25. Jänner 1997

Soundscape

Unser Gehör

Ein Streifzug durch die physiologischen Grundlagen und enormen Fähigkeiten unseres Gehörs, dieses oft unterschätzten Sinnesorgans. Von Paul Wilscher und Werner Goebl

Hören - "Zurechtfinden" in unserer akustischen Umwelt (soundscape) aus Geräuschen und Klängen, aus Musik und Sprache.

Das Gehör ist eine wesentliche Grundlage jeder sprachlichen und musikalischen Kommunikation. Das Hörorgan (Innenohr) ist als erstes unserer Sinnesorgane funktionstüchtig ausgebildet, wir hören bereits viereinhalb Monate nach der Befruchtung - vor allem den Herzschlag, das Rauschen des Blutkreislaufs und den Atem der Mutter. Folgen wir, auf der Suche nach Antworten auf die Fragen: "Was hören wir?" und "Wie hören wir?", dem akustischen Ereignis (Schall) bis zu seiner Abbildung im Gehirn und Wahrnehmung im Bewußtsein.

Was unser Ohr primär registriert, sind Druckschwankungen, Schwingungen, der uns umgebenden Luft. Durch die Ohrmuschel und den äußeren Gehörgang trifft die Druckwelle auf eine Membran, das Trommelfell. Von dort wird die Schwingung - ca. 22fach mechanisch verstärkt (Hebelgesetz!) durch die Gehörknöchelchen des Mittelohres (Hammer, Amboß und Steigbügel) - auf ein zweites Medium, die flüssige Perilymphe des inneren Gehörganges, übertragen. Neben dieser Luftleitung des Schalls existiert noch eine weitere Möglichkeit der Schallübertragung auf das Innenohr: Bei der Knochenleitung werden die Schwingungen der Schädelknochen direkt (unverstärkt) auf das innere Ohr übertragen. Als Schutz vor übermäßiger Belastung des Gehörs werden zu große Schall-intensitäten bereits im Mittelohr durch zwei Muskeln, die sich reflexartig zusammenziehen, gedämpft (Stapedius-Reflex). Doch benötigt diese Schutzfunktion eine gewisse Zeit, um in Aktion treten zu können (Latenz-Zeit), während der das Innenohr ungeschützt bleibt. Auch ermüden diese Muskel nach kurzer Zeit, was sie für einen langfristig wirksamen Schutz (z.B.: Diskolärm) unbrauchbar macht.

Vereinfacht betrachtet be- steht der Schallaufnahmeapparat aus einer Membran (Basilarmembran) in der Form eines langgestreckten Dreiecks, das in 2 1/2 Windungen zu einer Schnecke (Cochlea) aufgerollt ist und von der stabilsten und sichersten Knochenkonstruktion unseres Körpers geschützt ist. (Abb. 1 und Abb. 2)

Abb.1

Abb.2

Nach der Theorie des ungarischen Nobelpreisträgers Georg von Békésy "wandert" die Schwingung - wie eine Welle in einem aufgespannten Seil - von der Schneckenbasis zur Schneckenspitze (Helikotrema) und wird dabei in einem frequenzspezifischen Bereich der Basilarmembran maximal ausgelenkt (Ortsprinzip). (Abb. 3)

Abb. 3

Bis hierher haben wir es immer noch mit Schwingungen - zuerst in der Luft, später, verstärkt durch das Mittelohr, in der flüssigen Perilymphe - zu tun. Durch die Bewegung eines Teiles der Basilarmembran (Tektorialmembran) wird die Schwingung auf die Haarzellen des eigentlichen Hörorgans (Corti´sches Organ) übertragen und die Information des Schallreizes (Frequenzspektrum, Intensitäten und Dauer) in elektrochemische Nervenimpulse umgewandelt.

Die aus den Haarzellen entspringenden Fasern des Hörnervs versorgen (über 5-6 "Schaltstationen") beide Gehirnhälften jeweils mit der Schallinformation aus beiden Ohren und projezieren in der primären Hörrinde (Heschl-Querwindung des Schläfenlappens) ein dynamisches Muster aus Frequenzen, deren Dauer und Intensitäten. Dabei werden durch komplexe Verschaltungen Störgrößen (verrauschte Umgebung) eliminiert und aus Laufzeit- und Intensitätsunterschieden räumliche Zuordnungen ermöglicht.

