Abb. 1: Schematischer Schnitt durch das menschliche Gehörorgan

äußeres Ohr
Innenohr
Gleichgewichtsorgan
Ohrmuschel
Mittelohr
äußerer
Gehörgang
Cochlea
ovales
rundes Fenster
Amboss Steigbügel
Hammer
Eustachische Röhre
Trommelfell
Abb. 1: Schematischer Schnitt durch das menschliche Gehörorgan (die strichpunktierte graue Linie durch die Cochlea markiert die Schnittebene der Abb. 2).
scala vestibuli
scala media
‘ductus
cochlearis’
scala tympani
nervus acusticus
Abb. 2: Schematischer Schnitt durch die Cochlea (entlang der strichpunktierten
grauen Linie in Abb. 1; der rechteckige dunkelgrau markierte Ausschnitt ist vergrößert in Abb. 3 wiedergegeben)
Reissnersche
Membran
Tektorialmembran
Ganglion
spirale
innere äußere
Haarzellen
Basilarmembran
Abb. 3: Das Cortische Organ in schematischer Schnittdarstellung (Ausschnittvergrößerung aus Abb. 2).
4000
3000
800
5000
20
200
1000
7000
600
400
2000
1500
20000
Abb. 4: Abbildung der Frequenzen auf der Basilarmembran
200 Hz
ovales Fenster
(Steigbügel)
4000 Hz
Helicotrema
10000 Hz
Abb. 5: Die frequenzabhängigen Wanderwellen und deren Hüllkurven entlang der
Basilarmembran (links in schwarz die momentane Form der Basilarmembran zu
zwei unterschiedlichen Zeitpunkten, in grau die Hüllkurve dieser Wanderwelle;
rechts die Hüllkurven von Wanderwellen unterschiedlicher Frequenz).
Abb. 6: Schema der Basilarmembranbewegung und die hierdurch verursachte
Abscherung der Sinneshärchen.
cortex
auditivus
corpus geniculatum
mediale
colliculus
inferior
Kleinhirn
lemniscus
lateralis
nucleus cochlearis
dorsalis
Cochlea
nucleus cochlearis ventralis
oliva superior
Abb. 7: Die auditorischen Bahnen und ihre Umschaltstationen (nach Whitfield
1967); schwarz: afferent; dunkelgrau: efferent, anatomisch nachgewiesen; hellgrau: efferent, vermutet).
Tab. I: Lautstärke unterschiedlicher alltäglicher Schallereignisse
Schallereignis
Lautstärke
[phon]
Flüstern
leises Sprechen
normales Gespräch
lautes Sprechen (nah),
Staubsauger
belebte Straße
Schreien (nah),
starker Straßenverkehr
Pressluftbohrer (nah)
Flugzeug (nah)
20
40
50
60
70
80
90
120
120
dB
100
LN = 100 phon
80
Schalldruckpegel L
80
60
60
40
40
20
20
3
0
0,02
0,05
0,1
0,2
0,5
1
2
Frequenz f
5
10 kHz 20
Abb. 8: Die Hörfläche mit Hörschwelle (dick schwarz) und Schmerzgrenze (dick
grau) sowie Kurven gleicher Lautstärke (dünn; nach Zwicker & Feldtkeller 1967).
N = 100 sone
50
100
dB
20
Schalldruckpegel L
80
10
5
60
2
1
,5
,2
,1
,05
,02
,01
0
40
20
0
0,02
0,05
0,1
0,2
0,5
1
2
Frequenz f
5
10 kHz 20
Abb. 9: Die Hörfläche mit Kurven gleicher Lautheit (nach Zwicker & Feldtkeller
1967).
Basilarmembran 0
(vom Helicotrema)
0
Haarzellenreihen
0
Tonhöhenstufen
5
harmonische
Tonhöhe
melodische
Tonhöhe
2
6
4
-1 0 1
2
-1 0 1
2
25
300
30
3000
400
500
[mm]
[Anzahl]
600
[Anzahl]
16
[kHz]
1000
1500
2000
2400
[mel]
8 10 12 14 16 18 20 22 24
[Bark]
3
4
5
6
[harmon.
Oktaven]
3
4
[melod.
Oktaven]
1
500
20
2000
200
100
0
0
15
1000
0,25 0,5
Frequenz
Tonheit
10
2
4
8
Abb. 10: Skalen der Tonalität in Bezug zu den Größen der Basilarmembran (nach
Zwicker & Feldtkeller 1967)
Tab. II: Die oberen Grenzfrequenzen [fg; Hz] und Mittenfrequenzen [fm] der
Frequenzgruppen [Bark] des menschlichen Gehörs
(nach Zwicker & Feldtkeller 1967).
Frequenzgruppe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
fg
fm
100
200
300
400
510
630
770
920
1080
1270
1480
1720
2000
2320
2700
3150
3700
4400
5300
6400
7700
9500
12000
15500
50
150
250
350
450
570
700
840
1000
1170
1370
1600
1850
2150
2500
2900
3400
4000
4800
5800
7000
8500
10500
13500
Reflexionskollektor
und Photozelle
Ablenkspiegel
Linse
Lichtquelle
Linse
schematisches
Sonagramm
Lochscheibe
(‘Tonrad’)
Lichtkollektor (Übertragung)
Verstärker
Lautsprecher
Abb. 11: Der ‘pattern playback’-Synthetisator der Haskins-Laboratorien.
[di]
F2
2.5
Frequenz [kHz]
2.
1.5
[du]
1.
.5
F1
0
0
100
300
200
Zeit [msec]
400
Abb. 12: Schematische Sonagramme der Silben [du] und [di].
(a)
2.5
13
[bæ - dæ - æ]
Frequenz [kHz]
2.
F2
1.5
1
1.
F1
.5
0
100
Zeit [msec]
0
200
% Identifikation/Diskrimination
(b)
100
[bæ]
[dæ]
[æ]
75
50
25
1
3
5
7
9 11
Stimulus-Nummer
13
Abb. 13: Der Experimentalaufbau im Paradigma der kategorialen Wahrnehmung:
(a) 13-stelliges Artikulationsstellen-Kontinuum durch Variation der Startfrequenz
des zweiten Formanten (F2); (b) Verteilung der [bæ]-, [dæ]- und [æ]-Antworten
bei deren Identifikation sowie die hieraus errechnete Diskrimination (fett grau)
und die experimentell gemessene Diskriminationsleistung (fett schwarz).
% Identifikation/Diskrimination
100
[i]
[]
[]
75
50
25
1
3
5
7
9 11
Stimulus-Nummer
13
Abb. 14: Identifikation und Diskrimination bei einem akustischen Vokalkontinuum von [i] über [] zu [] (Darstellung wie in Abb. 13)
(a)
% Identifikation
100
[bæ]
50
25
(b)
100
3 5 7 9 11 13
Stimulus-Nummer
[bæ]
75
50
25
1
3
5
% Identifikation
7
9
11 13
9
11 13
[dæ]
100
75
50
25
1
100
% Identifikation
[æ]
75
1
% Identifikation
[dæ]
3
5
7
[æ]
75
50
25
1
3 5 7 9 11 13
Stimulus-Nummer
Abb. 15: Das experimentelle Paradigma der selektiven Adaptation: (a) präadaptive
Identifikation eines Artikulationsstellen-Kontinuums (vgl. Abb. 13), (b) Identifikation desselben Kontinuums nach Adaptation mit der jeweils angegebenen Silbe
(Pfeile markieren die Lage der präadaptiven bzw. die durch Adaptation verschobenen Kategoriengrenzen; s.a. Text).