Die Physiologie des Gehörs

Das Gehör ist der Prozess, bei dem das Ohr Schallschwingungen in der äußeren Umgebung in Nervenimpulse umwandelt, die an das Gehirn weitergeleitet werden, wo sie als Töne interpretiert werden. Töne entstehen, wenn vibrierende Objekte, wie z. B. die gezupfte Saite einer Gitarre, Druckimpulse von vibrierenden Luftmolekülen, besser bekannt als Schallwellen, erzeugen. Das Ohr kann verschiedene subjektive Aspekte eines Klangs, wie z. B. seine Lautstärke und Tonhöhe, unterscheiden, indem es verschiedene physikalische Eigenschaften der Wellen erkennt und analysiert. Die Tonhöhe ist die Wahrnehmung der Frequenz von Schallwellen, d. h. der Anzahl der Wellenlängen, die einen festen Punkt in einer Zeiteinheit passieren. Die Frequenz wird in der Regel in Zyklen pro Sekunde (Hertz) gemessen. Das menschliche Ohr ist am empfindlichsten für Frequenzen von 1.000 bis 4.000 Hertz und kann diese am leichtesten wahrnehmen, aber zumindest für normale junge Ohren reicht der gesamte hörbare Bereich von etwa 20 bis 20.000 Hertz. Schallwellen mit noch höherer Frequenz werden als Ultraschall bezeichnet, obwohl sie auch von anderen Säugetieren gehört werden können. Die Lautstärke ist die Wahrnehmung der Intensität des Schalls, d. h. des Drucks, den die Schallwellen auf das Trommelfell ausüben. Je größer ihre Amplitude oder Stärke ist, desto größer ist der Druck oder die Intensität und folglich die Lautstärke des Schalls. Die Intensität des Schalls wird in Dezibel (dB) gemessen und angegeben, einer Einheit, die die relative Stärke eines Schalls auf einer logarithmischen Skala ausdrückt. Anders ausgedrückt, ist das Dezibel eine Einheit, mit der die Intensität eines bestimmten Geräuschs mit einem Standardgeräusch verglichen wird, das für das normale menschliche Ohr bei einer Frequenz in dem Bereich, für den das Ohr am empfindlichsten ist, gerade noch wahrnehmbar ist. Auf der Dezibel-Skala reicht der Bereich des menschlichen Gehörs von 0 dB, was einem Pegel entspricht, der nahezu unhörbar ist, bis zu etwa 130 dB, dem Pegel, bei dem der Schall schmerzhaft wird. (Für eine ausführlichere Erörterung siehe Schall.)

Damit ein Schall an das zentrale Nervensystem weitergeleitet werden kann, muss die Energie des Schalls drei Umwandlungen durchlaufen. Zunächst werden die Luftschwingungen in Schwingungen des Trommelfells und der Gehörknöchelchen des Mittelohrs umgewandelt. Diese werden wiederum in Schwingungen der Flüssigkeit in der Cochlea umgewandelt. Die Flüssigkeitsschwingungen setzen schließlich Wanderwellen entlang der Basilarmembran in Gang, die die Haarzellen des Corti-Organs stimulieren. Diese Zellen wandeln die Schallschwingungen in Nervenimpulse in den Fasern des Nervus cochlearis um, der sie an den Hirnstamm weiterleitet, von wo aus sie nach umfangreicher Verarbeitung an das primäre Hörareal der Großhirnrinde, dem eigentlichen Hörzentrum des Gehirns, weitergeleitet werden. Erst wenn die Nervenimpulse diesen Bereich erreichen, nimmt der Hörer den Schall wahr.