vorwort zur zweiten, aktualisierten auflage
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Hören Hören Physiologie, Psychologie und Pathologie von Jürgen Hellbrück und Wolfgang Ellermeier 2., aktualisierte und erweiterte Auflage Hogrefe • Verlag für Psychologie Göttingen • Bern • Toronto • Seattle Prof. Dr. Jürgen Hellbrück, geb. 1950. Studium der Psychologie und des Lehramtes für Grundund Hauptschulen in Würzburg. 1979 Promotion. 1979-1986 Assistent am Lehrstuhl für Allgemeine Psychologie in Würzburg. 1986 Habilitation. 1986-1988 Gastwissenschaftler am Laboratory of Auditory Perception der State University of Osaka (Japan). 1988-1991 Lehrstuhlvertretungen an den Universitäten Oldenburg und Konstanz. Seit 1991 Professor für Umweltund Gesundheitspsychologie an der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt. 1999 Fellow des Hanse Wissenschaftskollegs in Delmenhorst. Prof. Wolfgang Ellermeier, Ph.D., geb. 1956. Studium der Psychologie in Würzburg. 19821983 klinisch-psychologische Tätigkeit am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München. 1984-1988 Promotionsstudium an der State University of New York at Stony Brook (USA). 1988 Promotion. 1989-2001 Assistent am Institut für Experimentelle Psychologie der Universität Regensburg. Lehrstuhlvertretungen an den Universitäten Eichstätt und Mannheim. 1995 Habilitation. Seit 2001 Professor und Leiter der „Sound Quality Research Unit“ an der Naturund Ingenieurwissenschaftlichen Fakultät der Universität Aalborg (Dänemark). Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. © by Hogrefe-Verlag, Göttingen • Bern • Toronto • Seattle 1993 und 2004 Rohnsweg 25, D-37085 Göttingen http://www.hogrefe.de Aktuelle Informationen • Weitere Titel zum Thema • Ergänzende Materialien Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Umschlagabbildung: Ausschnitt aus: Albrecht Dürer, Kopf eines Mannes im Profil; Städelsches Kunstinstitut, Frankfurt Gesamtherstellung: AZ Druck und Datentechnik, 87437 Kempten/Allgäu Printed in Germany Auf säurefreiem Papier gedruckt ISBN 3-8017-1475-6 EIN HINWEIS FÜR DEN LESER – AKUSTISCHE DEMONSTRATIONEN Ein Buch über das Hören hat gegenüber einem Buch über das Sehen einen großen konzeptuellen Nachteil. Während in einem Buch über visuelle Wahrnehmung viele Wahrnehmungsphänomene auch durch entsprechende Bilder demonstriert werden können, können sie in einem Buch über akustische Wahrnehmung nur beschrieben werden. Zum Glück haben jedoch A.J.M. Houtsma und W.M. Wagenaars, beide vom Institute for Perception Research in Eindhoven (Holland), und T.D. Rossing von der Northern Illinois University (USA) eine CD (Compact Disc) editiert, die viele psychoakustische Demonstrationen enthält und die unter dem Titel „Auditory Demonstrations“ bei Testzentrale Postfach 3751 D-37027 Göttingen e-mail: [email protected] Internet-Adresse: http://www.testzentrale.de angefordert werden kann. Wir werden bei der Beschreibung der jeweiligen Phänomene auf die entsprechenden Demonstrationen durch einen Vermerk in der Marginalspalte hinweisen. Weitere Hinweise auf nützliche CDs und CD-ROMs finden sich im Anhang. VORWORT ZUR ERSTEN AUFLAGE Die Akustik zählt gewiß nicht zum mainstream gegenwärtiger Forschung. Dies gilt für die physikalische, die physiologische und die psychologische Akustik. Dies liegt nicht an der mangelnden Faszination, die dieses Forschungsgebiet ausübt, sondern an der Forschungspolitik und den praktischen Erfordernissen. Ihre