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Gehör

(Weitergeleitet von Hörsinn)

Synonyme: Auditus, Gehörsinn, auditive Wahrnehmung, akustische Wahrnehmung, Schallwahrnehmung, Hörsinn, Hören
Englisch: audition, sense of hearing, hearing

1 Definition

Als Gehör oder auditive Wahrnehmung bezeichnet man die Sinnesempfindung, die akustische Reize bzw. den Schall wahrnimmt. Zur Wahrnehmung dienen Sinnesorgane, deren Stimulation durch die aus der Umgebung stammenden Schwingungen erfolgt.

2 Hintergrund

Unser Gehör dient der Wahrnehmung von Sprache und Umweltgeräuschen, es erleichtert die Orientierung im Raum und fungiert auch als Warnsystem, dass den Menschen insbesondere auch über Nacht im Schlaf vor herannahenden Gefahren warnt. Dabei ist die Empfindlichkeit des Hörsystems so eingestellt, dass alle relevanten akustischen Reize aufgenommen, irrelevante Impulse jedoch herausgefiltert werden. Letzteres schützt das ZNS vor einer Reizüberflutung.

3 Physiologie

Die auditive Wahrnehmung des Menschen basiert auf dem Ohr bzw. dem Hörorgan. Seine verschiedenen Abschnitte dienen der Schallaufnahme, der Schallweiterleitung und der Schallverarbeitung.

Das Innenohr wandelt Schallreize in neuronale Impulse um, die vom Nervus vestibulocochlearis in das ZNS weitergeleitet werden. In der Hörbahn erfolgt die Prozessierung und Filterung der auditiven Signale. Die Auswertung findet schließlich im Bereich der Hörrinde (auditiver Cortex) statt.

Der Reiz, der die Signaltransduktion im auditorischen System auslöst, ist eine Veränderung des Luftdrucks, welcher durch Schallwellen hervorgerufen werden. Im Folgenden laufen verschiedene neurophysiologische Prozesse ab, an deren Ende in der Hörbahn eine Verarbeitung der akustischen Information für die höheren Gehirnzentren steht. Beide Hörbahnen besitzen mehrere Querverbindungen, die u.a das Richtungshörvermögen ermöglichen. Die Schallwahrnehmung ist aber nicht immer gezwungenermaßen an das Hörorgan gebunden. Insbesondere Vibrationen können durch andere Sinnesorgane an entsprechenden anderen Körperteilen wahrgenommen bzw. empfunden werden. Zu nennen sind hier die spezialisierten Vibrationsrezeptoren in der Haut, die Vater-Pacini-Körperchen und die Meissner-Körperchen.

3.1 Reiz

Durch Schallwellen, welche die Innenohrflüssigkeiten in Schwingungen versetzen, wird die Basilarmembran dazu angeregt, frequenzabhängig an bestimmten Stellen maximal auszuschlagen ("Wanderwelle"). Dabei bilden sich

Es findet also eine Frequenz-Ortsabbildung statt, was auch als "Ortstheorie" (Tonotopie) bezeichnet wird.

3.2 Transduktionsbeginn

Durch die Auslenkungen der Basilarmembran werden an diesen Stellen die Stereozilien der äußeren Haarzellen am stärksten abgebogen, was zu einer Öffnung der Transduktionskanäle führt.

3.3 Elektromechanische Auswirkungen

Die Öffnung der Kanäle bewirkt einen starken K+-Einstrom, die Zelle beginnt zu depolarisieren. Dieser Vorgang geschieht in der Regel sehr schnell.

Dem Einstrom von K+ liegt die hohe Potentialdifferenz von ca. -155 mV zwischen der Endolymphe in der Scala media und dem Zellinneren der Haarzelle zugrunde. Bei Schließung der Transduktionskanäle kommt es, da K+ über Cl--Kotransporter wieder aus der Zelle hinausbefördert wird, zu einer Repolarisation.

3.4 Verstärkung des Reizes

Da die Basilarmembran durch die Schwingungen in Auf- und Abwärtsbewegungen versetzt wurde, kommt es in den äußeren Haarzellen zu oszillierenden Bewegungen, welche durch das Protein Prestin ermöglicht werden. Die äußeren Haarzellen können sich aktiv kontrahieren (s.a. Otoakustische Emissionen).

Diese sehr schnellen Oszillationen verstärken selbst geringe Schwingungen um ein Vielfaches und ermöglichen eine maximale Auflösung bzw. Frequenzselektivität des aufgenommenen Reizes. Die Oszillation kann Frequenzen von bis zu 20.000 Hz erreichen!

3.5 Rolle der inneren Haarzellen

Durch die starke Oszillation werden die inneren Haarzellen nun über die Tektorialmembran indirekt mit erregt und es kommt wie bei den äußeren Haarzellen zu einer Öffnung der Transduktionskanäle und einem Einstrom von K+.

Durch die Depolarisation kommt es durch einen Ca2+- Einstrom zur Ausschüttung von Glutamat. Dieser Neurotransmitter bindet an AMPA-Rezeptoren und erzeugt dann EPSPs am Hörnerv, welches zur einer Öffnung von Na+-Kanälen führt und damit zu Aktionspotentialen, die über die Hörbahn weitergeleitet werden.

4 Empfindlichkeit

Das Gehör nimmt den Schall verschiedener Frequenzen sehr unterschiedlich wahr. Die höchste Empfindlichkeit des Ohrs liegt bei ungefähr 3 kHz (3 · 103 Hertz). Neugeborene schreien nicht ohne Grund bevorzugt auf dieser Frequenz. Die Eltern hören hier bereits eine Schallintensität von 10-12 W/m². Zwischen Hör- und Schmerzschwelle liegen ungefähr 12 Zehnerpotenzen der Schallintensität.

4.1 Schallmessgrößen

Name Weiterer Name Einheit Hörschwelle
Schalldruck Schallwechseldruck 1 Pa (Pascal) ~ 2 · 10-5 Pa
Schallintensität Schallstärke 1 W÷m² ~ 10-12 W÷m²
Schallpegel Schalldruckpegel 1 dB SPL ~ 0 dB SPL
Lautstärke 1 Phon oder 1 dB(A) 4 Phon [dB(A)]

5 Pathophysiologie

Schädigungen der Haarzellen können die Signaltransduktion empfindlich stören oder sogar ganz unmöglich machen - z.B. bei Degeneration der Haarzellen. Solche Schäden können durch einen übermässigen Schallpegel verursacht werden (regelmässige Discobesuche, laute Konzerte o.Ä.) oder aber auch durch ototoxische Wirkungen von bestimmten Medikamenten (z.B. Aminoglykosid-Antibiotika).

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