Das Hörmodell nach Alfred Tomatis und die Untersuchung sprachspezifischer Spektraleigenschaften von Deutsch, Englisch und Französisch Diplomarbeit von Andrea Sereinig Institut für Breitbandkommunikation (IBK) Vorstand: Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Gernot Kubin Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation (SPSC) Vorstand: Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Gernot Kubin In Zusammenarbeit mit Institut für Anglistik (Angl.) Begutachter: Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Gerhard Graber (IBK) Betreuer: Dipl.-Ing. Dr.techn. Christian Feldbauer (SPSC) Betreuerin: Mag. Dr.phil. Ingrid Pfandl-Buchegger (Angl.) Graz, Juni 2010 EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig verfasst, andere als die angegebenen Quellen/Hilfsmittel nicht benutzt, und die den benutzten Quellen wörtlich und inhaltlich entnommene Stellen als solche kenntlich gemacht habe. Graz, am …………………………… ……………………………………………….. (Unterschrift) STATUTORY DECLARATION I declare that I have authored this thesis independently, that I have not used other than the declared sources / resources, and that I have explicitly marked all material which has been quoted either literally or by content from the used sources. …………………………… ……………………………………………….. date (signature) Danksagung Danksagung Zuallererst möchte ich Herrn Prof. Gerhard Graber danken. Er hat mich auf dieses herausfordernde Thema gebracht, mich angespornt über meine Grenzen hinaus zu denken und mir mit Rat und Tat stets geholfen. Mein ganz besonderer Dank gilt ebenfalls Herrn Dr. Christian Feldbauer. Wann immer ich in der Arbeit nicht weiterkam oder eine frische Idee brauchte nahm er sich Zeit für mich, um mir zu helfen, auch wenn er eigentlich gar keine Zeit dafür hatte. Ich möchte mich ebenfalls bei Frau Dr. Ingrid Pfandl-Buchegger bedanken, weil sie immer bemüht war mich mit Informationen und Anregungen zu versorgen. Weiters möchte ich noch Herrn Dr. Stefan Petrik für seine Bemühungen um die Segmentierung meiner Datenbank danken. Mein herzlicher Dank geht auch an meine beiden Brüder: Roman, weil er mich immer unterstützt hat, wenn ich Hilfe brauchte, und Martin, weil wir uns, durch Dick und Dünn gegangen, immer noch gut verstehen. Auch meinem Opa, Herrn Josef Sereinig, danke ich einfach deshalb, weil er so ist, wie er ist. Ich möchte an dieser Stelle von Herzen auch meinem Markus danken. Der Platz auf dieser Seite reicht bei weitem nicht aus, um mit Worten auszudrücken, wie sehr mir Deine Liebe und Unterstützung geholfen haben. Zusätzlich möchte ich noch folgenden Personen meinen Dank aussprechen: Margherita Jammer, Sabrina Seidler, Jovita Tatschl und Claudia Uschounig. Ihr selber wisst am besten, was ihr alles für mich getan habt. Zuletzt, aber umso herzlicher und inniger, bedanke ich mich bei meinen Eltern Danica und Wolfgang. Ohne Euch wäre mein Studium moralisch und auch finanziell um so Vieles schwieriger gewesen! Ihr habt an mich geglaubt, mir stets geholfen wo ihr nur konntet, mit mir mitgelitten und euch mit mir gefreut. DANKE! Institut für Breitbandkommunikation i Kurzfassung Kurzfassung Alfred Tomatis, ein französischer HNO Arzt in der Nachkriegszeit, begann bereits früh in seiner Karriere sich mit dem Hören und dessen Zusammenhang mit der Psyche zu beschäftigen. Im Zuge seiner weitläufigen Arbeit entdeckte er unter anderem, dass jede Sprache eine korrespondierende „ethnische“ Hörweise besitzt. Er formulierte die Hypothese der sogenannten „Sprachethnogramme“, welche die jeweiligen, für die Sprachen, charakteristischen Frequenzbereiche angeben und die beim Erlernen einer Fremdsprache eine wichtige Rolle spielen. Auf dieser Grundlage entwickelte er auch eine Trainingsmethode. Es gibt empirische Daten von Versuchsreihen, wonach mit der Tomatis-Methode das Erlernen von Fremdsprachen um bis zu 50% schneller möglich ist. In der vorliegenden Diplomarbeit geht es im ersten Teil darum, die Ansichten und Erkenntnisse von Tomatis zusammenzufassen, seine