Manche Geräusche sind einfach unerträglich: das Kreidequietschen an der Tafel oder das Kratzen einer Gabel auf einem Teller. Wissenschaftler um Sukhbinder Kumar von der Newcastle University haben untersucht, wie diese quälenden Reize vom Ohr ins Gehirn gelangen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Amygdala, das klassische Zentrum für negative Emotionen, eine Schlüsselrolle spielt.
Die Rolle der Amygdala bei der Verarbeitung unangenehmer Geräusche
Die Hirnscans der Forscher an 13 Freiwilligen zeigten, dass die Aktivität der mandelförmigen Hirnregion nicht nur die emotionale Qualität des Geräusches widerspiegelt, sondern auch seine grundlegenden akustischen Eigenschaften. Die Amygdala scheint in ein Netzwerk eingebunden zu sein, das Nervensignale zwischen ihr und dem auditorischen Kortex austauscht. Der auditorische Kortex verarbeitet die wahrgenommenen Reize und überträgt das Ergebnis an die Amygdala. Diese erkennt dann die typischen Merkmale eines unangenehmen Geräusches und generiert die passende emotionale Bewertung, die sie wiederum dem Hörkortex zugänglich macht. Paradoxerweise kann dies die Empfindlichkeit der Hörwahrnehmung sogar noch erhöhen.
Die Top Ten der unangenehmsten Geräusche
- Messer auf Flasche
- Gabel auf Glas
- Kreide auf Tafel
- Lineal auf Flasche
- Nägel auf Tafel
- Schrei einer Frau
- Winkelschleifer
- Quietschen einer Fahrradbremse
- Weinen eines Babys
- Elektrische Bohrmaschine
Reizqualitäten und evolutionäre Bedeutung
Die Experimente von Kumar und seinen Kollegen zeigten, dass das Emotionsareal besonders empfindlich auf Geräusche reagiert, die wenig Modulation aufweisen und in einem relativ hohen Frequenzbereich zwischen 2000 und 5000 Hertz liegen. In diesem Frequenzbereich hören wir besonders gut. Es wird vermutet, dass diese Reize Angst- und Notschreien ähneln und daher vom Gehirn als "Gefahr im Verzug" interpretiert werden. Aus evolutionärer Sicht wäre es nachvollziehbar, dass unser Gehirn eine so starke Gefühlsreaktion auf diese Geräusche erzeugt.
Die vier angenehmsten Geräusche
- Applaus
- Babylachen
- Donner
- Fließendes Wasser
Instinktive Reaktionen und die Empfindlichkeit des Gehirns
Die Amygdala ist ein vergleichsweise ursprüngliches Hirnareal. Die Ergebnisse der aktuellen Studie untermauern die Annahme, dass es sich um eine instinktive Reaktion handelt, da die Amygdala offenbar einen eingebauten Merkmalsdetektor für Geräusche dieser Art besitzt.
Die Rolle des Gehirns bei der Wahrnehmung von Musik und Emotionen
Musik ist eng mit Emotionen und Erinnerungen verbunden. Anders als ein Computer speichert das menschliche Gehirn nicht nur einzelne Informationen, sondern ermöglicht eine Wechselwirkung zwischen Melodien und Erlebtem. Erinnerungen können durch bestimmte Melodien quasi auf Knopfdruck hervorgerufen werden. Einige Menschen reagieren emotional stärker auf Musik als andere.
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Die Verbindung zwischen Gehirnstruktur und emotionaler Reaktion auf Musik
Matthew Sachs von der Harvard Universität untersuchte, ob die emotionale Reaktion auf Musik im Gehirn zu finden ist. In einer Studie mit 20 Probanden wurde die Gehirnaktivität während des Musikhörens gemessen. Die Probanden wurden in eine "Chill-Faktor"-Gruppe (Gänsehaut beim Hören) und eine "No-Chill-Gruppe" eingeteilt. Die "Chill-Faktor-Gruppe" zeigte deutliche Unterschiede in der Bewertung ihrer Lieblingsstücke im Vergleich zu den Kontrollstücken. Zudem sanken ihre Herzfrequenz signifikant, während der SCR-Wert (Hautleitwert) zum Höhepunkt des Lieblingsliedes anstieg.
