
Sprechwerkzeuge, periphereDer Begriff „periphere Sprechwerkzeuge“ stammt aus der Phonologie und bezeichnet alle Organe und Organsysteme, die am „Sprechen“ beteiligt sind:
  • Brustkorb mit Lunge, Bronchien und Luftröhre (Abb. 1.3): Erzeugung des Luftstroms durch die knöchernen, knorpeligen und muskulären Anteile

  • Kehlkopf mit Stimmlippen (Abb. 1.4): erzeugt primären Glottiston, eine hörbare akustische Energie, dient zur Phonation (Erzeugung eines Tones)

  • oberer Anteil des Kehlkopfes mit Supraglottis und Epiglottis, unterer, mittlerer und oberer Schlund, Nasenhaupthöhlen (die Nasennebenhöhlen spielen als Resonanzräume eine Rolle) und Mundhöhle (Abb. 1.5): Resonanzraum (Phonetik) oder Vokaltrakt (Linguistik, Phoniatrie)

  • Artikulatoren (in Phonetik und Linguistik): Muskel- und Knochengruppen, welche die Resonanzräume begrenzen, tragen zur Klangmodulation Artikulatoren, aktive/passivebei

    • aktive Artikulatoren: Unterlippe, Zunge (Spitze, Rücken, Wurzel), Stimmritze (Glottis)

    • passive Artikulatoren: Oberlippe, Zähne, harter und weicher Gaumen, Zäpfchen, Schlund (Pharynx) und Kehlkopf (Larynx)

Das Zusammenspiel der Komponenten zur Phonation gibt der Algorithmus in Abb. 1.6 wieder. Im Folgenden werden die peripheren Sprechwerkzeuge näher charakterisiert.

Atemorgane, Atemdruck, Anblasdruck

Physiologie
  • AtmungAtemsteuerung durch Atmung:SteuerungAtemzentrumAtemzentrum der Formatio reticularis, Beteiligung von Afferenzen aus Hirnrinde, Hypothalamus, Kälterezeptoren der Haut, Dehnungsrezeptoren der Lunge und Chemorezeptoren

  • Thoraxvolumen wird Thoraxvolumenbei Respiration durch Zusammenwirken von Rippen- und Zwerchfellatmung abwechselnd vergrößert und verkleinert. Wirkungsvollster Inspirationsmuskel ist das Zwerchfell (Diaphragma). Während der Inspiration erweitert sich der Thorax nach kranial und kaudal, lateral und ventral-dorsal

  • Phonation und Sprechvorgang durch atemmechanische Vorgänge und subglottischen AnblasedruckAnblasedruck möglich (Abb. 1.7). KehlkopfKehlkopf ist Atemhilfsorgan. Bei Respiration wechselnd starke Abduktionen der Stimmlippen. Offene Glottis während Inspiration durch Kontraktion des M. cricoarytaenoideus posterior

  • Steuerung von Frequenz, Rhythmus und Amplitude der Atembewegungen durch Atemzentrum und propriozeptive Lungenreflexe. AtemfrequenzAtemfrequenz abhängig von Alter (Tab. 1.3), Geschlecht, Psyche, Körpergewicht, Training und Belastung

  • Atemtiefe (Atemzugvolumen) AtemzugvolumenAtemtiefeabhängig von Aktivitäten und Alter. Ruhenormwert für Erwachsene 500 ml. Abweichungen bei flacher, frequenter oder tiefer, verlangsamter Atmung

  • Exspiration bei ExspirationRuheatmung passiver Vorgang

  • Sprechatmung/SprechatmungPhonationsatmung ist Phonationsatmungdie Verlängerung der Ausatmungsphase gegenüber der Einatmungsphase

  • Atemstütze ist das Atemstützeaktive Führen der Ausatmung

  • totale Lungenkapazität, totaleLungenkapazität, VitalkapazitätVitalkapazität und ResidualvolumenResidualvolumen sind stark von Körperbau und Lebensalter abhängig

Erst eine reproduzierbare Abnahme der Vitalkapazität auf ¾ des Sollwerts lässt auf eine respiratorische Funktionsstörung schließen.

