Sitzungsberichte der Heidelberger Akademie der Wissenschaften Mathematisch-naturwissenschaftliche Klasse

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2 Sitzungsberichte der Heidelberger Akademie der Wissenschaften Mathematisch-naturwissenschaftliche Klasse Die Jahrgänge bis 1921 einschließlich erschienen im Verlag von Carl Winter, Universitätsbuchhandlung in Heide/berg, die Jahrgänge im Verlag Walter de Gruyter & Co. in Berlin, die Jahrgänge bei der Weißsehen Universitätsbuchhandlung in Heidelberg. 1945, 1946 und 1947 sind keine Sitzungsberichte erschienen. Ab Jahrgang 1948 erscheinen die "Sitzungsberichte" im Springer-Ver/ag. Inhalt des Jahrgangs 1952: 1. W. Rauh. Vegetationsstudien im Hohen Atlas und dessen Vorland. DM E. Rodenwaldt. Pest in Venedig Ein Beitrag zur Frage der Infektkette bei den Pestepidemien West-Europas. DM E. Nickel. Die petrogenetische Stellung der Tromm zwischen Bergsträßer und Böllsteiner Odenwald. DM Inhalt des Jahrgangs 1953/55: 1. Y. Reenpää. Über die Struktur der Sinnesmannigfaltigkeit und der Reizbegriffe. DM A. Seybold. Untersuchungen über den Farbwechsel von Blumenblättern, Früchten und Samenschalen. DM K. Freudenberg und G. Schuhmacher. Die Ultraviolett-Absorptionsspektren von künstlichem und natürlichem Lignin sowie von Modellverbindungen. DM W. Roelcke. Über die Wellengleichung bei Grenzkreisgruppen erster Art. DM Inhalt des Jahrgangs 1956/57: 1. E. Rodenwaldt. Die Gesundheitsgesetzgebung der Magistrato della sanita Venedigs DM H. Reznik. Untersuchungen über die physiologische Bedeutung der chymochromen Farbstoffe. DM G. Hieronymi. Über den altersbedingten Formwandel elastischer und muskulärer Arterien. DM Symposium über Probleme der Spektralphotometrie. Herausgegeben von H. Kienle. DM Inhalt des Jahrgangs 1958: 1. W. Rauh. Beitrag zur Kenntnis der peruanischen Kakteenvegetation. DM W. Kuhn. Erzeugung mechanischer aus chemischer Energie durch homogene sowie durch quergestreifte synthetische Fäden. DM Inhalt des Jahrgangs 1959: 1. W. Rauh und H. Falk. Stylites E. Amstutz, eine neue Isoetacee aus den Hocbanden Perus. 1. Teil. DM W. Rauh und H. Falk. Stylites E. Amstutz, eine neue Isoetacee aus den Hocbanden Perus. 2. Teil. DM H. A. Weidenmüller. Eine allgemeine Formulierung der Theorie der Oberflächenreaktionen mit Anwendung auf die Winkelverteilung bei Strippingreaktionen. DM M. Ehlich und M. Müller. Über die Differentialgleichungen der bimolekularen Reaktion 2. Ordnung. DM Vorträge und Diskussionen beim Kolloquium über Bildwandler und Bildspeicherröhren. Herausgegeben von H. Siedentopf. DM H. J. Mang. Zur Theorie des oc-zerfalls. DM 10.-.

3 Sitzungsberichte der Heidelberger Akademie der Wissenschaften Mathematisch-naturwissenschaftliche Klasse Jahrgang 1972, 4. Abhandlung

4 K. Goerttler Stimme und Sprache (Vorgelegt in der Sitzung vom 24. Juni 1972) Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

5 ISBN ISBN (ebook) DOI / Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme der Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ähnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Bei Vervielfältigung für gewerbliche Zwecke ist gemäß 54 UrhG eine Vergütung an den Verlag zu zahlen, deren Höhe mit dem Verlag zu vereinbaren ist. by Springer-Verlag Berlin Heidelberg Die Wiedergabe von Gebrauchs Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York namen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.