Theorien vorzustellen sowie dessen Arbeitsmethoden zu beschreiben. Weiters werden die Erkenntnisse von Tomatis den Lehren der klassischen Medizin gegenübergestellt und anschließend miteinander verglichen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die unterschiedlichen Ansichten zur Theorie der Schallweiterleitung im menschlichen Ohr gelegt. Im zweiten Teil der Arbeit wird weiters versucht, eine Evaluierung der von Tomatis publizierten „Sprachethnogramme“ vorzunehmen. Da die Erstellung von Tomatis’ „Ethnogrammen“ nicht nachvollziehbar ist, wird ein eigenständiger Vergleich von Spektralkurven von Deutsch, Englisch und Französisch erarbeitet, um so deren Unterschiede zu ermitteln und darzustellen. Die Auswertung der Kurven zeigt, dass Unterschiede in den verglichenen Spektren sehr wohl zu finden sind. Ein Vergleich mit den „Ethnogrammen“ von Tomatis kann schlussendlich aufgrund methodischer Unterschiede nicht gemacht werden. Institut für Breitbandkommunikation ii Abstract Abstract Alfred Tomatis, a French ENT doctor in the post-war period, started to occupy himself already early in his career with hearing and its connection to the human mind. In the course of his extensive work he discovered, among other things, that each language can be described by a corresponding so-called “speech ethnogram”, which indicates the language’s characteristic frequency range and plays an important role when learning a foreign language. Based on these findings, he also developed a special method of training. Empiric data gained from experimental series show that by utilising the Tomatis-Method, foreign languages can be learned up to 50% faster. The first part of the diploma thesis at hand comprises a summary of Tomatis’ agenda and findings, a presentation of his theories as well as a description of his working methods. Furthermore the teachings of the classical medicine are opposed to those of Tomatis and the two subsequently compared to each other. In this matter, special attention is given to the differing views on the theory of sonic forwarding in the human ear. The second part of this work takes up the evaluation of the above described “speech ethnograms”. Since Tomatis’ “ethnograms” are in no way reproducible, an independent comparison of the spectral curves of German, English and French is being developed in order to determine and depict their differences. Evaluating the graphs definitely shows differences in the compared spectra. Eventually, a comparison could not be made between the calculated graphs and Tomatis’ ”ethnograms” for methodical discrepancies. Institut für Breitbandkommunikation iii Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Motivation und Zielsetzung.............................................................................................1 1.2 Inhalt................................................................................................................................2 2 Die Tomatis–Methode im Vergleich zur klassischen Medizin 4 2.1 Biographisches.................................................................................................................4 2.2 Das auditorische und vestibuläre System.........................................................................6 2.2.1 Ontogenese..............................................................................................................6 2.2.2 Anatomie...............................................................................................................11 2.2.3 Physiologie............................................................................................................15 2.2.4 Abweichungen durch den Ansatz von Tomatis.....................................................20 2.3 Der Tomatis-Effekt........................................................................................................22 2.3.1 Das Elektronische Ohr...........................................................................................23 2.3.1.1 Entwicklung