Brust- und Bauchatmung
Thorakalatmung
Synonym: Brustatmung, BrustatmungHochatmung
  • Atmungsarbeit Thorakalatmunghauptsächlich durch Interkostalmuskulatur

  • als alleinige Atemform Hochatmungunphysiologisch

  • kann zu Stimmstörungen führen

Bauchatmung
Synonyme: BauchatmungAbdominalatmung, AbdominalatmungZwerchfellatmung
  • Zwerchfellatmungstarke Kontraktion der Zwerchfellmuskulatur bewirkt Abflachen und Tiefertreten des Diaphragmas

  • physiologische Atemform

  • fördert in Ruhe etwa ⅔ des Atemvolumens

Gemischte kostoabdominale Atmung
Synonym: Atmung:kostoabdominale, gemischteZwerchfellflankenatmungZwerchfellflankenatmung
  • physiologische Atmung

Atemtypen nach Wendler et al. (1996):

  • KlavikularatmungKlavikularatmung: Schulter- oder Schlüsselbeinatmung

  • KostalatmungKostalatmung: Brust- oder Rippenatmung

  • AbdominalatmungAbdominalatmung: Bauch- oder ZwerchfellatmungZwerchfellatmung

  • RückenatmungRückenatmungRückenatmung

  • Hochatmung: Kombination von Brust- und SchulteratmungBrustatmungSchulteratmung

  • Tiefatmung: Kombination Tiefatmungvon Brust- und Bauch-/Flankenatmung

Kehlkopf (Larynx), Phonation

Die Larynx\t \"Siehe KehlkopfKehlkopfGlottisfunktionStimmlippenschwingungen erfordern einen differenzierten und koordinierten Ablauf zahlreicher Einzelbewegungen des Kehlkopfs. Man unterscheidet Mukosa (Epithel mit Lamina propria) und M. vocalis.
Anatomie (Abb. 1.7)
  • StimmlippeStimmlippe: von Kehlkopf:AnatomiePlattenepithel bedeckt, bildet mit superfizialer Schicht der Lamina propria die Schleimhaut

  • Reinke-Raum: Reinke-Raumoberflächliche Schicht der Lamina propria – das subepitheliale lockere Bindegewebe

  • Propriabindegewebe: schließt an Plattenepithel der Stimmlippe an, kann in drei Schichten gegliedert werden (Hirano et al. 1986):

    • obere Schicht: lockeres gefäß- und nervenreiches Bindegewebe

    • mittlere Schicht: viel elastisches Material

    • tiefe Schicht: vorwiegend kollagene Fibrillen und elastische Fasern

  • Stimmband (Lig. vocale) Stimmbandund Ligamentum vocaleConus elasticus werden Conus elasticusaus der intermediären und der tiefen Schicht der Lamina propria gebildet. Das Lig. vocale bildet den oberen freien Rand des Conus elasticus

Von der Stimmlippe sollte das Lig. vocale als eigentliches „Stimmband“ abgegrenzt werden. Der Begriff „Stimmband“ sollte dann vermieden werden, wenn die gesamte Stimmlippe oder ihre Schleimhautanteile gemeint sind.

Funktionell zweischichtiger Aufbau der Stimmlippe (Tab. 1.4)
  • Mukosa (Epithel und sublottisches Gewebe) bildet eine lockere, gut bewegliche Schicht, stroboskopisch als Randkantenverschiebung erkennbar

  • Lig. vocale und M. vocalis bilden starres System

Beide Systeme stellen den funktionell wirksamen zweischichtigen Aufbau der Stimmlippe dar (auch Body-cover-model; Fujimura 1980). Mukosa, Lig. vocale und M. vocalis beteiligen sich abhängig vom Spannungszustand der Stimmlippen unterschiedlich am Schwingungsablauf.
Anteriore und posteriore Glottis
  • anteriore Glottis: intermembranöser Anteil der Glottis

