• Das Ohr — ein hervorragendes Kommunikationsmittel
    Erwachet! 1990 | 22. Januar

    • Das Innenohr — der wichtigste Teil des Ohrs

      Vom ovalen Fenster geht es zum Innenohr. Die drei im rechten Winkel zueinander verlaufenden Schleifen, Bogengänge genannt, bilden das Gleichgewichtsorgan. Doch das eigentliche Hören beginnt in der Schnecke.

      Die Schnecke besteht im Grunde aus drei mit Flüssigkeit gefüllten Röhren oder Gängen, die wie ein Schneckenhaus gewunden sind. Zwei der Gänge sind an der Schneckenspitze miteinander verbunden. Wenn das ovale Fenster an der Schneckenbasis durch den Steigbügel in Bewegung gesetzt wird, bewegt es sich wie ein Kolben hin und her und erzeugt hydraulische Druckwellen in der Flüssigkeit. Während diese Wellen zur Spitze hin und zurück verlaufen, versetzen sie die Wände, die die Gänge voneinander trennen, in wellenförmige Bewegungen.

      Auf einer dieser Wände, der Basilarmembran, befindet sich das hochempfindliche Cortische Organ, benannt nach Alfonso Corti, der dieses eigentliche Hörzentrum 1851 entdeckte. Sein entscheidender Teil besteht aus Reihen sensorischer Haarzellen, die mindestens 15 000 zählen. Von diesen Haarzellen leiten Tausende von Nervenfasern Informationen über die Frequenz, Intensität und Klangfarbe des Geräuschs an das Gehirn weiter, das für die Gehörempfindung verantwortlich ist.

      Das Geheimnis gelüftet

      Wie das Cortische Organ diese komplizierte Information dem Gehirn mitteilt, war lange Zeit ein Geheimnis. Wissenschaftler wußten, daß das Gehirn nicht auf mechanische Schwingungen reagiert, sondern nur auf elektrochemische Veränderungen. Das Cortische Organ muß also die wellenförmige Bewegung der Basilarmembran irgendwie in entsprechende elektrische Impulse umwandeln und diese dem Gehirn zuführen.

      Es hat den ungarischen Wissenschaftler Georg von Békésy 25 Jahre gekostet, das Geheimnis dieses winzigen Organs zu lüften. Er entdeckte, daß die hydraulischen Druckwellen, die durch die Gänge der Schnecke verlaufen, irgendwo einen Höhepunkt erreichen und auf die Basilarmembran stoßen. Wellen, die von Geräuschen mit hoher Frequenz erzeugt werden, stoßen an der Schneckenbasis auf die Membran, und Wellen niederfrequenter Geräusche stoßen an der Spitze auf die Membran. Békésy schlußfolgerte daher, daß Töne von einer bestimmten Frequenz Wellen erzeugen, die die Basilarmembran an einer bestimmten Stelle biegen, worauf die dortigen Haarzellen reagieren und Signale an das Gehirn senden. Die Lage der Haarzellen würde der Frequenz entsprechen und die Zahl der gereizten Haarzellen der Intensität.

      Diese Erklärung ist für einfache Töne gültig. In der Natur auftretende Geräusche sind jedoch selten einfach. Das Quaken eines Ochsenfrosches klingt ganz anders als ein Trommelschlag, obwohl beide Geräusche die gleiche Frequenz haben können. Das liegt daran, daß jedes Geräusch aus einem Grundton und vielen Obertönen besteht. Die Zahl der Obertöne und ihre relative Stärke verleihen jedem Geräusch seine bezeichnende Klangfarbe, seinen Charakter. Dadurch können wir die Geräusche, die wir hören, erkennen.

      Die Basilarmembran kann auf alle Obertöne eines Geräuschs gleichzeitig reagieren und feststellen, wie viele und welche Obertöne vorhanden sind, und so das Geräusch identifizieren. In der Mathematik heißt dieser Vorgang Fourier-Analyse, benannt nach dem genialen französischen Mathematiker Jean-Baptiste Joseph Baron de Fourier aus dem 19. Jahrhundert. Doch das Ohr hat dieses fortgeschrittene mathematische Verfahren schon immer angewandt, um die gehörten Geräusche zu analysieren und die Information dem Gehirn mitzuteilen.

      Man ist heute immer noch nicht sicher, welche Art Signale das Innenohr an das Gehirn weitergibt. Untersuchungen offenbaren, daß die Signale von allen Haarzellen an Länge und Stärke etwa übereinstimmen. Daher glaubt man, daß nicht der Inhalt der Signale, sondern die einfachen Signale an sich dem Gehirn eine Nachricht zuführen.

      Um die Bedeutung dessen zu erkennen, denken wir an das Kinderspiel „Stille Post“, bei dem der Reihe nach ein Kind dem anderen eine Geschichte zuflüstert. Was das letzte Kind hört, hat oft keine Ähnlichkeit mehr mit der ursprünglichen Botschaft. Wenn ein Code, zum Beispiel eine Nummer, statt einer komplizierten Geschichte weitergesagt wird, wird sie höchstwahrscheinlich nicht verdreht. Und etwas Ähnliches geschieht offensichtlich im Innenohr.