Die Frage, ob ein fallender Baum ein Geräusch verursacht, wenn niemand zuhört, mag philosophisch sein, aber sie verdeutlicht die Komplexität der akustischen Wahrnehmung. Dieser Artikel beleuchtet den faszinierenden Weg, den ein mechanischer Reiz vom Ohr über die Hörbahn zum Cortex nimmt, um schließlich als Klang wahrgenommen zu werden.
Der Aufbau des Ohrs: Eine Reise des Schalls
Das menschliche Ohr ist ein komplexes und empfindliches Organ, das in drei Hauptabschnitte unterteilt ist: das Außenohr, das Mittelohr und das Innenohr. Jeder Abschnitt spielt eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung von Schallwellen in elektrische Signale, die das Gehirn interpretieren kann.
Das Außenohr: Der Empfänger der Schallwellen
Das Außenohr besteht aus der Ohrmuschel und dem äußeren Gehörgang. Die Ohrmuschel, die aus Haut und elastischem Knorpel besteht, fängt Schallwellen wie ein Trichter auf und leitet sie durch den äußeren Gehörgang zum Trommelfell weiter. Der äußere Gehörgang ist etwa 3 bis 3,5 Zentimeter lang und mit Talgdrüsen, Ohrenschmalzdrüsen und Haarfollikeln ausgestattet, die den Gehörgang vor dem Eindringen von Fremdkörpern schützen.
Die Ohrmuschel selbst besitzt eine weit wichtigere Funktion, als man gemeinhin denkt. Denn sie nimmt den Schall jedes Tons oder Geräusches auf und leitet ihn direkt durch den äußeren Gehörgang bis zum Trommelfell weiter. Dort angekommen bringt der Schall das Trommelfell zum Vibrieren und übermittelt mit Hilfe dieser Bewegung jeden wahrnehmbaren Ton ans Mittelohr. Beide Ohrmuscheln sind wichtig - denn das räumliche Hören und die Unterscheidung, ob ein Geräusch von vorn oder hinten kommt, ist tatsächlich nur mit beiden Ohren möglich.
Das Mittelohr: Der Verstärker des Schalls
Das Mittelohr ist ein luftgefüllter Hohlraum, der auch als Paukenhöhle bezeichnet wird. Es enthält das Trommelfell, die Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss und Steigbügel) und die Eustachische Röhre.
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Das Trommelfell ist eine hauchdünne Membran, die den Gehörgang zum Mittelohr verschließt. Trifft eine Schallwelle auf das Trommelfell, versetzt sie es in Schwingungen. Diese Schwingungen werden über die drei Gehörknöchelchen, die kleinsten Knochen im menschlichen Körper, an das Innenohr weitergeleitet. Hammer, Amboss und Steigbügel befinden sich auf gerade einmal einem Quadratzentimeter Platz im Gehör. Gemeinsam bilden sie das Mittelohr, in dem - stimuliert durch die Bewegungen des Trommelfells - der Schall um das Zwanzigfache verstärkt an das Innenohr weitergeleitet wird.
Die Eustachische Röhre verbindet das Mittelohr mit dem Nasenrachenraum und sorgt für einen Druckausgleich zwischen Mittelohr und Umgebung. Dies ist wichtig, um ein optimales Schwingen des Trommelfells zu gewährleisten.
Unser Gehör verfügt über einen eingebauten Schutzmechanismus, der sich bei großer Lautstärke aktiviert. Um eine Lärm-Überlastung zu verhindern, strafft ein Muskel das Trommelfell. Der Steigbügel wird durch einen anderen Muskel verkantet. Beides reduziert Vibrationen und Schwingungen, das Geräusch wird somit gedämpft an das Innenohr weitergegeben.
Das Innenohr: Die Umwandlung von Schall in Nervenimpulse
Das Innenohr besteht aus der Cochlea (Hörschnecke) und dem Gleichgewichtsorgan. Die Cochlea ist ein schneckenförmiger Hohlraum, der mit Flüssigkeit gefüllt ist. Im Inneren der Cochlea befindet sich das Corti-Organ, das die Haarsinneszellen enthält.
