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Der Hörvorgang

Der Hörvorgang: Schallwellen, Ohrmuschel und Gehörgang

Die Schallwellen erreichen das Hörorgan hauptsächlich über die Ohrmuschel und den äußeren Gehörgang, der am Trommelfell endet. Die Schalldruckschwankungen versetzen das Trommelfell in Schwingungen, die sich über die Gehörknöchelchen in der Paukenhöhle auf die Membran des ovalen Fensters übertragen. Dort beginnt das Innenohr.

Die Aufgabe der Gehörknöchelchen ist es, den Schall möglichst verlustarm von einem Medium mit niedrigem Wellenwiderstand (Luft im Außen- und Mittelohr) zu einem Medium mit hohem Wellenwiderstand (Lymphe im Innenohr) zu übertragen. Ohne diesen "Impedanzwandler" (lat. impedire = hindern) würde ein Großteil der Schallenergie am ovalen Fenster zurückgeworfen werden. Werden die Gehörknöchelchen zerstört, kommt es deshalb zu einer Verminderung des Hörvermögens um etwa 20 dB (Schallleitungsschwerhörigkeit).

Die Impedanzwandlung entsteht u.a. dadurch, dass der Schall von einer großen Fläche (Trommelfell) auf eine kleine Fläche (ovales Fenster) übertragen wird und dass die Hebelkonstruktion der Knöchelchen die Kraft erhöht. Diese Verstärkerwirkung ist von der Tonhöhe abhängig. Die beste Verstärkung erfolgt im Bereich der Eigenschwingungszahl des Trommelfells zwischen 1000 und 2000 Hz, also im Bereich der menschlichen Sprache.

Die beiden mit Perilymphe gefüllten Räume des Innenohres, die Paukentreppe und die Vorhoftreppe, grenzen an die innere Wand der Paukenhöhle. Die Vorhoftreppe beginnt am ovalen Fenster und die Paukentreppe endet am runden Fenster dieser Wand. Die von der Paukenhöhle auf die Membran des ovalen Fensters übertragenen Schwingungen führen zu einer Bewegung der Perilymphe in der Vorhoftreppe. Da Vorhof- und Paukentreppe am Schneckenloch miteinander verbunden sind, überträgt sich diese Bewegung auch auf die Perilymphe in der Paukentreppe, wodurch die Membran am runden Fenster ausgelenkt wird. Das runde Fenster dient somit dem Ausgleich des Drucks, der durch die Schwingungen der Perilymphe entsteht.

Der Hörvorgang: Schallwellen, Ohrmuschel und Gehörgang

Die Bewegungen der Perilymphe werden über eine Auslenkung der Reissner- und Basilarmembran auch auf die Endolymphe im Schneckengang übertragen. Da diese Bewegungsübertragung wellenförmig erfolgt (entsprechend der Form der ankommenden Schallwellen) wird auch von Wanderwellenausbreitung gesprochen. Dabei nehmen Geschwindigkeit und Länge der Wanderwelle entlang des Weges durch die Schnecke ab. Ihre Amplitude (Auslenkung) dagegen wächst, so dass es zu einer Art "Brandung" der Welle kommt. Der Ort dieser maximalen Auslenkung ist von der Tonhöhe des ankommenden Schalls abhängig. Jeder Schallfrequenz ist somit eine bestimmte Stelle des Schneckengangs zugeordnet.

Die Bewegungen der Endolymphe im Schneckengang bewirken eine Verschiebung der Tektorialmembran gegenüber der Basilarmembran. Da die Sinneszellen (Haarzellen) mit ihrem unteren Ende auf der Basilarmembran verankert sind und mit ihrem oberen Ende in die Tektorialmembran hineinragen, führt die Bewegung der beiden Membranen gegeneinander zu einer Auslenkung der Sinneshaare auf den Sinneszellen. Diese Auslenkung verursacht eine Erregung der Sinneszellen, die als elektrisches Signal über die Fasern des Hörnervs zum Gehirn weitergeleitet wird. Wie bereits erläutert, ist jeder Schallfrequenz eine bestimmte Stelle des Schneckengangs zugeordnet, an der die Endolymphe maximal ausgelenkt wird. Dementsprechend kommt es zu einer Erregung nur bestimmter Sinneszellen in Abhängigkeit von der Tonhöhe des ankommenden Schalls. Auf diese Weise können Tonhöhenunterschiede wahrgenommen werden.

Erwähnt werden sollte, dass die inneren Haarzellen nicht nur Signale ans Gehirn abgeben, sondern bei einem Schallereignis ihrerseits auch Signale vom Gehirn empfangen. Dies führt im Ergebnis zu einer Empfindungsverstärkung. Eine Schädigung der Haarzellen durch laute Schallereignisse bzw. hohe Schalldrücke führt zur Innenohrschwerhörigkeit.

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