So hören wir

Das Ohr ist eines unserer wichtigsten Sinnesorgane. Es ist immer reaktionsbereit um akustische Informationen aus unserer Umwelt an das Gehirn zu melden. Es ist nie verschlossen, wie beispielsweise die Augen oder außer Kraft, wie unser Geruchssinn beim Schlafen.

Aufbau und Funktion

Unser Ohr besteht aus sehr vielen Einzelteilen, die grob in die Bereiche Außen-, Mittel- und Innenohr aufgeteilt werden.

Abb. 1: Aufbau des menschlichen Ohrs (stark vereinfacht)

Das Außenohr

Die Ohrmuschel fängt den Schall auf und leitet ihn durch den äußeren Gehörgang zum Trommelfell, einer dünnen Membran. Die Ohrmuschel ist dabei wichtig für das Richtungshören und die reibungslose Weiterleitung in den Gehörgang, der unser Gehör durch seine Abmessungen besonders empfindlich für den Frequenzbereich um 3 kHz macht. Am Ende des Gehörgangs trifft der Schall auf das Trommelfell und regt dieses zu Schwingungen an.

Das Mittelohr

Hier leiten die drei Gehörknöchel Hammer, Amboss und Steigbügel die Schwingungen des Trommelfells an das ovale Fenster weiter. Der Steigbügel ist der kleinste Knochen des Menschen und nur halb so groß wie ein Reiskorn. Die Gehörknöchel sind mittels Muskulatur verbunden und können somit die Weiterleitung der Schwingungen beeinflussen. Normalerweise führt die Übertragung durch die Gehörknöchelchen zu einer Verstärkung. Als Schutzmechanismus für das Innenohr kann die Muskulatur die Schwingungsübertragung auch dämpfen.
Über die Eustachische Röhre ist das Mittelohr zum Druckausgleich mit dem Rachenraum verbunden. Jeder hat nach einem Luftdruckwechsel (Start oder Landung, Überwindung eines Höhenunterschiedes mit dem Auto oder während einer Erkältung) wohl schon einmal dieses Druckgefühl im Ohr gefühlt, das nach dem Schlucken wieder ausgeglichen war.

Das Innenohr

Das schneckenförmig aufgebaute Innenohr ist mit einer Flüssigkeit, der Perilymphe, gefüllt. Die Schwingungen, die durch den Steigbügel auf das ovale Fenster ins Innenohr übertragen wurden, wandern als Welle in dieser Flüssigkeit durch die Vorhoftreppe und die Paukentreppe bis zum runden Fenster (siehe Abb. 2; aufgewickelte Darstellung der Innenohrschnecke), wodurch die Basilarmembran ausgelenkt wird. Auf dieser befinden sich mehrere Reihen Haarzellen (Zilien), die je nach Frequenz des Geräusches an unterschiedlichen Stellen auf der Basilarmembran reagieren. Die Haarzellen sind mit dem Hörnerv verbunden und leiten so die akustischen Reize an das Gehirn weiter.
Die Bogengänge (Vestibularapparat) sind unser Gleichgewichtsorgan und sorgen dafür, dass wir die Balance halten können.

Abb. 2: Aufgerollte Darstellung der Innenohrschnecke

Abb. 3: Aufgerollte Darstellung der in Schwingung versetzten Basilarmembran

Das Ohr verarbeitet eine sehr große Bandbreite von Schalldrücken und ist dabei sehr empfindlich:

• Bei 1000 Hz beträgt die kleinste wahrnehmbare Luftdruckschwankung (Hörschwelle) 0,00002 Pa. Der Schwingweg der Luftmoleküle ist dabei etwa so groß wie ein Atomdurchmesser.
• Die Schmerzgrenze liegt bei Schalldrücken um 20 Pa.
• Der Empfindlichkeitsbereich unseres Gehörs erstreckt sich also über sechs Zehnerpotenzen des Druckes!
• Die Empfindlichkeit unseres Gehörs ist frequenzabhängig. Beispielsweise wird ein Ton mit der Frequenz 20 Hz und einem Schalldruckpegel von 100 dB als gleich laut empfunden wie ein Ton mit der Frequenz von 1000 Hz und dem Schalldruckpegel von 40 dB. (vergleiche Abbildung 4)
• Der Mensch hört Töne im Frequenzbereich von etwa 16 Hz bis 16 000 Hz.
• 1 dB Pegeländerung ist gerade noch hörbar.
• Bei mittleren Frequenzen und Schalldruckpegeln nehmen wir eine Pegeländerung um 10 dB als Verdoppelung oder Halbierung des Lautstärkeeindrucks wahr.

Lärmschwerhörigkeit

Durch laute und impulsartige Geräusche (zum Beispiel Schuss, Pressluftfanfare) oder lange andauernde akustische Ereignisse (laute Musik, Lärm am Arbeitsplatz) kann eine Lärmschwerhörigkeit entstehen. Und das schon bei einer achtstündigen Einwirkung von Schallpegeln, die höher als 85 dB(A) sind. Ist der einwirkende Schallpegel um 3 dB(A) höher, halbiert sich jeweils die gefahrlose Aufenthaltszeit. Dies bedeutet, dass in Diskotheken, bei den üblichen Schalldruckpegeln von 99 dB(A), bereits nach 15 Minuten das Gehör geschützt werden muss. Unser Gehör kann sich nur in Grenzen wieder erholen. Oft bleibt ein irreparabler Hörverlust (Zerstörung der Haarzellen) oder Ohrgeräusche (Tinnitus).

Die Hörschwelle

Abb. 4: Normalkurven gleicher Lautstärke nach DIN ISO 226

Sie hängt von der Frequenz des Schalls ab, weil er vom Gehörgang, über das Trommelfell bis zu den Gehörknöchelchen je nach Frequenz unterschiedlich stark weitergeleitet wird. So bestimmen Schalldruckpegel und Frequenz das Lautstärkeempfinden (siehe Abbildung 4).