Hermann Ackermann

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Dysprosodie / Aprosodie

• Hermann Ackermann
• Hertie Institut für Klinische Hirnforschung der
  Universität Tübingen
• Fachkliniken Hohenurach, Bad Urach

79. Jahrestagung DGN, 20.24. 09. 2006 Curriculum
Kognitive Neurologie Sprache /
Sprechen
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• 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

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• 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
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• Historische Reminiszenzen

• Prosodie in der Neurologie
• Monrad-Krohn GH. Dysprosody or altered melody of
  language. Brain 194770405-15
• Dysprosodie
• vs. Aprosodie / Hypoprosodie
• vs. Amusie
• Prosodie variations of stress, of rhythm
• and of pitch

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• Historische Reminiszenzen

• Prosodie in der Neurologie
• Monrad-Krohn GH. Dysprosody or altered melody of
  language. Brain 194770405-15
• Dysprosodie Foreign Accent Syndrome
• vs. Aprosodie / Hypoprosodie
• vs. Amusie
• Prosodie variations of stress, of rhythm
• and of pitch

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• 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)

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• 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 ?

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• Foreign Accent Syndrome III

• Sprachpathologisches Profil
• - segmentale Ebene (Konsonanten, Vokale)
• - Entstellungen, Auslassungen (Deletionen),
  Substitutionen
• - suprasegmentale Ebene (Prosodie)
• - skandierender (silbischer) Rhythmus
• - Intonation verändert
• Therapie ????

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• 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
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Suprasegmentalia verbaler Äußerungen
Ackermann et al. 1993
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• 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
12

• 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
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Intonation Contours Signalling Affective States
Ivry Lebby 1998
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Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia
motorischer Kortex
Motor Cortex
Broca- Analogue
Broca-Analogon
Auditory Cortex
Wernicke-Analogue
Ross 1981
15
Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia
motorischer Kortex
Motor Cortex
Broca- Analogue
Broca-Analogon
Auditory Cortex
Wernicke-Analogue
Ross 1981
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Brain and Affective Prosody Clinical Data I

• Ross ED, Mesulam MM. Dominant language functions
  of the right hemisphere? Prosody and emotional
  gesturing. Arch Neurol 361979144.
• Ross ED. The aprosodias Functional-anatomic
  organization of the affective components of
  language in the right hemisphere. Arch Neurol
  381981561.

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Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia
motorischer Kortex
Motor Cortex
Broca- Analogue
Broca-Analogon
Auditory Cortex
Wernicke-Analogue
Ross 1981
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Vokale Affektäußerungen beim Menschen
Klassifikation

• - affektive Prosodie affektive Tönung
• sprachlicher Äußerungen
• - vokale Embleme Lachen, Weinen etc.
• - anterior operculum syndrome
• - Zwangslachen, -weinen

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Topographische Organisation
sensomotorischer Kortex
20
Vokale Affektäußerungen beim Menschen Zerebrale
Korrelate I

• Mao et al. Anterior operculum syndrome. Neurology
  1989391169-72.
• AOS facio-pharyngo-glosso-masticatory diplegia
  due to bilateral lesion of upper motor neuron
• dramatic automatic-voluntary movement
  dissociation

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Vokale Affektäußerungen beim Menschen Zerebrale
Korrelate II

• Zwangsweinen / Zwangslachen
• (ltgt Affektinkontinenz, ltgt 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
22

• Vokalisationsbahn
• subhumaner Primaten,
• z.B. Totenkopfäffchen
• vordere zinguläre Rinde
• periaquäduktales Grau
• Hirnstamm

z.B. Jürgens 2002
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Vokale Affektäußerungen beim Menschen
Klassifikation

• - affektive Prosodie affektive Tönung
• sprachlicher Äußerungen
• - vokale Embleme Lachen, Weinen etc.
• - anterior operculum syndrome
• - Zwangslachen, -weinen

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Brain and Affective Prosody Clinical Data
II

• Heilman KM et al. Auditory affective agnosia
  Disturbed comprehension of affective speech.
  JNNP 38197569.
• Ross ED. The aprosodias Functional-anatomic
  organization of the affective components of
  language in the right hemisphere. Arch Neurol
  381981561.

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Syndromes of Motor and Sensory Aprosodia
motorischer Kortex
Motor Cortex
Broca- Analogue
Broca-Analogon
Auditory Cortex
Wernicke-Analogue
Ross 1981
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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

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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 2420051233-41.
• 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 1420041384.

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Hearing of Emotions Experiment 1
Question - Correlates of affective prosody
perception? - Influence of emotional valence?
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.
Stimuli
Tasks 1) Recognition affective prosody (5
emotions) 2) Vowel detection
29
Identification of Emotional Intonation
R
L
R
L
GFI (BA 47)
SPM99, n 10, T gt 4.30, k gt 20, p lt 0.05
30
Processing of Emotional and Linguistic Intonation
Wildgruber et al. 2005
31
Hearing of Emotions Experiment 2
Affective prosody right hemisphere? Linguistic
prosody left hemisphere?
Question
Stimuli
70 pairs of intonational variants of the
following sentence Der Schal ist in der
Truhe Der Schal ist in der Truhe
Tasks

• 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?)

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Emotional and Linguistic Intonation
emotional - linguistic
L
R
R
L
linguistic - emotional
GFI (BA 47/11)
n 10 subjects, SPM99, T gt 4.30, k gt 27, p lt
0.05 (corrected)
33

• Methodological considerations
• Experiment 1
• Affect recognition Vowel detection
• Suprasegmental Segmental Level
• Experiment 2
• Affective prosody Linguistic prosody
• Suprasegmental Level

34
Identification of Emotional Intonation
? Representation of intonation contours ?
Sentence focus ?
Identification of emotional valence ?
Ackermann et al. 2004
35
Orbitofrontal lesions Emotion processing and
behavior (II)

• Hornak et al. Changes in emotion after
  circumscribed surgical lesions of the
  orbitofrontal and cingulate cortices. Brain
  12620031691-712
• ... 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.

36
Identification of Emotional Intonation
? Representation of intonation contours ?
Sentence focus ?
Identification of emotional valence ?
Ackermann et al. 2004
37
Intonation Contours Signalling Affective States
Ivry Lebby 1998