Hermann Ackermann

Hertie Institut für Klinische Hirnforschung der Universität Tübingen

Fachkliniken Hohenurach, Bad Urach

79. Jahrestagung DGN, 20.–24. 09. 2006Curriculum Kognitive Neurologie:

Sprache / Sprechen

Dysprosodie / Aprosodie

Historische Reminiszenzen

Prosodie in den Sprachwissenschaften:

Karl Philipp Moritz, Versuch einer deutschen Prosodie, Berlin, 1786

Versuch, die „prosodischen Regeln“ des Deutschen „in ein System zu ordnen“

Prosodie = „Längen und Kürzen der Silben in unsrer Sprache“, eine von den „Höhen und Tiefen“ unabhängige Dimension der Rede

Akustische Korrelate / linguistische Beschreibung von Prosodie

Segmentale Ebene verbaler Äußerungen:

Sequenz von (konsonantalen / vokalischen) Sprachlauten

(organisiert in Worte und Phrasen)

Suprasegmentale Ebene = Prosodie:

- Intonationskontur (Grundfrequenzverlauf, F0)

- Lautstärkemodulation (Schalldruckpegelverlauf, SPL)

- Rhythmus (Verhältnis der Silbendauern)

Sidtis & van Lanker 2003

Historische Reminiszenzen

Prosodie in der Neurologie:

Monrad-Krohn GH. Dysprosody or altered „melody of language“. Brain 1947;70:405-15

Dysprosodie vs. Aprosodie / Hypoprosodie vs. Amusie

Prosodie = „variations of stress, of rhythm and of pitch“

Historische Reminiszenzen

Prosodie in der Neurologie:

Monrad-Krohn GH. Dysprosody or altered „melody of language“. Brain 1947;70:405-15

Dysprosodie = Foreign Accent Syndrome vs. Aprosodie / Hypoprosodie vs. Amusie

Prosodie = „variations of stress, of rhythm and of pitch“

Foreign Accent Syndrome I:

Definition: „monolingual patient is frequently

mistaken for being a non-native speaker“

ASHA-Leader 15. 08. 2006

wichtig:

- Patienten leiden unter ihrem „Akzent“, haben also Störungseinsicht

- teilweise als Konversionsneurose verkannt

Häufigkeit: ca. 40 Kasuistiken in der

Weltliteratur (Reha ca. 1 Patient / Jahr)

Foreign Accent Syndrome II:

Ursache: meistens zerebrale Ischämie, seltener

Schädel-Hirntraums, fraglich MS

Lokalisation:

- zwei Fälle einer RH Läsion in der Literatur

- ansonsten LH betroffen: operkulärer Kortex

(Broca-Areal) oder Basalganglien

Pathomechanismus: Variante einer

Sprechapraxie ?

Foreign Accent Syndrome III:

Sprachpathologisches Profil:

- segmentale Ebene (Konsonanten, Vokale)

- Entstellungen, Auslassungen (Deletionen), Substitutionen

- suprasegmentale Ebene (Prosodie)

- „skandierender“ (silbischer) Rhythmus

- Intonation verändert

Therapie: ????

Akustische Korrelate / linguistische Beschreibung von Prosodie

Segmentale Ebene verbaler Äußerungen:

Sequenz von (konsonantalen / vokalischen) Sprachlauten

(organisiert in Worte und Phrasen)

Suprasegmentale Ebene:

- Intonationskontur (Grundfrequenzverlauf, F0)

- Lautstärkemodulation (Schalldruckpegelverlauf, SPL)

- Rhythmus (Verhältnis der Silbendauern)

Sidtis & van Lanker 2003

Ackermann et al. 1993

Suprasegmentalia verbaler Äußerungen

Linguistische und paralinguistische Funktionen von Prosodie

Linguistische Pragmatische Affektive Prosodie: Prosodie: Prosodie:

- Wortakzent - Sprecherintention - Emotionen (umfahren / (z.B. Ironie) (Freude etc.)

umfahren)

- Satzakzent / -fokus - Dialogsteuerung - Persönlichkeit (Das hat er gesagt) (Wortübergabe) (z.B. Sicherheit)

- Satzmodus (Das hat er gesagt ?/!)

Ackermann et al. 1993

Linguistische und paralinguistische Funktionen von Prosodie

Linguistische Pragmatische Affektive Prosodie: Prosodie: Prosodie:

- Wortakzent - Sprecherintention - Emotionen (umfahren / (z.B. Ironie) (Freude etc.)

umfahren)

- Satzakzent / -fokus - Dialogsteuerung - Persönlichkeit (Das hat er gesagt) (Wortübergabe) (z.B. Sicherheit)

- Satzmodus (Das hat er gesagt ?/!)

Ackermann et al. 1993

Ivry & Lebby 1998

Intonation Contours Signalling Affective States

motorischer Kortex

Broca-Analogo

n

Ross 1981

Motor Cortex

Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia

Broca-Analogue

Wernicke-Analogue

Auditory Cortex

motorischer Kortex

Broca-Analogo

n

Ross 1981

Motor Cortex

Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia

Broca-Analogue

Wernicke-Analogue

Auditory Cortex

Brain and Affective Prosody:

Clinical Data I

Ross ED, Mesulam MM. Dominant language

functions of the right hemisphere? Prosody and

emotional gesturing. Arch Neurol 36;1979:144.

Ross ED. The aprosodias: Functional-anatomic

organization of the affective components of

language in the right hemisphere. Arch Neurol

38;1981:561.

motorischer Kortex

Broca-Analogo

n

Ross 1981

Motor Cortex

Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia

Broca-Analogue

Wernicke-Analogue

Auditory Cortex

Vokale Affektäußerungen beim

Menschen: Klassifikation

- affektive Prosodie = „affektive Tönung“

sprachlicher Äußerungen

- vokale Embleme: Lachen, Weinen etc.

