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7 Akustisches System – Hören
Sie auswendig zu lernen, lohnt sich wirklich:
Merke!
–– absolute Hörschwelle = 4 Phon
(bei 1000 Hz = 4 dB)
–– Schmerzschwelle = 130 Phon
(bei 1 kHz = 130 dB)
–– Intensitätsunterschiedsschwelle im Bereich
der Hörschwellenkurve = 1 dB
–– Tonhöhenunterschiedsschwelle bei 1000 Hz
= 0,3 %
–– Laufzeitdifferenz = 10−5 s
7.2
7
Rezeption und Transduktion
In diesem Kapitel geht es darum, wie es unser Ohr schafft, so viele verschiedene Frequenzen wahrzunehmen, und warum wir so geringe Änderungen des Drucks, wie sie der Schall
auslöst, überhaupt registrieren können. Dieses
grundlegende Verständnis der Schallwahrnehmung ist zugleich die Basis für das Verständnis
von Hörstörungen. Einiges, was du hier lernst,
wird dir daher in der HNO wieder begegnen.
7.2.1 Schallweiterleitung und
­Frequenzanalyse
Der Schall gelangt über den äußeren Gehörgang zur Membrana tympani (Trommelfell).
Diese wird durch den Schall in Schwingung
versetzt, wie eine Trommel, die angeschlagen wird. Hinter dem Trommelfell befindet
sich das Mittelohr mit den Gehörknöchelchen
Hammer, Amboss und Steigbügel. Die vom
Schall ausgelöste Schwingung des Trommelfells wird auf den Hammer übertragen, von
diesem auf den Amboss weitergeleitet und gelangt dann auf den Steigbügel, der mit seiner
Platte im ovalen Fenster liegt. Über das ovale
Fenster wird der Schall schließlich auf das Innenohr übertragen.
Im Laufe dieser Weiterleitung wird die Schall­
amplitude im Mittelohr um den Faktor 22 verstärkt. Dafür gibt es zwei Gründe:
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1. Das Trommelfell ist 17-mal größer als das
ovale Fenster. So wird die gleiche Kraft auf
eine kleinere Fläche übertragen. Da Druck =
Kraft pro Fläche ist, erhöht sich der Schalldruck, wenn bei gleicher Kraft die Fläche
verkleinert wird.
2. Die Knöchelchen üben eine Hebelwirkung
aus und helfen bei der Impedanzanpassung
(Impedanz = Widerstand, der der Ausbreitung von Schwingungen in einem Medium
entgegenwirkt) von Luft auf Perilymphe. Ist
der Impedanzunterschied zu groß, wird ein
großer Teil der Wellen reflektiert. Dies wäre
bei den unterschiedlichen Medien Luft und
Perilymphe der Fall und ist z. B. der Grund
dafür, warum man unter Wasser aus der
Luft kommende Töne leiser hört. Mit den
Gehörknöchelchen ist zwischen Luft und
Perilymphe ein weiteres Medium zwischengeschaltet, wodurch der Impedanzsprung ‒
und damit auch der Anteil reflektierter Wellen ‒ verkleinert wird.
Da die Anatomie des Innenohrs für das Verständnis des Hörvorgangs sehr wichtig ist,
zeigt Abb. 32, S. 71 die wesentlichen Strukturen. Das Innenohr ist wie ein Schneckengehäuse aufgebaut. Daher auch der Name Cochlea (Schnecke). Dieses Haus hat drei Gänge:
–– die Scala vestibuli,
–– die Scala tympani,
–– die Scala media (Ductus cochlearis).
Ans ovale Fenster grenzt die Scala vestibuli,
die sich in der Schnecke bis hinauf zum Helicotrema (Spitze des Schneckenhauses) empor windet. Am Helicotrema kommuniziert die
Scala vestibuli mit der Scala tympani, die ihrerseits am runden Fenster endet. Diese beiden Gänge sind mit Perilymphe gefüllt, einer
Flüssigkeit, die in ihrer Zusammensetzung
dem Extrazellulärraum ähnelt.
Zwischen Scala vestibuli und Scala tympani
liegt die Scala media. Sie enthält das Corti-Organ, das Schallwellen in elektrische, neuronale Informationen umwandelt. Wichtigste Bestandteile des Corti-Organs sind die inneren
und äußeren Haarzellen sowie die Tektorialmembran (s. 7.2.2, S. 72). Die Scala media