Graue und weiße Substanz im Gehirn
Das Gehirn besteht aus grauer und weißer Substanz. Die Neuronen bilden eine dünne Schicht auf der Hirnoberfläche (graue Substanz) und sind durch Verbindungen (weiße Substanz) miteinander verbunden. Sachs und sein Team vermuten, dass die Ausprägung der weißen Substanz, also die Stärke der Verbindungen zwischen den Neuronen, ausschlaggebend dafür ist, wie stark die emotionale Reaktion beim Hören von Musik ist. Menschen, die offen für Erfahrungen sind und eine musikalische Ausbildung haben, zeigen eher eine emotional ausgeprägtere Reaktion auf bestimmte Lieder.
Hirnregionen und emotionale Reaktionen
Die Studienergebnisse zeigten, dass eine erhöhte Konnektivität zwischen der Insula (einem der fünf Großhirnlappen) und dem oberen Temporallappen maßgeblich für emotionale Reaktionen auf Musik verantwortlich ist. Geschlecht, ethnische Zugehörigkeit, IQ oder Sprachunterschiede beeinflussten das Ergebnis nicht.
Tastsinn und Hörverlust
Ludwig van Beethoven verlor im Alter von 28 Jahren sein Gehör und war mit 44 Jahren taub. Eine Studie im Mausmodell deutet darauf hin, dass Musiker nach dem Verlust ihres Gehörs einen äußerst feinen Tastsinn entwickeln können. Hochfrequente mechanische Vibrationen, die von Mechanorezeptoren in der Haut (Pacinische Körperchen) aufgenommen werden, werden nicht ausschließlich in den somatosensorischen Kortex geleitet.
Neuronale Neuverdrahtung nach Hörverlust
Eine Region im Colliculus inferior des Mittelhirns verarbeitet Vibrationen, unabhängig davon, ob es sich um Schallwellen oder mechanische Vibrationen handelt, die auf die Haut einwirken. Diese Erkenntnisse sind relevant für die neuronale Neuverdrahtung nach dem Verlust eines Sinnes. Sie könnten zur Entwicklung von Prothesen führen, die die taktile Sensibilität bei Menschen mit Hörverlust verbessern. Geräte, die Töne in taktile Vibrationen umwandeln, könnten Menschen eine größere Fähigkeit zur Wahrnehmung und zum Erleben von Tönen vermitteln.
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Pacinische Körperchen und somatosensorisches System
Die Studie unterstreicht die Rolle der Pacinischen Körperchen als wichtige Komponente des somatosensorischen Systems. Jedes Pacinische Körperchen besteht aus einem Nervenende, das von Lamellenzellen umgeben ist. Die Evolution hat diese Rezeptoren im gesamten Tierreich an verschiedenen Stellen platziert, um sie an unterschiedliche Umgebungen anzupassen.
Binaurale Beats: Ein akustischer Trick des Gehirns?
Binaurale Beats sind ein akustisches Phänomen, bei dem das Gehirn etwas hört, das gar nicht da ist. Es tritt auf, wenn man über Kopfhörer auf dem linken und rechten Ohr zwei unterschiedlich hohe Töne hört, die sich in ihrer Frequenz nur geringfügig unterscheiden. Dies erzeugt eine Art Auf- und Abschwellen des Tons.
Wirkung von binauralen Beats
Es wird behauptet, dass binaurale Beats bestimmte Gehirnwellen hervorrufen können, die das Gehirn funktionell beeinflussen. Die Idee ist, dass die erzeugte Schwingung Gehirnwellen gleicher Frequenz in anderen Hirnregionen hervorrufen kann. Allerdings ist diese Idee umstritten.
Wissenschaftliche Evidenz
Die wissenschaftliche Evidenz für die Wirksamkeit von binauralen Beats ist widersprüchlich. Einige Studien haben positive Effekte beobachtet, während die meisten keine positiven Effekte feststellen konnten. Die Forschungslage ist unklar, und es gibt Bedenken hinsichtlich der Methodik einiger Studien.
Tonhöhe und Gehirnreaktion bei Menschen und Affen
Die Tonhöhe spielt eine wichtige Rolle für unsere Kommunikation, und unser Gehirn zeigt eine ausgeprägte Reaktion auf diese Tonqualität. Forscher haben untersucht, ob dies auch bei Affen der Fall ist. In einem Vergleichstest von Menschen und Makaken reagierte das Gehirn der Affen auf klare Töne nicht stärker als auf tonlose Geräusche der gleichen Frequenz.