Durch das Vergleichen ähnlicher Muster können wir die Klangqualitäten, z.B. von Streichinstrumenten, formale Merkmale, z.B. ein Adagio, vielleicht auch die Tonart, z.B. C-Dur, und die musikalische "Handschrift" z.B. von Mozart erkennen. Dieses Informationsmuster fügt sich, in weiteren Assoziationsschritten, mit Informationen aus anderen Bereichen unseres Bewußtseins zum Erkennen von Mozarts "Dissonanzenquartett" (KV 465) zusammen.

Was kann unser Ohr, was unser Auge nicht kann??

Wenn wir unser Ohr mit unserem Auge vergleichen, so müssen wir feststellen, daß in vielen Parametern unser Gehör dem Sehorgan weit überlegen ist.

Der tiefste hörbare Ton liegt bei 16-20 Hertz, das ent- spräche auf dem Klavier einem Subkontra-C, einem Ton, den wir nur auf einem Bösendorfer Imperial-Flügel finden, da dessen Tastatur um neun Tasten tiefer reicht als die eines normalen Klaviers, die mit dem Subkontra-A aufhört. Nach oben hin hören wir bis 16000 Hz, das entspräche einem siebengestrichenen C, also lediglich um zwei (!) Oktaven höher als unsere Klaviatur! Da eine Oktave einer Frequenzverdoppelung entspricht (also z.B.: die obere Oktave vom Kammerton a', 440Hz ist ein a'', 880Hz) hören wir 10 Oktaven (16Hz, 32Hz,...).

Unser Auge sieht von Violett (380nm Wellenlänge) bis Purpur (760nm), also eine Oktave, nur ein Zehntel des Hörspektrums!

Unser Ohr kann die kleinsten Bewegungen von Luftteilchen registrieren und gleichzeitig millionfach stärkere Signale ertragen, ohne zerstört zu werden. Die Auslenkung unsers Trommelfells kann von 0,00000001mm bis 0.1mm gehen, unser Dynamikbereich geht von der Hörschwelle (0dB) - das ist der Punkt, an dem wir gerade schon etwas hören - bis zu dem 3 Millionenfachen (130dB), das nennt man Schmerzgrenze. Unser Auge wäre bei der entsprechenden Helligkeit bereits erblindet!

Auch kann unser Gehör wesentlich genauer sein als unser Auge: wollen wir die exakte Mitte beispielsweise einer Geigen-Saite feststellen, so ist das Auge lediglich zu (wenn auch durchausgenauen) Schätzungen fähig, unser Ohr dagegen kann äußerst präzis eine Oktave, und somit die Hälfte einer Saite, hören (die Genauigkeit unseres Gehörs beträgt bei ca. 1000Hz ca. 1Hz!). "Das Ohr mißt, das Auge schätzt!"

Auch in der Aufeinanderfolge von Reizen kann unser Ohr siebenmal schneller auflösen als unser Auge. Würden wir mit der Genauigkeit unseres Ohres fernsehen, so sähen wir nur einzelne Bilder, ja wenn nicht nur einzelne Striche und Linien!

Das Ohr kann man nicht einfach ausschalten, es ist ein Schutzorgan, das uns vor Gefahren warnt, aber hauptsächlich der Komunikation dient. Unsere heutige Welt tendiert dazu, das Sehen als den wichtigsten Sinn darzustellen, es ist doch aber das Hören. Ein Mensch, der seiner Sehfähigkeit beraubt ist, ist sicherlich weniger von seiner Umwelt, von seinen Mitmenschen abgeschlossen, als jemand, der taub ist. (Probiert aus, wann ein Gegenüber eher verschwindet: bei geschlossenen Augen oder zugehaltenen Ohren).

So beachtet einmal, was alles in unsere Umwelt zu hören ist. Der Straßen- und Maschinenlärm nimmt ständig zu, in jedem Supermarkt hört man Musik, die Diskotheken und Lokale werden mit überlauter Musik beschallt - unser Ohr ist daher permanent überbelastet. Man spricht hierbei von einer akustischen Umweltverschmutzung. Wo bleibt der akustische Umweltschutz?!?