6 Stimme und Sprache Kurt Goerttler Prof. em. der Anatomie an der Universität Freiburg Die Möglichkeit zur Erlernung des Sprechens beruht auf einer Gruppe von Erbfaktoren. Das erste Lallen und die ersten Versuche zur Nachahmung sind angeborene Reaktionen des Kindes. Aber dann kommt die Entwicklung. Sie vermittelt die Sprache einer Gruppe, mit der wir dann rasch auch in deren Traditionsgut hineinwachsen, welches nun das ganze Weltbild durchfärbt. In dieser entscheidenden Periode vermag das Kleinkind jede beliebige Sprache zu erlernen. Die Fähigkeit zu sprechen setzt also immer die Existenz reifender Anlagen voraus, die auf den Eingriff von außen warten, um die Sprache zu erlernen, die in der Umgebung gesprochen wird. Die zoologisch orientierte Biologie geht auf dem Boden der Deszendenz-Theorie von der Vorstellung aus, daß sich die menschliche Sprache aus tierischen Lautbildungen allmählich entwickelt habe. Einige Forscher haben sich deshalb auch ernsthaft darum bemüht, den Affen das Sprechen beizubringen. Die Menschenaffen hätten ja eigentlich, so wird argumentiert, alle instrumentalen Einrichtungen und alle Möglichkeiten zur Sprache. Nur der geistige Funke fehle, um sie zum Sprechen zu bringen. Diese Vorstellung ist grundsätzlich falsch, und es ist das Ziel meines Vortrages, Ihnen zu zeigen, daß die physische Möglichkeit zur Ausbildung einer Wortsprache einmalig im Tierreich an die Gestalt des Menschen gebunden ist. Der Kehlkopf aller Säugetiere ragt zeitlebens in den Nasen-Rachenraum hinauf. Er steht ausschließlich im Dienste der Atmung und des Geruchorgans 1. Beim neugeborenen Menschen entspricht das jedoch nur einer Frühphase der Entwicklung, welche dafür sorgt, daß der Atemstrom unbehindert während des Milchstromes fließen kann. Das Kind kann beim Trinken an der Brust ruhig weiteratmen, ohne sich zu verschlucken. Erst am Ende des ersten Jahres nach der Geburt vollzieht sich beim Menschen eine weitere Entwicklung, die bei den Säugetieren niemals zustandekommt Nun steigt der Kehlkopf langsam herab, so daß hinter der Zunge ein immer größer werdender freier Raum entsteht, der nach oben gegen den Nasenraum hin abgeschlossen werden kann. Das ist der Sprachraum, 1 Negus, V. E.: The comparative Anatomy and Physiology of the Larynx, London

7 6 K. Goerttler der vorn in die durch Zunge, Gaumen-, Wangenmuskeln und Lippe verformbare Mundhöhle übergeht. Damit hängt es zusammen, daß die Lallperiode in den ersten Lebensmonaten noch nicht die Artikulation von Worten erlaubt. Dieser Abstieg des Kehlkopfes dauert weiter bis zum 8. und 9. Lebensjahr, und diese körperliche Reifung schafft erst endgültig den Sprachraum, welcher allen Tieren zur Artikulation von W orten fehlt. Deshalb können auch Affen nicht sprechen. Der Kehlkopf selbst, als Instrument, über das schon von den Amphibien an alle Wirbeltiere ebenso verfügen wie der Mensch, erzeugt zwar die Stimme. Aber erst ihre Formung zu Worten und die Klangbildung im Ansatzrohr oberhalb des Kehlkopfes sind das eigentliche Sprachgeschehen, durch welches der Mensch den Tieren gegenüber ausgezeichnet ist. Der Stockwerkbau eines Menschengesichts, der uns zum Sprechen befähigt, beherrscht schon äußerlich seinen Ausdruck im Gegensatz zu tierischen Gesichtern. Der Grundplan des Schädels hat sich durch eine Knickbildung in der Schädelbasis entscheidend geändert. Sie entspricht der mächtigen Entwicklung seines Gehirns und ist zugleich bedingt durch die aufrechte Haltung, im Zusammenhang mit der Neueinstellung der Augenachse. Der Schädel ist dabei gewissermaßen von vorn nach hinten zusammengeschoben. Die ursprünglich vor dem Gehirnschädel liegende Nasenhöhle hat sich unter das Gehirn und über die Mundhöhle geschoben. Der Atemweg und der Nahrungsweg überkreuzen sich nun in der Rachenhöhle, da der Kehlkopf weit unterhalb der Nasenhöhle liegt, während er bei den Säugetieren noch ganz im Dienst der Nase und Atmung steht und deshalb auch die unmittelbare Fortsetzung des Nasenraumes zur Lunge hin bildet. Beim Schluckakt des Menschen muß dieser Weg nun doppelseitig nach unten in die Lunge und nach oben zur Nase hin - durch einen komplizierten neuromuskulären Sicherungsmechanismus geschlossen werden. Versagt dieser, z. B. bei Lähmungen, dann droht beim Menschen die gefürchtete und bei ständiger Wiederholung tödliche Schluckpneumonie. Das ist der Nachteil gegenüber den Tieren, die sich nicht verschlucken und während der Nahrungsaufnahme ruhig weiteratmen und sichern können, und zugleich der Preis, den wir zahlen mußten, um sprechen zu können. Nur so konnte das bewegliche und beliebig verformbare Zwischenstück der Rachenhöhle entstehen, in welchem die vom Kehlkopf erzeugten Töne mit Hilfe der Gesamtmuskulatur der Mundhöhle, des Rachens und des Gaumens zu Sprachlauten artikuliert werden können. Der Gaumen zwischen Nase und Mundhöhle ist zu einem Resonanzboden für die im Kehlkopf erzeugte Stimme geworden