  • Glottis, anteriore/posterioreposteriore Glottis: interkartilaginärer Anteil der Glottis

  • Grenze: Spitze des Processus vocalis des Processus vocalisAryknorpels

  • Längenverhältnis des intermembranösen zum interkartilaginären Anteil beim Erwachsenen 3 : 2 (nicht 2 : 1), Verhältnis der Fläche des intermembranösen Anteils zu der des interkartilaginären 2 : 3

  • vorderer Ansatz der Stimmlippen ist als vordere Kommissur gegen die zwischen den Arytenoidknorpeln gelegene Interarytenoidregion abzugrenzen (es gibt keine „hintere Kommissur“; Eckel)

Subglottischer Druck
  • 20 cm H2O: Sprechstimme von bis zu 60 dB Schalldruckpegel möglich

  • 3 cm H2O: leise Phonation

  • 2–50 cm H2O: Singen (Proctor 1980) subglottischer Druck

Die Lautstärke ist also eine Funktion des subglottischen Druckes, während der Tonus der Larynxmuskulatur für die Tonhöhe verantwortlich ist. Der primäre Kehlkopfton, primärerKehlkopfton wird nur durch den Kehlkopf erzeugt – ohne das später besprochene Ansatzrohr.
Phonation
Durch StimmproduktionPhonationInteraktion zwischen subglottischen und transglottischen Kräften. Zum Teil durch myoelastisch-aerodynamische Theorie erklärt: eine wesentliche Rolle spielen motorische Innervation, Propriozeption, Rückstellkräfte, Elastizität und Viskosität des Gewebes sowie das Bernoulli-Bernoulli-PhänomenPhänomen. Afferente Verbindungen sind ebenso wie efferente für Phonation, Respiration und Schluckfunktion bedeutungsvoll.
Das zentrale Nervensystem nutzt bei den Leistungen der Propriozeption alle verfügbaren neuralen Informationen aus. An den vielfältigen bewussten und unbewussten Aufgaben der Kehlkopfmotorik sind beteiligt:
  • sensorische Rezeptoren in Larynxgewebe: Chemorezeptoren, Mechanorezeptoren (Merkel-Tastscheiben, Meissner-Tastkörper, Vater-Paccini-Lamellenkörper für Vibration etc.)

  • propriozeptive Rezeptoren in Kehlkopfmukosa, Muskeln (Muskelspindeln), Gelenken und Sehnen von Larynx, Lippen, Zunge und Gaumensegel

Kontrolle der aktuellen Lage des Kehlkopfs im gesamten Stimm- und Sprechsystem durch Tiefensensibilität und kinästhetische Sensibilität des Larynx.

Klangmodulation, Resonanzräume und Artikulatoren

Vokaltrakt
Synonyme: Vokaltraktphoniatrisches phoniatrisches Ansatzrohr\t \"Siehe VokaltraktAerodigestivtrakt\t \"Siehe VokaltraktAnsatzrohr, oberer Aerodigestivtrakt
  • alle lufthaltigen Räume oberhalb der Glottis außer den Nasennebenhöhlen: Mundhöhle, Nasenhaupthöhle, Schlund mit Naso-, Oro- und Hypopharynx sowie supraglottische Bezirke

  • vorderer Abschluss: Lippen und Frontzähne

  • Funktionen: Atmung, phonatorische Glottisfunktion, Bildung der Vokale und Konsonanten (Stimmklang)

  • Für die VokaltraktakustikVokaltraktakustik ist die Einheit von Glottisfunktion und Vokaltrakt von grundlegender Bedeutung. Der primäre Kehlkopfton (Kehlkopfton, primärerSchwingungen der Stimmlippen) wird in den supraglottischen Bezirken, im gesamten Pharynx sowie im Bereich der Mundhöhle und Nasenhaupthöhle zu Vokalen und stimmhaften Konsonanten moduliert. Alle genannten Hohlräume wirken als Resonanzräume.