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Unterschiede in der Tonhöhenwahrnehmung
Menschen sind gut darin, Veränderungen der Tonhöhe zu erkennen und sich daran zu erinnern, was für Sprache und Musik essenziell ist. Nichtmenschliche Primaten scheinen in diesem Bereich Schwierigkeiten zu haben. Es wird vermutet, dass diese Unterschiede sich möglicherweise entwickelt haben, als unsere Vorfahren begannen, ihre Sprache zu entwickeln.
Die Konstruktion der akustischen Welt durch das Gehör
Das Gehör konstruiert aus minimalem mechanischen Input die komplexe Welt des Akustischen. Die Ohrmuschel sammelt Schallschwingungen, die vom Außenohr ins Mittelohr gelangen. Schallwellen lenken am Ende des Gehörgangs das Trommelfell aus, das wiederum Gehörknöchelchen in Schwingung versetzt. Die Hörschnecke im Innenohr wandelt dieses mechanische Ereignis in neuronale Impulse um, die dann die Hörbahn entlangrasen und letztlich in die Hörrinde gelangen. Unterschiedliche Gruppen von Neuronen verarbeiten hohe und tiefe Frequenzen, wodurch Geräusche, Musik und Sprache unterschieden werden können.
Die Hörbahn und die Verarbeitung von Schallinformationen
Das Signal wird auf dem Weg zu verschiedenen Kernen im Hirnstamm geleitet, einer Art Verteilerstation, von der aus parallele Signalwege verlaufen. Der Thalamus projiziert die Information in die primäre Hörrinde im Schläfenlappen. Hier werden akustische Informationen bewusst wahrgenommen. Unterschiedliche Gruppen von Neuronen in der Hörrinde sprechen auf verschiedene Frequenzen an.
Evolution des Gehörs
Die Fähigkeit, Schall zu verarbeiten, entwickelte sich allmählich im Verlauf der Evolution. Frühe Lebewesen konnten Schall nur in Form von Wasser- oder Bodenvibrationen wahrnehmen. Daraus entwickelte sich das Innenohr der Wirbeltiere mit der Hörschnecke und dem Gleichgewichtsorgan. Gleichzeitig mit der Entwicklung des Gehörs hat bei den Vorfahren der Säugetiere vermutlich das Gehirn stark an Volumen gewonnen.
Hyperakusis: Geräuschüberempfindlichkeit
Hyperakusis ist eine krankhafte Geräuschüberempfindlichkeit, bei der alltägliche Geräusche als unangenehm laut empfunden werden. Das Hörsystem ist überreizt und häufig ein Ausdruck von Überlastung oder psychischer Beeinträchtigung.
Symptome der Hyperakusis
Menschen mit Hyperakusis zeigen körperliche Reaktionen auf Alltagsgeräusche wie Herzrasen, Erhöhung des Blutdrucks, Schweißausbrüche, Angst, Unruhe oder Verspannungen im Schulter- und Nackenbereich. Sie leben häufig mit der täglichen Angst vor lauteren Geräuschen und meiden daher auch öffentliche Aktivitäten.
Diagnose und Ursachen
Die Diagnose der Hyperakusis kann bei einem Hals-Nasen-Ohrenarzt durch einen Hörtest festgestellt werden. Die genaue Ursache ist noch nicht geklärt, aber es wird von einer Störung im zentralen auditorischen System im Gehirn ausgegangen. Häufig geht eine Hyperakusis einher mit anderen Erkrankungen.
Behandlung und Selbsthilfe
Hyperakusis sollte frühzeitig behandelt werden, um psychische Probleme zu verhindern. Ein Hyperakusis-Training hilft, die Ursachen für die Hörempfindlichkeit gegen Alltagsgeräusche zu bekämpfen. Der Patient wird spielerisch wieder an alltägliche Geräusche herangeführt. Wichtig bei der Selbsthilfe ist, sich Schritt für Schritt an Geräuschkulissen heranzuwagen. Entspannungstrainings oder Muskelentspannungsübungen können ebenfalls helfen.