8 Stimme und Sprache 7 Die Rolle des Kehlkopfes aber als stimmerzeugendes Organ schien im Dienste der Sprache lange Zeit von untergeordneter Bedeutung zu sein gegenüber der Artikulation der Stimmlaute innerhalb der Binnenräume des menschlichen Gesichts. Die Primitivität im Aufbau seines Kehlkopfskelets, die den Menschen ja auch in anderen morphologischen Merkmalen auszeichnet, und an der sich auch seit der Zeit der Amphibien nichts wesentliches mehr geändert hat, legte eine ebenso primitive und rein mechanische Funktion des Kehlkopfes nahe. Wir wissen heute, daß diese Vorstellung von der Primitivität des menschlichen Kehlkopfes gewissermaßen nur den Baustil seiner Fassade kennzeichnet. Von einem Knorpelring aus- Ringknorpel - verengt sich der Innenraum des Kehlkopfes nach oben bis auf einen schmalen Spalt - die Glottis. Wird sie verschlossen, dann muß die Luft hindurchgepreßt werden. Die Wand dieses Raumes besteht aus elastischem Gewebe ebenso wie das Stimmband, welches die Glottis begrenzt. In ihm liegt der M. vocalis. Bei allen Säugetieren ist der Musculus vocalis Teil eines Sphinkters, eines Muskelringes, welcher den Stimmraum durch zwei Schleimhautfalten einengt. Er verläuft dem Stimmband parallel und regelt die Spannung der Stimmfalten. Die Erweiterung oder Verengung der Stimmritze wird zusätzlich durch Muskeln reguliert, welche an einem Stellknorpel innerhalb des Sphinkters ansetzen. Von diesen beiden Faktoren, der Form der Stimmritze und der Spannung der Stimmbänder, hängt die Höhe, die Tiefe und die Klangfarbe des erzeugten Tones ab. Seine Stärke wird durch die Kraft des Atemstromes bestimmt. Nur im menschlichen Kehlkopf hat sich aber aus dem alten Sphinkter ein ganz neues, sehr kompliziertes Muskelsystem entwickelt, dessen Fasern nicht mehr stimmbandparallel verlaufen, sondern im Stimmband selbst und in der ganzen Wand des subglottiseben Raumes ansetzen 2 Diese Muskulatur gestattet unabhängig von der Grobeinstellung durch die Stellknorpel eine Feineinstellung durch Eigenbewegung und Verspannung des Stimmbandes in allen drei Ebenen des Raumes. Diese Umstellung hat zu einer Revolution der Stimmbildung innerhalb des Kehlkopfes geführt. Während die alte Vorstellung davon ausging, daß die gespannten Stimmsaiten passiv im Luftstrom schwingen, ergaben sich nun viel reichhaltigere Möglichkeiten ihrer Feineinstellung während des Sprechens und Singens. Ihre innere Spannung muß während des Sprechens und Singens unbewußt unter der Kontrolle des Nervensystems immer wieder von 2 Goerttler, K.: Die Anordnung, Histologie u. Histogenese der quergestreiften Muskulatur im menschlichen Stimmband. Z. Anat. u. Entwickl. gesch.115, 352 (1950)