Artikulatoren
In der Linguistik Differenzierung in aktive und passive Artikulatoren:
  • aktive Artikulatoren, aktive/passiveArtikulatoren der peripheren Sprechwerkzeuge werden beim Sprechen zur Modulation aktiv bewegt: Unterlippe, Zungenspitze, Zungenrücken, Zungenwurzel

  • passive Artikulatoren: Oberlippe, Zähne, Zahndämme des Kiefers, harter und weicher Gaumen, Zäpfchen und Schlund

Bewegungen der Pharynxwände beim Sprechen
Velopharyngealer Abschluss ist Voraussetzung velopharyngealer AbschlussSprechen:velopharyngealer Abschlussfür physiologischen Stimmklang, findet während der Phonation – außer bei der m-, n- und η-Bildung – statt. Analyse mittels transnasaler flexibler Endoskopie möglich.
Funktionelle Unterschiede der Oropharynx- und Nasopharynxmuskeln beim velopharyngealen Abschluss:
  • NasopharynxNasopharynx beteiligt sich mit Gaumensegel (Velum): M. levator veli palatini ist an der Einengung des Nasopharynx und an der Hebung des Gaumensegels beteiligt

  • OropharynxOropharynx beteiligt sich an Vokalbildung: M. constrictor engt Oropharynx ein. Transnasale flexible Endoskopie zeigt bei hoher „Hi“-Phonation Kontraktion der lateralen Pharynxwände

Die Entwicklung des Nervensystems: Überlegungen, Implikationen und Konsequenzen

Peter B. Marschik und Christa Einspieler
In den 1960er-Jahren wurde von Heinz Prechtl – als ehemaliger Mitarbeiter von Konrad Lorenz – eine interdisziplinäre Denkrichtung und Disziplin begründet, die er Entwicklungsneurologie nannte: Diese befasst sich mit den normalen und abnormalen morphologischen und funktionellen Aspekten des sich entwickelnden menschlichen Nervensystems.Nervensystem, Entwicklung
Die diesbezügliche Forschung hat einige Paradigmen über die funktionelle Entwicklung des menschlichen Nervensystems neu definiert:
  • Das Phänomen der Altersspezifität ist essenziell für die Überlegungen zu entstehenden Systemen.

  • Das pathologische Nervensystem des Erwachsenen ist nicht das Modell zur Beschreibung von neuronalen Phänomenen bei Kindern.

  • Gleichartige Läsionen des Nervensystems können in unterschiedlichem Alter zu unterschiedlichen klinischen Erscheinungen führen.

  • Bestimmte neurologische Dysfunktionen sind charakteristisch für gewisse Entwicklungsphasen. Sie können in einem bestimmten Alter präsent sein, anschließend verschwinden und nach einer latenten Periode in Form anderer Dysfunktionen wieder manifest werden (vgl. Entwicklungsmöglichkeiten von Late Talkers; Kap. 3.2.1)

Die ontogenetische Adaptation

  • ontogenetische AdaptationAdaptation, ontogenetischeKomplexe Verhaltensmuster sind transiente Phänomene und somit altersspezifische Adaptationen des sich entwickelnden Organismus auf spezielle interne und externe Anforderungen.

  • Das Nervensystem kann als stets integriertes Wirkungsgefüge gesehen werden, das im Rahmen der Entwicklung eine Sequenz irreversibler Änderungen durchläuft, und somit eine Entwicklung von einfacher zu sehr komplexer Organisation vollzieht.

  • Die unterschiedlichen Entwicklungsstufen weisen vom Erwachsenen abweichende transiente biochemische, physiologische und morphologische Strukturen auf, die sich auch in funktionellen Repräsentationen widerspiegeln.

  • Das „unreife“ Nervensystem als solches existiert nicht. Es handelt sich vielmehr um ein altersspezifisches Struktur-Funktionssystem, das sich ständig ändert und den internen und externen Gegebenheiten anpasst.