des Elektronischen Ohrs.....................................................23 2.3.1.2 Der Tomatis AudioPro.............................................................................25 2.3.2 Der Sound Perception Trainer...............................................................................30 2.3.2.1 Das SPT-Labo..........................................................................................31 2.4 Lateralität und Hemisphärendominanz..........................................................................32 2.4.1 Lateralität in der klassischen Medizin...................................................................32 2.4.2 Lateralität bei Tomatis...........................................................................................35 2.5 Die Hörtests im Vergleich..............................................................................................37 2.5.1 Der klassische Hörtest...........................................................................................37 2.5.2 Der Tomatis-Hörtest („Le test d’écoute“).............................................................39 2.6 „Die vier Schlüssel zu den Sprachen“............................................................................43 2.6.1 Die Passbänder („Les bandes passantes“).............................................................43 2.6.2 Die ethnischen Hüllkurven („Les courbes d’enveloppe“).....................................44 2.6.3 Die Latenzzeit („Le temps de latence“)................................................................45 2.6.4 Die Präzessionszeit („Le temps de précession“)...................................................46 2.7 Sprachtraining mit der Tomatis-Methode......................................................................47 2.7.1 Das Tomatis-Trainingsprogramm und -material...................................................47 2.7.2 Das Audio-Lingua-Trainingsprogramm und –material.........................................49 Institut für Breitbandkommunikation iv Inhaltsverzeichnis 3 Untersuchung der Sprachethnogramme 53 3.1 Methoden........................................................................................................................53 3.1.1 Die Sprachdatenbank: EUROM_1........................................................................54 3.1.2 SAMPA Transkriptionsschrift...............................................................................54 3.1.3 Aufbereitung der Sprachdaten...............................................................................55 3.1.4 Berechnung der Sprachkurven..............................................................................56 3.1.4.1 Typ 1 – Kumulierte Phonemhäufigkeitskurven.......................................56 3.1.4.2 Typ 2 – Prozentuale Aufschlüsselung der Phonemhäufigkeiten..............57 3.2 Auswertung der Ergebnisse............................................................................................59 3.3 Vergleich mit den Hüllkurven von Tomatis...................................................................66 4 Zusammenfassung 69 4.1 Ausblick.........................................................................................................................71 5 Quellenverzeichnis 72 6 Anhang 74 6.1 Zum Elektronischen Ohr................................................................................................74 6.2 Zur Untersuchung der Sprachethnogramme..................................................................77 6.2.1 Häufigkeitsverteilung der Phoneme nach Delattre................................................77 6.2.2 SAMPA Transkriptionstabelle..............................................................................78 6.2.2.1 Konsonanten.............................................................................................78 6.2.2.2 Vokale......................................................................................................79 6.2.3 