Blütezeit erlebte die Akustik in den dreißiger Jahren, als die Entwicklung des Telefons und des Rundfunks das Hören zu einem herausragenden Gegenstand der Forschung und des allgemeinen Interesses machten. Das Hören war stets ein Forschungsgegenstand, an dem viele wissenschaftliche Disziplinen teilhatten. Physiker, Physiologen, Audiologen, Phonetiker, Ingenieure und Psychologen haben sich an seiner Erforschung verdient gemacht. Fruchtbare Kooperation setzt ein Mindestmaß an gegenseitigem Verständnis für die jeweils gebrauchten Begriffe, Methoden und Sichtweisen voraus. Dieses Buch soll einen Beitrag zum gegenseitigen Verständnis schaffen. Ich habe es zwar als Psychologe in erster Linie für Psychologen und Psychologiestudenten geschrieben, hoffe aber, daß auch Physiker, Audiologen und die praktisch tätigen Hörgeräteakustiker davon profitieren können. Bei einem so heterogenen Leserkreis läßt es sich nicht vermeiden, daß für den einen ein Kapitel redundant ist, für den anderen das gleiche Kapitel zu wenig an Information bereitstellt. Dem Zuviel an Information läßt sich durch Überspringen der jeweiligen Seiten begegnen, das Zuwenig habe ich durch kommentierte Literaturempfehlungen am Ende eines jeden Kapitels auszugleichen versucht. In der Randspalte sind zudem die wichtigsten Begriffe des jeweiligen Textes angemerkt. Diese Begriffe sind am Ende des Buches als Sachwortverzeichnis zusammengefaßt. Ich habe in diesem Buch die Ich-Form gewählt. Damit will ich zum Ausdruck geben, daß ich für dieses Buch allein verantwortlich bin. Dies gilt selbstverständlich für den Inhalt, aber auch für die Form. Ich hoffe, daß dem Leser nicht nur der Inhalt, sondern auch die Form, in die der Inhalt „verpackt“ ist, zusagt. Dieses Buch ist auf der Grundlage meiner 1986 abgeschlossenen Habilitationsschrift entstanden. Es hätte bereits vor Jahren zu einem Abschluß gebracht werden sollen. Berufliche Umstände haben dies verhindert. In der Zwischenzeit hat sich jedoch viel Neues in der Hörforschung ereignet, das zu berücksichtigen war. Beim Umschreiben des Textes kam mir der Gedanke, eine komplette Umstrukturierung vorzunehmen und den Text mit entsprechenden Ergänzungen zu einem Lehrbuch umzugestalten. Da die we- 8 Vorwort zur ersten Auflage sentlichen Ergebnisse meiner früheren Untersuchungen in Fachzeitschriften veröffentlicht sind, konnte ich mich bei der Abfassung des Textes auf die wichtigsten Ergebnisse konzentrieren und didaktischen Elementen eines Lehrtextes stärker Rechnung tragen. Ich hoffe, es ist mir gelungen, die Balance zwischen einem allgemeinen Lehrbuch und den besonderen Akzentsetzungen durch meine eigene Forschungsaktivität auf diesem Gebiet zu wahren. Die Übernahme der alleinigen Verantwortung schließt die Verantwortung für Fehler und Unzulänglichkeiten ein. Es bedeutet jedoch nicht, daß dieses Buch ohne das soziale Umfeld hätte entstehen können, an dem ich die letzten Jahre teilhatte. Ich habe viel von Kolleginnen und Kollegen gelernt, die ich gar nicht alle hier aufführen kann. Besonders bedanke ich mich aber bei den Professoren Dr. Otto Heller von der Universität Würzburg, Dr. Seiichiro Namba von der staatlichen Universität Osaka und Dr. August Schick von der Universität Oldenburg. Bei Professor Heller habe ich sechs Jahre als Assistent gearbeitet. An Professor Nambas Laboratory of Auditory Perception konnte ich zwei Jahre als Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung und der Japan Society