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Wenn man oben und unten nicht mehr hören kann

Erst die komplexe Form unserer Ohrmuscheln bringt die dritte Dimension ins Gehör.

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Die meisten gesunden Erwachsenen können genau unterscheiden, woher ein Geräusch oder ein Ton kommt. Schon seit langem ist bekannt, wie das Gehirn rechts und links lokalisiert. Treffen die Schallwellen beim rechten Ohr einen Sekundenbruchteil früher ein als beim linken, schließt das Gehirn daraus, dass sie nur von rechts stammen können. Diese Erkenntnisse werden seit Jahrzehnten bei der stereophonen Wiedergabe von Musik genutzt.

Doch wie ermittelt das Gehirn, ob das, was das Ohr wahrnimmt, von oben oder von unten zu ihm gelangt? Bisher galt das als ein ungelöstes Rätsel. Aber jetzt ist es dem Neurobiologen Marc Schönwiesner und Kollegen von den Universitäten Leipzig und Montreal gelungen, der Sache auf den Grund zu kommen. Demnach ermöglicht es die zerklüftete Oberfläche der Ohrmuschel dem Gehirn, die vertikale Position von Schallwellen zu berechnen. Die Wissenschaftler berichten über ihre Forschungsergebnisse im Fachmagazin »Journal of Neuroscience« (DOI: 10.1523/JNEUROSCI. 2530-17.2018).

Das deutsch-kanadische Forscherteam hat zunächst seinen 15 Versuchspersonen in einem abgedunkelten Schalllabor über Lautsprecher Töne vorgespielt, die aus allen möglichen Richtungen kamen. Wie nicht anders zu erwarten, fiel es den Probanden nicht schwer, präzise anzugeben, aus welcher Richtung sie jeweils beschallt wurden.

Unmittelbar danach setzte man den Versuchspersonen winzige Silikonstücke in ihre Ohrmuscheln ein und ließ sie damit einige Tage herumlaufen. Darauf wurde ein weiterer Hörtest durchgeführt. Dieses Mal war es den Probanden kaum noch möglich zu sagen, aus welcher Höhe welcher Ton kam. »Als wir ihnen etwa einen Ton oberhalb ihres Kopfes vorspielten, glaubten sie dann plötzlich, dass er von unten kam«, sagt Schönwiesner. Doch nach mehreren Wochen hatte sich das Gehirn auf die veränderte Ohrform umgestellt, und die Probanden waren wieder imstande, die Schallwellen korrekt zu orten. »Wir können mit unseren eigenen, individuell gestalteten Ohren hören, weil unser Gehirn ihre Form kennt. Wenn sich diese jedoch ändert, braucht es einige Zeit, um sich anzupassen. Das ist beispielsweise der Fall, wenn wir wachsen«, so Schönwiesner.

Wenn Schallwellen aus verschiedenen Höhen vom Ohr aufgefangen werden, werden sie - je nachdem, wo sie herkommen - in den Gehörgang unterschiedlich reflektiert, weil die Knorpel der Ohrmuschel äußerst unregelmäßig geformt sind. »Dadurch entsteht ein kurzes Echo, das die Klangfarbe ändert. Unser Gehirn kann diese kleinen Unterschiede lernen und mit verschiedenen Richtungen assoziieren«, erklärt Schönwiesner. Das Ganze funktioniert aber offenkundig nur, weil das Gehirn all die Erhebungen und Vertiefungen der Ohrmuschel genau kennt, die die charakteristischen Reflexionsmuster ent-stehen lassen. Woher das Gehirn das weiß, ist allerdings noch nicht geklärt.

Schönwiesner räumt im Gespräch mit der verbreiteten These der Hersteller von Subwoofern (separaten Tieftonlautsprechern) auf, wonach das menschliche Gehör extrem tiefe Frequenzen erheblich schlechter lokalisieren könne als hohe.

Schönwiesner hofft, dass die neuen Erkenntnisse über das Richtungshören einiges zur Verbesserung von Hörgeräten beitragen können, damit deren Nutzer auch in komplizierten Situationen weniger Probleme mit ihnen haben. Herkömmliche Hörgeräte verwenden nämlich die Ohrmuschel praktisch gar nicht. Sie leiten den elektrisch verstärkten Schall ohne Umwege mit einem Schlauch in den Gehörgang.

In-Ear-Geräte, bei denen das Mikrofon im Gehörgang sitzt, haben hingegen den Vorteil, dass sie das vertikale Richtungshören nicht stören. Sie können allerdings nicht von allen Hörgeschädigten getragen werden. Etliche Träger von Hörgeräten haben infolgedessen nach wie vor das Problem, dass sie sich überlagernde Stimmen nur schlecht auseinanderhalten können. Es kommt hinzu, dass das Gehirn ziemlich lange braucht, bis es sich auf ein Hörgerät eingestellt hat - weswegen viele, die zum ersten Mal eines benutzen, zunächst schlecht damit hören und es nach kurzer Zeit frustriert wieder weglegen. Hier könnte ein Trainingsprogramm helfen, das berücksichtigt, wie das Gehirn diese Anpassung bewerkstelligt.

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