Datensätze.............................................................................................................80 6.2.3.1 Deutsch.....................................................................................................80 6.2.3.2 Englisch....................................................................................................81 6.2.3.3 Französisch...............................................................................................82 6.2.3.4 Phonemstatistik........................................................................................83 Institut für Breitbandkommunikation v Diplomarbeit Einleitung 1 Einleitung 1.1 Motivation und Zielsetzung Die Faszination des Hörens beschäftigt die Menschen seit jeher. Auch der französische Arzt Alfred Tomatis konnte sich ihr nicht entziehen. Seit Ende des Krieges beschäftigte er sich mit dem, was Menschen hören und vor allem dem, was Menschen hören wollen. Eher durch Zufall entdeckte er einige interessante Verbindungen zwischen der Psyche und dem Gehör. Er entwickelte Theorien, stellte gewagte Thesen auf und forschte unablässig auf verschiedenen Gebieten, um das menschliche Ohr besser zu verstehen. Tomatis war ein sehr praktisch orientierter Mensch. Das Gros seiner Beobachtungen, und der daraus entstandenen Thesen, machte er während empirischen Studien an seinen Patienten. Besonders interessant ist, dass die von ihm entwickelten Methoden, Geräte und Tests tatsächlich zu wirken scheinen, auch wenn sein Vorgehen heute teilweise nicht mehr nachvollziehbar ist. So konnte er z.B. Sänger wieder singen lassen, Stotterer wieder sprechen lassen oder autistische Kinder wieder etwas aufleben lassen. Die vorliegende Arbeit hat sich zum bescheidenen Ziel gesetzt, einen Einblick in einen Teil der Welt der sogenannten Tomatis-Methode zu geben, mit besonderer Berücksichtigung des Themas Sprache und wie man Fremdsprachen leichter und schneller erlernen kann. Tomatis hat ja auch Theorien zu Fremdsprachen aufgestellt, wonach jede Sprache eigene auditive Parameter besitzt, durch die man sie eindeutig bestimmen kann. Er ging sogar soweit zu behaupten, dass Sprache von der Umwelt und Geographie beeinflusst wird und man z.B. in England leichter Englisch spricht, als etwa in Frankreich. Wenn man die veröffentlichen Bücher von Tomatis liest, findet man viele solcher äußerst lyrischen Umschreibungen für die unterschiedlichsten von ihm untersuchten oder beobachteten Phänomene. Also konzentriert sich diese Arbeit zu aller erst einmal darauf, Tomatis’ Ansichten und Beobachtungen darzustellen, den Lehren der Schulmedizin gegenüberzustellen und diese miteinander zu vergleichen. Der Fokus wird hierbei auf das menschliche Ohr, den Hörvorgang und den für Sprache im Allgemeinen wichtigen Methoden und Tests gelegt. Der zweite Teil setzte sich das Ziel, die von Tomatis veröffentlichten, sprachspezifischen „ethnischen“ Hüllkurven nachzuvollziehen, siehe Kapitel 2.6.2. Es sollte ein Weg gefunden werden ähnliche Ergebnisse wie Tomatis zu erzielen. Dass aber keinerlei wie auch immer geartete Aufzeichnungen von Tomatis vorhanden waren und auch das Tomatis-Institut in Luxemburg keine Ahnung über die Vorgehensweise von Tomatis hatte, war ein Rückschlag. Für die tatsächlich durchgeführten Untersuchungen wurde trotzdem Tomatis’ Grundidee dieser Hüllkurven übernommen, nämlich spektrale Unterschiede von verschiedenen Sprachen physikalisch messbar zu machen und visuell darzustellen. Dies sollte natürlich auf eine Art und Weise erfolgen, die nachvollziehbar und reproduzierbar war, was auch weithingehend erreicht werden konnte. Es war, wie zu erwarten, tatsächlich möglich Unterschiede Institut für Breitbandkommunikation 1 Diplomarbeit Einleitung festzustellen. Allerdings werden sich einige Folgearbeiten noch mit den während der Untersuchungen aufgetretenen Problemen und Unsicherheiten beschäftigen müssen, um mit dem verwendeten Ansatz endgültige Aussagen über die tatsächlichen spektralen Unterschiede der untersuchten Sprachen treffen zu können. 