Funktionsweise

Wir hören Worte, Musik und Geräusche. Wir unterscheiden laut und leise, nah und fern. Und wir hören, aus welcher Richtung der Schall kommt. Die ganze akustische Welt gelangt über die Ohren in unser Gehirn. Doch wie funktioniert das Ohr eigentlich?

Das Gehör

Ein Wunderwerk der Natur

Umgangssprachlich meint man mit Ohr meist nur die äußere Ohrmuschel. Doch ist das nur der sichtbare Teil eines komplexen Organs, mit dem wir die uns umgebende Welt akustisch wahrnehmen können. Im Zusammenspiel mit den Augen hilft uns das Gehör zudem bei der räumlichen Orientierung: Schallwellen sind periodische Schwankungen des Luftdrucks und erreichen das eine Ohr um Sekundenbruchteile früher als das andere. Aus diesem Zeitvorsprung „errechnet“ unser Gehirn die Richtung, aus der die Schallwelle stammt. Das menschliche Ohr kann Frequenzen zwischen 16 und 20.000 Hertz wahrnehmen und rund 400.000 Klangnuancen unterscheiden.

Von der Ohrmuschel zum Trommelfell

Das äußere Ohr besteht zum größten Teil aus der Ohrmuschel – eine Art offener Trichter aus elastischem Knorpel, der bei jedem anders ausgeformt ist: mal größer, mal kleiner, dick oder dünn, anliegend oder etwas abstehender. Wir Menschen können die Ohrmuscheln nur sehr eingeschränkt bewegen, ganz im Gegensatz zu Hunden. Die kleinen fleischigen Ohrläppchen dienen als Resonanzkörper. Ohrmuscheln fangen den Schall ein und leiten ihn durch den äußeren Gehörgang zum Trommelfell weiter, das dadurch in Schwingung gerät.

Mittendrin

Das Trommelfell trennt das Außen- vom Mittelohr und überträgt die Schwingung auf die Gehörknöchelchen. Bei einer Ohrspiegelung sieht man das Trommelfell als graugelb glänzendes Häutchen, hinter dem Teile der Gehörknöchelchen hindurchschimmern. Amboss, Hammer und Steigbügel heißen diese filigranen Knocheninstrumente im Mittelohr. Sie erinnern an eine mechanische Konstruktion und verstärken den Schalldruck um den Faktor 20. Die Verstärkung funktioniert nach einem einfachen physikalischen Prinzip: Der Druck bemisst sich stets nach der Kraft, die auf eine bestimmte Fläche wirkt. Bleibt die Kraft gleich, aber die Fläche wird kleiner, steigt der Druck im entsprechenden Maß – die Trommelfellfläche ist etwa zwanzigmal größer als die der Fußplatte des Steigbügelhalters.

Über die Innenohrschnecke bis ins Gehirn

Notwendig ist die Schalldruckverstärkung, um die Trägheit der Innenohrflüssigkeit zu überwinden. Nur so kann sich die Druckwelle bis zur Innenohrschnecke fortpflanzen. Der Fuß des Steigbügelknöchelchens sitzt beweglich in einer ovalen Öffnung am Eingang der zweieinhalbmal gewundenen Schnecke. Im Innern dieser Schnecke regt die Druckwelle eine Membran zu Schwingungen an. Die Membran löst in der sie umgebenden Flüssigkeit ihrerseits Wellenbewegungen aus. Feinste Haarzellen nehmen die Bewegungen auf und übersetzen sie schließlich in Nervenimpulse. Über das sogenannte Corti-Organ werden die Impulse über den Hörnerv in das Gehirn weitergeleitet.

Die Resonanzmuster auf der Innenohr-Membran stimmen recht genau mit der Obertonzerlegung von Schwingungen überein. Daher glaubte man lange Zeit, hier läge der Schlüssel zum Verständnis, wie Menschen Tonhöhen und musikalische Harmonien unterscheiden. Das aber wird heute von manchen Wissenschaftlern angezweifelt, da die menschliche Klangwahrnehmung unglaublich differenziert, die Resonanzmuster hingegen nur relativ einfach strukturiert sind. Auch die neuronalen Mechanismen der Schallverarbeitung im Gehirn sind bislang noch nicht letztgültig aufgeklärt.