Das Innenohr ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche durch die Gehörknöchelchen in Schwingung versetzt wird. Feine Haarsinneszellen die im Innenohr angesiedelt sind, nehmen die Schallwellen auf und geben die Signale als Nervenimpulse weiter über den Hörnerv zu unserem Hörzentrum im Gehirn. Dort findet das eigentliche Hören statt, denn das Gehirn entschlüsselt das angekommene Signal und interpretiert es.
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Die Haarsinneszellen sind in Reihen angeordnet und mit den Fasern des Hörnervs verbunden. Wenn Schallwellen die Flüssigkeit in der Cochlea in Schwingung versetzen, werden die Haarsinneszellen gebogen. Diese Biegung löst elektrische Impulse aus, die über den Hörnerv an das Gehirn weitergeleitet werden. Bei einer Innenohrschwerhörigkeit werden zwar Signale empfangen, aber verfälscht wahrgenommen.
Das Innenohr codiert die Tonhöhe, indem unterschiedliche Frequenzen die Sinneszellen an unterschiedlichen Orten anregen. Dieses Ortsprinzip (Tonotopie) findet sich auch anderswo in der Hörbahn. Höhere Lautstärke wirkt sich aus, indem die beteiligten Neuronen in schnellerer Folge feuern und mehr Neuronen aktiv sind. Richtungsinformation gewinnt das Gehirn durch Lautstärken- und Laufzeitunterschiede an den beiden Ohren sowie durch Veränderungen im Klangbild, die durch die räumlichen Verhältnisse sowie durch die Geometrie des Kopfes und den Ohrmuscheln entstehen.
Der Hörnerv und das Gehirn: Dekodierung und Interpretation
Der Hörnerv leitet die elektrischen Impulse vom Innenohr zum Gehirn. Die Nervenimpulse gelangen über den Hörnerv an das Gehirn, wo sie als Klänge wahrgenommen werden können. Erst durch die Weiterleitung der Nervenimpulse über den Hörnerv an das Gehirn, können Geräusche dekodiert, also erkannt werden. Im Gehirn findet dann das eigentliche Hören statt: Das angekommene Signal wird ausgewertet und damit ""verstanden"". Es entsteht eine Hörwahrnehmung.
Die Hörbahn ist ein komplexes Netzwerk von Nervenzellen, das die Signale vom Hörnerv zu verschiedenen Arealen im Gehirn leitet. An den verschiedenen Stationen der Verarbeitung auditorischer Signale im Gehirn sind Neuronen mit höchst unterschiedlicher Spezialisierung beteiligt. Dabei sind viele Zusammenhänge noch nicht erforscht. Klar ist, dass die beteiligten Neuronen ganz verschiedenartige Spezialisierungen aufweisen: Manche feuern, solange ein Ton bestimmter Frequenz erklingt, andere nur, wenn er anfängt und/oder aufhört. Manche Neuronen vergleichen die Signale beider Ohren, andere reagieren selektiv bei bestimmten Intensitäten, wieder andere durchkämmen alles Gehörte auf spezifische Lautmuster. Das ermöglicht letztlich feinste Unterscheidungen: Wir können Ereignisse an der Art des Knalls, Personen am Geräusch ihrer Schritte, Stimmungen am Klang der Stimme identifizieren.
Der auditorische Cortex: Das Zentrum der Hörverarbeitung
Der auditorische Cortex, auch Großhirnrinde genannt, ist der Teil des Gehirns, der für die Verarbeitung von auditiven Informationen zuständig ist. Er befindet sich im Temporallappen des Gehirns. Der Cortex bezeichnet eine Ansammlung von Neuronen, typischerweise in Form einer dünnen Oberfläche. Meist ist allerdings der Cortex cerebri gemeint, die äußerste Schicht des Großhirns. Sie ist 2,5 mm bis 5 mm dick und reich an Nervenzellen. Die Großhirnrinde ist stark gefaltet, vergleichbar einem Taschentuch in einem Becher. So entstehen zahlreiche Windungen (Gyri), Spalten (Fissurae) und Furchen (Sulci). Ausgefaltet beträgt die Oberfläche des Cortex ca 1.800 cm2.