for the Promotion of Science als Gastwissenschaftler arbeiten. Mit Professor Schick durfte ich über zwei Jahre als sein Vertreter und Mitarbeiter in fruchtbarer Weise zusammenarbeiten. Ich bedanke mich auch bei den Mitgliedern der Arbeitsgruppe Akustik des Fachbereichs Physik der Universität Oldenburg, besonders bei Dr. Reinhard Weber, von dem ich viel über physikalische Akustik lernte. Die Zusammenarbeit mit den Mitgliedern des an der Universität Oldenburg angesiedelten Graduiertenkollegs Psychoakustik war und ist ebenfalls sehr inspirierend. Auch aus diesen Diskussionen habe ich viel gelernt. Ich bedanke mich aber auch bei Dipl.-Ing. Ludwig Moser von der HNO-Klinik der Universität Würzburg, mit dem ich über viele Jahre durch freundschaftliche Zusammenarbeit verbunden bin. Von ihm lernte ich viel über Hörgerätetechnik und die Methoden der Hörgeräteanpassung. Bei der Fertigstellung des Buches wurde ich in den letzten Monaten in dankenswerter Weise unterstützt. Ich bedanke mich vor allem bei meinem Mitarbeiter Dipl.-Psych. Horst Kilcher, ohne dessen Hilfe beim Korrekturlesen und Gestalten von Abbildungen das Buch wohl auch zum jetzigen Zeitpunkt nicht fertig geworden wäre. Eichstätt, Mai 1993 Jürgen Hellbrück VORWORT ZUR ZWEITEN, AKTUALISIERTEN AUFLAGE Seit der ersten Auflage dieses Buches und der jetzt vorliegenden Auflage ist nunmehr ein Jahrzehnt vergangen. Damit ist es höchste Zeit, das Buch zu aktualisieren und um wichtige Forschungsergebnisse und neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Hörakustik zu ergänzen. Um mehr als fünfzig Seiten ist das Buch gegenüber der ersten Auflage angewachsen. Es flossen viele Hinweise und Anregungen, die Leserinnen und Leser, Studentinnen und Studenten in den vergangenen Jahren gaben, in diese Neuauflage ein. Allen, die durch konstruktive Kritik zu diesem Buch beitrugen, sei herzlich gedankt. Die auffälligste Änderung gegenüber der ersten Auflage besteht darin, dass dieses Buch nun von zwei Autoren verantwortet wird. Dabei sind die Verantwortlichkeiten etwas unterschiedlich verteilt. Dies betrifft insbesondere das Kapitel 7, dessen Thematik „Hörfeldaudiometrie“ eher mit Jürgen Hellbrück verbunden wird. Das Kapitel 4 „Phänomene, Theorien und Modelle“ sowie das Kapitel 6 „Psychometrische Grundlagen“ wurde vor allem von Wolfgang Ellermeier aktualisiert und erweitert. Beide Autoren stimmten überein, ein Buch über das Hören zu verfassen, das für einen breiten Leserkreis von Studierenden einschlägiger Disziplinen, beispielsweise aus Psychologie, Medizin und Biologie, aber auch für Praktiker, beispielsweise aus der Technischen Akustik, der Hörgeräteakustik, der Schwerhörigenpädagogik oder der Logopädie von Interesse sein kann; kurzum für alle, die mehr über die Funktionen und möglichen Fehlfunktionen des menschlichen Gehörs erfahren möchten. Wenngleich nicht viel – da sonst den Rahmen sprengend –, aber doch etwas mehr als in der ersten Auflage wurde zu komplexen Hörphänomenen, wie auditiver Wahrnehmungsorganisation sowie Sprach- und Musikwahrnehmung gesagt. Manches aus dem faszinierenden Bereich des menschlichen Hörens konnte wirklich nur als Appetithäppchen angeboten werden, in der Hoffnung, den Hunger auf mehr Wissen anzuregen. Didaktisch folgt diese zweite Auflage den Prinzipien der ersten Auflage: Kapiteleinführung sowie Zusammenfassungen und Literaturempfehlungen am Ende eines jeden Kapitels haben sich ebenso wie die Marginalspaltentexte nach Aussagen