  • Für die Erforschung der Entwicklung bedeutet dies, dass jede Entwicklungsphase für sich selbst zu betrachten ist und ein direkter Vergleich zu späteren Entwicklungsschritten in diesem Kontext gesehen werden muss.

Die altersspezifischen Verhaltensformen sind nicht suboptimale, pathologische, unkomplette oder gar unreife Repräsentationen von „erwachsenen“ Funktionen, sondern vielmehr funktionelle und adaptive Muster. Diese Sichtweise besagt, dass die Idee, ontogenetische Events hätten lediglich eine antizipatorische Funktion von reifen Strukturen, zu eng gefasst ist.Spracherwerb:antizipatorische Funktion Ontogenetische Adaptationen sind relevant und geeignet für eine bestimmte Entwicklungsstufe und/oder antizipatorisch (präadaptiv). Adaptive Strukturen oder Funktionen einer Entwicklungsstufe müssen nicht notwendigerweise verloren gehen oder ausgetauscht werden, sondern sie werden vielmehr reorganisiert und in folgende Entwicklungsschritte mitintegriert. Dies erklärt, dass es Kontinuitäten und Diskontinuitäten in der Entwicklung gibt und dass die Ontogenese beides gleichzeitig ist, regressiv und progressiv. Unter Entwicklung verstehen wir ein dynamisches System von sich vielfach gegenseitig bedingenden Prozessen; dies bezieht sich einerseits auf einen bestimmten Zeitpunkt in der Entwicklung (transversale Achse) und andererseits bestimmen spezifische frühe Strukturen und Fähigkeiten die daraus folgenden (longitudinale Achse).
Altersspezifische Eigenschaften und altersspezifische Vulnerabilität des Nervensystems bedürfen der Anwendung altersadaptierter und altersadäquater diagnostischer Verfahren und therapeutischer Interventionen (Abb. 1.8).

Die Variabilität der Normalität und die normative Stabilität

Die Identifikation von Kindern mit subtilen Defiziten z. B. der Sprachentwicklung gestaltet sich aufgrund der enormen Variabilität der Normalität als schwierig. Gerade diese Kinder aber bedürfen einer präzisen klinischen Abklärung und einer möglichst frühen therapeutischen Intervention (erhöhte psychosoziale Begleit- und Sekundärproblematik):
  • Die normative Stabilität verliert gerade in Bereichen der Suboptimalität an Stärke.

  • Im Laufe der Entwicklung können sich gewisse Defizite scheinbar bessern, während andere Funktionen weiterhin suboptimal bleiben. Ein frühes Defizit in einem neuronalen Bereich kann somit subtile Effekte auf andere (Funktions-)Bereiche des sich entwickelnden Gehirns haben und dies auch, wenn auf den ersten Blick eine scheinbar unauffällige Entwicklung vorliegt.

Sprache ist kein geschlossenes System, sondern in die Entwicklungsdynamik vieler Ebenen eingebettet, die ihrerseits regelgeleitet sind und in typischen Entwicklungssequenzen ablaufen.

Das Sowohl-als-auch-Prinzip

Spracherwerb:Sowohl-als-auch-PrinzipDie Extrempolaritäten und die Entweder-oder-Sichtweise in der Sprachentwicklungsforschung haben mittlerweile einem Sowohl-als-auch-Paradigma Platz gemacht. Es besteht weitgehend Einigkeit darüber, dass die vorgegebenen Fähigkeiten des Kindes sowie das Sprachangebot der Umwelt zum Spracherwerb beitragen. Damit vollzieht sich der Spracherwerb als aktiver, dynamischer und auch kreativer Prozess. Spracherwerb:dynamischerDie systematischen Zwischenstufen führen oftmals zu sprachlichen Äußerungen, die – gemessen an der Erwachsenensprache – zwar nicht korrekt sind, aber produktive Wege des Kindes bei der Aneignung seiner Muttersprache darstellen.
  • Ein interessanter Aspekt ist die unterschiedliche Beanspruchung des Sprach-erwerbssystems einerseits für den primären Erwerb der Muttersprache, sowie für bilingualen oder frühen Zweitspracherwerb:früherZweitspracherwerb:bilingualerZweitspracherwerb (z. B. bei Kindern mit Migrationshintergrund), und andererseits, wenn wir uns als Erwachsene entschließen, eine neue Sprache zu erlernen (biologische Adaptation, Altersspezifität).