- „anterior operculum syndrome“

- Zwangslachen, -weinen

TopographischeOrganisation

sensomotorischerKortex

Vokale Affektäußerungen beim

Menschen: Zerebrale Korrelate I

Mao et al. Anterior operculum syndrome.

Neurology 1989;39:1169-72.

AOS = facio-pharyngo-glosso-masticatory

diplegia due to bilateral lesion of upper motor

neuron

„dramatic automatic-voluntary movement

dissociation“

Vokale Affektäußerungen beim

Menschen: Zerebrale Korrelate II

Zwangsweinen / Zwangslachen

(<=> Affektinkontinenz, <=> Witzelsucht),

- „in most cases the center of the lesion was in

the region of the genu of the internal capsule

and the adjacent basal ganglia“

- „lesions always involve systems with motor

functions“

- „release phenomenon“ Poeck 1985

z.B. Jürgens 2002

„Vokalisationsbahn“

subhumaner Primaten,

z.B. Totenkopfäffchen:

vordere zinguläre Rinde

periaquäduktales Grau

Hirnstamm

Vokale Affektäußerungen beim

Menschen: Klassifikation

- affektive Prosodie = „affektive Tönung“

sprachlicher Äußerungen

- vokale Embleme: Lachen, Weinen etc.

- „anterior operculum syndrome“

- Zwangslachen, -weinen

Brain and Affective Prosody:

Clinical Data II

Heilman KM et al. Auditory affective agnosia:

Disturbed comprehension of affective speech.

JNNP 38;1975:69.

Ross ED. The aprosodias: Functional-anatomic

organization of the affective components of

language in the right hemisphere. Arch Neurol

38;1981:561.

motorischer Kortex

Broca-Analogo

n

Ross 1981

Motor Cortex

Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia

Broca-Analogue

Wernicke-Analogue

Auditory Cortex

Brain and Affective Prosody:

Clinical Data

„... evidence of a bilateral substrate for emotional prosody comprehension .... right hemisphere is somehow „special“ ... for specific subcomponents ...“ Baum & Pell 1999

„... dysprosody ... dysfunction at multiple levels

of the central nervous system ..... prosodic

behaviors are brought about by a constellation

of perceptual, motor, and organizational factors

...“ Sidtis & van Lancker 2003

Two fMRI Studies on the Perception of

Affective Prosody: “Hearing of Emotions”

Wildgruber D, Riecker A, Hertrich I, Erb M, Grodd W, Ethofer T, Ackermann H: Identification of emotional intonation evaluated by fMRI. NeuroImage 24;2005:1233-41.

Wildgruber D, Hertrich I, Riecker A, Erb M, Anders S, Grodd W, Ackermann H: Distinct frontal regions subserve evaluation of linguistic and emotional aspects of speech intonation. Cerebral Cortex 14;2004:1384.

Tasks: 1) Recognition affective prosody (5 emotions) 2) Vowel detection

Der Gast hat sich für Donnerstag ein Zimmer reserviert Die Anrufe werden automatisch beantwortet Ein Informatiker würde den Rechner verwenden Die neue Lehrerin hat den Schülern Filme gezeigt In der Verpackung lassen sich Rosen transportieren Viele Mitglieder sind zu der Versammlung gekommen In diesen Gebüschen haben sich öfter Hasen verborgen Ein müder Tourist hat sich in der Hütte ausgeruht Der Mann hat auf einem ledernen Sofa gesessen In der Werkstatt wurden neue Maschinen aufgestellt etc.

Question: - Correlates of affective prosody perception?- Influence of emotional valence?

Stimuli:

„Hearing of Emotions“: Experiment 1

R Laffect - vowel

vowel - affect GFI (BA 47)

R L

SPM99, n = 10,

T > 4.30, k > 20, p < 0.05

Identification of Emotional Intonation

Processing of Emotional and Linguistic Intonation

Wildgruber et al. 2005

Stimuli:

Affective prosody = right hemisphere? Linguistic prosody = left hemisphere?

Question:

70 pairs of intonational variants of the following sentence:

“Der Schal ist in der Truhe”“Der Schal ist in der Truhe”

Tasks: 1) Discrimination of affective prosody(Expressiveness: Which of the two utterancs sounds „more intense“?)

2) Discrimination of linguistic prosody (Which of the two utterances represents an

answer to the question: „Where is the scarf?“)

„Hearing of Emotions“: Experiment 2

Remotional - linguistic

L

n = 10 subjects,SPM99,

T > 4.30, k > 27, p < 0.05

(corrected)

linguistic - emotional GFI (BA 47/11)

R L

Emotional and Linguistic Intonation

Methodological considerations

Experiment 1:

Affect recognition Vowel detection

Suprasegmental Segmental Level

Experiment 2:

Affective prosody Linguistic prosody

Suprasegmental Level

? Representation of intonation contours ?

Identification of emotional valence ?

Ackermann et al. 2004

Identification of Emotional Intonation

Sentencefocus ?

Orbitofrontal lesions: Emotion

processing and behavior (II)

Hornak et al. Changes in emotion after

circumscribed surgical lesions of the orbitofrontal

and cingulate cortices. Brain 126;2003:1691-712

„... bilateral or unilateral lesions ... within the OFC

can impair emotional voice and/or face

expression identification, but significant changes

in social behaviour and in subjective emotional

state are related to bilateral lesions.“

? Representation of intonation contours ?

Identification of emotional valence ?

Ackermann et al. 2004

Identification of Emotional Intonation

Sentencefocus ?

Ivry & Lebby 1998

Intonation Contours Signalling Affective States