1.2 Inhalt Zu Beginn sollen an hier die inhaltliche Struktur dargelegt und die einzelnen Kapitel kurz erläutert werden. Das große Kapitel 2, in dem es um den Vergleich der von Tomatis entwickelten Methode mit den Lehren der klassischen Schulmedizin geht, beginnt zunächst mit einer kurzen Biographie von Tomatis (Kapitel 2.1). Das folgende Kapitel 2.2 beschäftigt sich mit dem menschlichen Ohr. Es wird zunächst in Kapitel 2.2.1 die Ontogenese, also die embryonale Entwicklung des menschlichen Ohres, erklärt, Kapitel 2.2.2 legt die Anatomie des Ohres dar und Kapitel 2.2.3 definiert die nach den Lehren der klassischen Medizin gängige Physiologie des Hörapparats, samt ihrer Theorie der Schallweiterleitung, sowie die Funktion des Gleichgewichtsorgans. Dem werden dann in Kapitel 2.2.4 die Theorien von Tomatis, die sich besonders bei der Schallweiterleitung im Mittelohr sehr von der klassischen Medizin unterscheiden, gegenübergestellt. Nach der grundlegenden medizinischen Analyse der beiden Lehren folgt ein ausführlicher Exkurs in die Methoden, Lehren und Ansichten von Tomatis. Die wichtigsten Beobachtungen von Tomatis, die seiner gesamten Arbeit zugrunde liegen und unter der Bezeichnung „Tomatis-Effekt“ bekannt sind, werden in Kapitel 2.3 angeführt. Um das Ohr entsprechend dieser Beobachtungen zu konditionieren, entwickelte Tomatis sein sogenanntes „Elektronisches Ohr“. In Kapitel 2.3.1 werden die Entwicklung des ersten Prototypen dieses Geräts (Kapitel 2.3.1.1), sowie dessen neueste Generation, der Tomatis AudioPro (kurz TAP), in Kapitel 2.3.1.2 detailliert beschrieben. Das von der Universität Bologna auf den Grundlagen von Tomatis’ Arbeit entwickelte Trainingsgerät, der „Sound Perception Trainer“ wird kurz in Kapitel 2.3.2 erläutert. Die für Tomatis so wichtige Thematik der Lateralität wird in Kapitel 2.4 aufgerollt sowie dessen Ansichten hierzu mit den Erkenntnissen der klassischen Medizin verglichen. Bei der Tomatis Methode ist weiters der von ihm persönlich entwickelte Hörtest von äußerster Wichtigkeit. Da dieser über die Erfassung des Hörvermögens hinaus auch eine psychologische Bewertung des Patienten vornimmt, stellt Kapitel 2.5 den Tomatis-Hörtest (Kapitel 2.5.1) und den von der klassischen Medizin verwendeten Hörtest (Kapitel 2.5.2) lediglich gegenüber. Die von Tomatis definierten, für Sprache essentiellen spezifischen Parameter der auditiven Wahrnehmung, werden in Kapitel 2.6 dargelegt. Diese sind nach Tomatis die sogenannten Passbänder (Kapitel 2.6.1), die ethnischen Hüllkurven (Kapitel 2.6.2), die Latenzzeit (Kapitel 2.6.3) sowie die Präzessionszeit (Kapitel 2.6.4). Zum Abschluss des großen Kapitels 2 wird in Kapitel 2.7 noch das Sprachtraining nach Tomatis (Kapitel 2.7.1) und das auf dem Tomatis- Training basierende, neu entwickelte Sprachtraining der Universität Bologna ( Kapitel 2.7.2) besprochen. Angeregt von Tomatis’ Idee, wonach Sprachen unterschiedliche Spektraleigenschaften besitzen sollen, wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Untersuchung selbiger durchgeführt und in Kapitel 3 ausführlich beschrieben. Kapitel 3.1 erläutert zuerst die Methoden der Untersuchung. Kapitel 3.1.1 beschreibt welche Sprachdatenbank zur Berechnung herangezogen wird, Kapitel 3.1.2 erläutert kurz die in der Datenbank verwendete Institut für Breitbandkommunikation 2 Diplomarbeit Einleitung Transkriptionsschrift SAMPA, Kapitel 3.1.3 führt die notwendigen Aufbereitungsarbeiten an, um die Sprachdatenbank für die Untersuchung entsprechend zu optimieren und schließlich wird in Kapitel 3.1.4 noch die Berechnung der Sprachkurven erörtert. Die detaillierte Auswertung und Interpretation der Ergebnisse erfolgt dann in Kapitel 3.2. Ein Vergleich mit den von Tomatis’ publizierten „Sprachethnogrammen“ wird in Kapitel 3.3 angestellt. Kapitel 4 enthält abschließend eine Zusammenfassung der durchgeführten Recherchen und Untersuchungen. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick in Kapitel 4.1. Institut für Breitbandkommunikation 3