9 8 K. Goerttler neuemeingespielt werden. Sie ist die Resultierende zahlreicher Faktoren und immer der Ausdruck einer lebendigen Funktion. Das elastische Stimmband und der Conus elasticus im Kehlkopf bilden mit den an ihnen ansetzenden Muskelfasern ein elastisch-muskulöses System. Solche Systeme haben die besondere Eigenschaft, daß Form und Spannung bei ihrer Dehnung unabhängig voneinander variieren können. Das bedeutet bei der Phonation, daß die Form des Mundstückes der die Stimme bildenden Kehlkopfpfeife sich während des Sprechens und Singens ändern kann, ohne daß auch die Spannung und mit ihr die Tonfrequenz sich ändern müßten. Nur der Klangcharakter des Tons ändert sich - und das gleiche gilt auch, wenn sich bei gleichbleibender Form die Spannung ändert. Das Mundstück der Kehlkopfpfeife kann also gewissermaßen in Form und Material ständig ausgewechselt werden. Die Schwingung einer gespannten Saite, so wie man es sich im vereinfachten Schema vorgestellt hatte, ist also nicht das Wesentliche bei der Tonerzeugung im Kehlkopf. In Schwingung gerät vielmehr das ganze, durch den Conus elasticus gebildete, oben verschließbare und in ganz verschiedener Weise formveränderliche Mundstück, mit einer Frequenz von 130 bis 1 OOOmal in der Sekunde, und darüber hinaus der ganze Kehlkopf. Eine schwingende Saite innerhalb eines in anderer Frequenz selbstschwingenden Systems könnte niemals in reinem Ton erklingen. Wenn es gelingt, trotz dieser dauernd wechselnden mechanischen Voraussetzungen, doch mit Sicherheit einen beim Sprechen und Singen beabsichtigten Ton zu halten, dann muß sich der Schwingungscharakter des Stimmbandes dauernd ändern. Das beruht auf der Fähigkeit, durch dauernde aktive Spannungsänderungen seine Einstellung auf einen bestimmten Wirkungsgrad zu kontrollieren. Diese Änderung vollzieht sich während des Sprechens und Singens in der Tat 10-20mal in der Sekunde. Die Stimmbänder schwingen auch niemals quer zum Luftstrom, sondern in einer elliptischen Schwingungsform, welche durch die Aktion der Stimmbandmuskulatur variiert werden kann. Je nach der Einstellung der Schwingungsachse können die Bänder sich während der Phonation längere oder kürzere Zeit berühren. Bei hohen Tönen berühren die Stimmbänder sich nur in ganz kurzen Intervallen, und bei ganz hohen Tönen kann die Stimmritze offen bleiben. Wir können uns heute die Schwingungen im Zeitlupentempo ansehen mit Hilfe von Aufnahmeapparaturen, welche mehr als 4000 photographische Aufnahmen pro Sekunde gestatten. Daher wissen wir, daß es sich nicht um einfache elastische Vibrationen handelt, sondern um sehr viel kompliziertere Bewegungsvorgänge

10 Stimme und Sprache 9 Die Stimmbandmuskulatur kann unabhängig von der Grobeinstellungder Stimmritze - folgende Leistungen vollbringen: I. Beliebige Formänderungen des Stimmraumes und der Stimmritze. 2. Spannungsänderungen im ganzen und an jeder beliebigen Stelle der Stimmbänder und des Conus elasticus. 3. Längenänderungen des Stimmbandes infolge verschiedener Länge der Muskelfasern, und 4. verschiedene Einstellungen der Schwingungsebenen. Alle diese Mechanismen können zeitlich nacheinander oder nebeneinander variieren. Die Impulse für diese komplizierten Bewegungen stammen aus dem Nervensystem. Sie stammen dabei teilweise aus Zentren, von denen eine bewußte und willensmäßige Führung der Stimme erzwungen werden kann, das heißt aus der Großhirnrinde. Teilweise aber stammen sie auch aus der Tiefenschicht unserer Persönlichkeit, das heißt aus subkortikalen Zentren, die einer willkürlichen Beeinflussung nicht unterliegen, im wesentlichen aus den gleichen Zentren, von denen auch unser Herzschlag geregelt wird. Die Höhe eines Tones und die Lautstärke lassen sich als Willensziel einstellen. Das geschieht von der Großhirnrinde aus, während die Sprechstimme unbewußt von älteren Regionen des Hirnstammes aus gesteuert wird. Aber die Auswahl der dazu notwendigen Mittel und ihre jeweilige, zweckmäßige Verwendung unterliegt in beiden Fällen nicht mehr der Willkür. Dadurch unterscheidet sich gerade der Kehlkopf von jedem technischen Instrument, daß er unter Leitung des uns un bewußt tätigennervensystems aus einer Fülle von verschiedenen Mitteln eine individuelle und immer wieder wechselnde Auswahl zu treffen vermag, welche als erregendes Mittel des Ausdrucks von Mensch zu Mensch persönliche Wirkungen entfalten kann. In dieser lebendigen, vom Leben individuell geprägten Ausdrucksfähigkeit, die technisch nicht mehr analysierbar ist, liegt der tiefste Reiz und die Schönheit einer menschlichen Stimme, viel mehr noch als in ihrer technischen Vollkommenheit begründet. Die Stimmbildung ist sicher nur zum Teil ein mechanischer, durch den Luftstrom und die Elastizität der Stimmbänder gesteuerter Vorgang. Sie ist vielmehr beim Menschen überwiegend eine Ausdrucksäußerung, welche individuell vom Zentralnervensystem gesteuert wird und von dort aus auch ihren Ausdrucksgehalt empfängt. Sie ist ein Akt der Selbstdarstellung der Persönlichkeit. Über diese inneren Beziehungen gibt uns nun die Entwicklungsgeschichte weitere Aufklärungen