von Leserinnen und Lesern bewährt und werden daher beibehalten. Am Ende bleibt zu hoffen, dass diese zweite Auflage wieder einen interessierten Leserkreis findet, und all denen zu danken, die uns geholfen und 10 Vorwort zur zweiten, aktualisierten Auflage ermutigt haben, dieses Buch in der vorliegenden Form anzufertigen. Dem Verlag und seinem Lektor, Herrn Dr. Michael Vogtmeier, sei herzlich für Geduld und freundliche Unterstützung gedankt. Wir bedanken uns auch bei Frau Christiane Hauser, Studentin der Psychologie in Eichstätt, die das Manuskript sehr sorgfältig gelesen hat, und uns nicht nur auf Druckfehler, sondern auch auf Verständnisprobleme hingewiesen hat. Dankbar sind wir aber vor allem Herrn Dr. Alfred Zeitler, der bis August 2002 wissenschaftlicher Assistent von Jürgen Hellbrück war und dann als Mitarbeiter in die Arbeitsgruppe von Wolfgang Ellermeier wechselte, und der vor allem bei der Gestaltung des Manuskripts von unschätzbarer Hilfe war. Im Dezember 2003 Jürgen Hellbrück (Eichstätt) Wolfgang Ellermeier (Aalborg) INHALTSVERZEICHNIS EINFÜHRUNG 17 Akustik, Audiologie und Psychometrie 17 Das Hören und seine Bedeutung Einführung in die einzelnen Kapitel des Buches 18 1 GESCHICHTE DER AKUSTIK 22 27 Akustik in der Antike 27 Akustik in der Neuzeit Akustik im 19. und 20. Jahrhundert 31 Physik des Schalls und Elektroakustik Anatomie des Ohres Theorien des Hörens Psychologie Elektrophysiologie Psychoakustik Lärm 33 33 36 37 39 42 43 47 Zusammenfassung Literaturempfehlung 51 2 SCHALLGRÖßEN UND HÖREMPFINDUNGEN 53 50 Schall – hörbare Schwingungen 53 Schwingung, Schallwelle und Schallfeld 56 56 58 61 64 Die Sinusschwingung Schallquelle und Schallwelle Schallfeld und Schallgeschwindigkeit Schalldruck und Schallintensität Schallpegel und Lautstärke Schallpegel Hörschwelle, Hörfeld und Phon Akustische Filter Frequenz- und Zeitbewertung des Schalls Ebenmerkliche Veränderungen und Empfindungsgrößen Prothetische und metathetische Kontinua Modulations- und Unterschiedsschwellen Ebenmerkliche Pegeländerungen und die Lautheit Ebenmerkliche Frequenzänderungen und die Tonheit Zusammenfassung Literaturempfehlung 67 67 70 73 76 78 78 80 81 85 89 90 12 Inhaltsverzeichnis 3 ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE Aufbau des Hörsystems Äußeres Ohr, Mittelohr und Innenohr Hörbahn Funktionen des Hörsystems Äußeres Ohr und Mittelohr Mechanik und Mikromechanik der Basilarmembran Abstimmkurven der Hörnervenfasern Aktive Prozesse im Innenohr Motilität der Haarzellen und otoakustische Emissionen Efferente Kontrolle der Haarzelle Kochleäre Mikromechanik, das efferente System und der Dynamikumfang des Ohres Energieversorgung des Innenohrs Zusammenfassung Literaturempfehlung 4 PHÄNOMENE, THEORIEN UND MODELLE Tonhöhenempfindung und Periodizitätserkennung Ortstheorie Zeitliche Kodierung Kombinationstöne Komplexe Töne und die subjektive Grundtonerkennung Schallanalyse des Gehörs Frequenzanalyse Frequenzgruppen und die Skalen der Tonhöhe Maskierung, psychophysische Abstimmkurven und laterale Unterdrückung Das zeitliche Auflösungsvermögen 91 91 91 96 98 98 100 104 107 107 110 111 113 115 116 117 117 117 118 121 122 124 124 126 129 132 Maskierung, Adaptation und Ermüdung 135 Die Lautstärkenempfindung 138 138 138 Lautstärke und Tondauer Lautstärke und der Dynamikbereich des Gehörs Summation der Lautheit oder Summation der Schallintensitäten? Lautheit komplexer Schalle Die Physical-Correlate-Theorie der Lautheit Binaurale