  • Gewisse Grundvoraussetzungen sind zweifelsohne angeboren, der Spezifizierungsgrad und das Ausmaß dieser Strukturen jedoch sind nach wie vor Spekulationsbereich.

  • Ein wesentliches Phänomen der Entwicklung ist, dass eine minimale neuronale Struktur bereits funktionell ist, und diese erste Funktion zur Ausdifferenzierung der Struktur notwendig ist, was seinerseits eine Funktionsadaptierung oder -erweiterung ermöglicht. Dieses Modell trägt einerseits das Konzept des sich gegenseitig bedingenden Struktur-Funktionsgefüges in sich und andererseits erklärt es, wie sich dieses System als bereits funktionsfähig erweist, während es entsteht.

  • Essenziell ist somit eine Sichtweise, welche die Funktion als integralen Bestandteil der normalen Entwicklung und als Notwendigkeit für deren Kontinuität und einen normalen Verlauf derselben darstellt.

Dies bedeutet vereinfacht gesagt: Ein System errichtet sich, während es funktioniert, und ist niemals unreif, sondern ein dynamischer Prozess von transienten altersadäquaten Eigenschaften und Fähigkeiten. Bestimmte – linguistische, physiologische und kognitive – Domänen interagieren miteinander (A) zu einem bestimmten Zeitpunkt und (B) darüber hinaus, was (A) aktuellen und (B) antizipatorischen/präadaptiven Funktionen entspricht. Den Bereichen der klinischen Linguistik, Neuro- und Psycholinguistik kommt dadurch bereits in frühen Entwicklungsstufen eine entscheidende Funktion als Disziplinen zur Erkennung von Indikatoren eines potenziell atypischen Erwerbsverlaufs zu. Denn sprachlich kommunikative Fähigkeiten sind zuverlässige Abbildungen von frühen Hirn(dys)funktionen und bilden damit ein frühes Fenster in das sich entwickelnde Gehirn.

Weiterführende Literatur

Einspieler et al., 2011

C. Einspieler D. Prayer H.F.R. Prechtl Fetal Behaviour: A neurodevelopmental approach 2011 Mac Keith Press London

Karmiloff-Smith, 2007

A. Karmiloff-Smith Atypical epigenesis Dev. Sci 10 2007 84 88

Karmiloff-Smith, 2010

A. Karmiloff-Smith Neuroimaging of the developing brain: taking „developing“ seriously Hum. Brain. Mapp 31 2010 934 941

Oppenheim, 1984

R.W. Oppenheim Ontogenetic adaptations in neural and behavioural development, towards a more ‚ecological‘ developmental psychobiology H.F.R. Prechtl Continuity of neural functions from prenatal to postnatal life Clin Dev Med 94 1984 Blackwell Oxford 16 30

Prechtl, 1980

H.F.R. Prechtl Die entwicklungsneurologischen Grundlagen des frühen Verhaltens W. Spiel Die Psychologie des 20. Jahrhunderts 1980 Kindler Zürich 14 36

Prechtl, 1988

H.F.R. Prechtl Grundlagen der Entwicklungsneurologie H. Remschmidt M.H. Schmidt Kinder und Jugendpsychiatrie in Klinik und Praxis Bd 1 1988 Thieme Stuttgart 12 24

Wass and Karmiloff-Smith, 2010

S. Wass A. Karmiloff-Smith The missing developmental dimension in the network perspective Behav. Brain Sci 33 2010 175 176

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