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Im auditorischen Cortex werden die Signale aus der Hörbahn weiterverarbeitet und interpretiert. Hier werden Töne, Geräusche und Sprache erkannt und unterschieden. Der auditorische Cortex ist auch an der räumlichen Lokalisation von Schallquellen beteiligt.
Eine Stufe komplexer und viel weniger erforscht ist dann das, was mit den Impulsen in unserem Gehirn weiter vor sich geht. Hier müssen nämlich etliche Stationen durchlaufen werden ehe die Nervenimpulse bis in die Hirnrinde vordringen. Auf dem Weg dorthin wird alles was wir hören verstärkt oder vermindert, es wird bewertet, als negativ, positiv oder neutral und manches kann sogar völlig weggefiltert werden. Nur die Signale, die tatsächlich bis zur Hirnrinde gelangen werden von uns wahrgenommen.
Die Bedeutung des Hörens für unser Leben
Das Hören ist ein komplexer und faszinierender Vorgang. Es ermöglicht uns, mit unserer Umwelt zu kommunizieren, Musik zu genießen und uns vor Gefahren zu warnen. Alle unsere Sinne sind eng mit dem Gehirn gekoppelt. So ist auch das Phänomen „Hören" ein Zusammenspiel aus der Aufnahme und Verarbeitung akustischer Signale sowie dem Verstehen des Gehörten. Die Ohren nehmen akustische Signale aus der Umwelt auf und wandeln diese in eine Form um, die das Gehirn verarbeiten kann. Im Hörzentrum des Gehirns angekommen, wecken die Kommunikationssignale in logischen Verknüpfungen unterschiedliche Erinnerungen und Erfahrungen, die sich seit Kindesalter bzw. bereits im Mutterleib angesammelt haben. Das Gehörte mit Erinnerungen zu verbinden, beschreibt den Prozess des Verstehens.
Wenn jedoch ein Teil dieses komplexen Ablaufs nicht funktioniert, führt dies zu einer Höreinschränkung bzw. Bei einer beginnenden Schwerhörigkeit lässt meist zunächst das Vermögen des Ohres nach, auf bestimmte Frequenzen mit einer geringen Lautstärke noch zu reagieren. Die Empfindlichkeit der zuständigen Haarzellen nimmt fortschreitend ab. Besteht diese Schwerhörigkeit über längere Zeit, werden die für diese Frequenzen und Lautstärken zuständigen Nervenzellen der Hörbahn und Hörrinde im Gehirn nicht mehr durch Impulse gereizt und gefordert. Nervenzellen, die weniger oder gar nicht mehr gebraucht werden, schalten zunehmend ihre Verbindungen zu benachbarten Zellen ab, es kommt zu degenerativen Abbauprozessen, der sog. Hörbahndegeneration. Dieser Verlust zu hören, macht sich vor allem in anspruchsvollen Hörsituationen (Hören mit Hintergrundgeräuschen, Hören in hallenden Räumen, Hören im Lärm) besonders stark bemerkbar. Das Gehirn ist dann nicht mehr in der Lage, die nützlichen Geräusche von den unerwünschten zu unterscheiden, weil wichtige Unterscheidungsmerkmale, z.B. feine, hohe Obertöne nicht mehr wahrgenommen werden können. Dies erklärt auch, warum Betroffene oft einem Einzelgespräch noch gut folgen können, aber in größeren Gesellschaften oder bei starker Hintergrundkulisse, wie z.B. bei einem Restaurant-Besuch, in der Kirche oder auf der Straße, Probleme haben, sich an einer Konversation zu beteiligen bzw. Spätestens wenn Sie derartige Einschränkungen bemerken, sollten Sie einen HNO-Arzt aufsuchen. Denn: Ein frühes Erkennen des nachlassenden Hörvermögens lässt Behandlungen zu, um auch weiterhin eine Chance auf gutes Hören zu ermöglichen.