Lautheitssummation Räumliches Hören Intensitäts- und Laufzeitdifferenzen bei binauralem Hören Die Bedeutung der Ohrmuschel Das Gesetz der ersten Wellenfront Binaural Masking Level Difference (BMLD) 140 141 144 146 149 149 151 153 153 Inhaltsverzeichnis Komplexe auditive Signalverarbeitung Auditive Muster, Klangfarbe und auditive Profilanalyse Auditive „Szenenanalyse“: Simultane und sequenzielle auditive Wahrnehmungsorganisation Sprachschall und Sprachwahrnehmung Musikwahrnehmung und Musikwirkung Zusammenfassung Literaturempfehlung 5 SCHWERHÖRIGKEIT UND AUDIOMETRIE 157 157 162 165 169 173 174 177 Schwerhörigkeit, Audiometrie und das Audiogramm 177 Ursachen für sensorineuralen Hörverlust 181 181 182 186 189 Multifaktorielle Verursachung Altersschwerhörigkeit Soziakusis, Nosoakusis und das normale Hören Lärmschwerhörigkeit Audiometrie und psychoakustische Merkmale des sensorineuralen Hörverlusts Zur Differenzialdiagnose kochleärer Schwerhörigkeit Abstimmkurven bei sensorineuralem Hörverlust Lautstärkenempfindung – das Rekruitment Zeitliche Auflösung 194 194 199 203 204 Tinnitus 205 Zusammenfassung Literaturempfehlung 207 6 PSYCHOMETRISCHE GRUNDLAGEN Empfindung, Wahrnehmung und das Problem der Messung Die klassische Psychophysik und das Messen von Psychischem Inneres durch Äußeres messen Die Methoden der klassischen Psychophysik Die Schwelle und die Bedeutung des Fehlers Ein Vergleich der Methoden Die „Forced-Choice“-Methode und adaptive Verfahren Forced-Choice-Verfahren Adaptive Verfahren Signalentdeckungstheorie 208 211 212 215 215 217 219 223 226 226 227 230 13 14 Inhaltsverzeichnis Die direkte Skalierung Physikalische Reize, Empfindungsgrößen und die Antwort der Versuchsperson Konstante Empfindungsunterschiede oder konstante Empfindungsverhältnisse? Verhältnisskalierung Kategorienskalierung Absolute Urteile und psychologische Bezugssysteme Die Methode des absoluten Urteils und das Adaptationsniveau Psychophysik, Wahrnehmungspsychologie und Bezugssysteme Besonderheiten der Methode der absoluten Urteile Das Kategorienunterteilungs-Verfahren Was messen die Skalen? Verhältnis- und Partitionsskalen Gruppenunterschiede Interindividuelle Unterschiede Messtheoretische Überprüfung von Stevens’ Annahmen Zusammenfassung Literaturempfehlung 7 HÖRFELDAUDIOMETRIE 237 237 239 239 243 245 245 247 250 251 253 253 256 257 260 263 263 265 Kategoriallautheit und Hörfeldaudiometrie 265 Systematische Varianz der Lautstärkenempfindung 267 267 270 273 Geschlechtsspezifische Lärmwirkungen Geschlechtsspezifische Unterschiede im Hörfeld Altersabhängige Strukturveränderungen des Hörfeldes Periphere oder zentrale Einflüsse auf die Struktur des Hörfeldes bei SNHL? Prothetische Rehabilitation und Hörgeräteanpassung Hörgeräte und Cochlear Implants Probleme der Hörgeräteversorgung Lautheitsvergleiche Bestimmung der angenehmen und unangenehmen Lautheit Skalierungsverfahren und Hörgeräteanpassung Kategorienunterteilung und Hörgeräteanpassung Audiometrie, Bezugssysteme und Skalierung Das Rekruitment und seine Implikationen für die direkte Skalierung Orientierung, Orientiertheit und ökologische Validität Audiometrische Methoden und Psychologie 275 277 277 281 282 284 285 288 291 291 294 296 Zusammenfassung 298 Literaturempfehlung 298 Inhaltsverzeichnis ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 301 ANHANG 305 Nützliche CDs und CD-ROMs 305 Internet-Adressen 307 LITERATUR 309 PERSONENVERZEICHNIS 343 SACHVERZEICHNIS 349 15
