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Ohr – Unser Sinnesorgan – Aufbau und Funktion

Das Ohr ist ein Organ, das Klänge absorbiert und an das Gehirn überträgt. Dort werden die Informationen mit zuvor gespeicherten Informationen verglichen und es bekommt Bedeutung. Unser Gehör ist ein sehr genialer und sensibler Sinn.


Struktur und Betrieb des Ohres

Wir können das Ohr grob in zwei Teile unterteilen: einen Leitungsteil und einen wahrnehmungsfähigen Teil. Im Leitungsteil wird der Klang durch den Gehörgang, das Trommelfell und die Ossikel zur Cochlea geleitet. Im wahrnehmungfähigen Teil des Ohres wird die mechanische Energie des Schalls in elektrochemisches Signal umgewandelt. Der Hörnerv wiederum leitet dieses Signal an die Großhirnrinde weiter.

Im Gehirn findet schließlich der Wahrnehmungsprozess statt: Hier werden wir uns der Gegenwart des Klangs bewusst und geben dem Klang einen Sinn.


Das Außenohr

Der Klang erreicht zuerst unsere Ohrmuschel. Die Ohrmuschel ist der sichtbare Teil an der Außenseite unseres Kopfes und ist gebaut, um Geräusche zu absorbieren und sie in den Gehörgang und dann auf das Trommelfell zu übertragen. Die Ohrmuschel besteht aus Knorpel, der mit einer Hautschicht bedeckt ist. Da unsere Auen nicht agil sind, spielen sie nur eine sehr kleine Rolle in Hörrichtungen. Die asymmetrische Form hilft ein wenig bei der Beurteilung, ob ein Ton von vorne oder von hinten kommt.

Zwei Ohren helfen, Dentok zu lokalisieren

Die Platzierung der Ohren auf beiden Seiten des Kopfes hat einen erheblichen positiven Effekt auf die Ortung von Klängen. Der Kopf wirft einen Klangschatten auf das Ohr, der auf der anderen Seite liegt, woher der Klang kommt. Dieser Klangschatten ist am größten, wenn der Klang genau von der anderen Seite kommt. Die Richtung der Klänge, die genau von rechts oder links kommen, kann daher leicht bestimmt werden. Klänge von rechts vor und direkt hinter uns sind leicht zu vermischen. Indem wir den Kopf hin und her bewegen, können wir schneller bestimmen, woher ein Ton kommt. Natürlich ist es eine Bedingung, dass der Klang ein wenig länger hält.

Der Gehörgang des Ohres

Der äußere Teil des Gehörgangs besteht aus Knorpel, während der innere Teil des Gehörgangs aus hartem Knochen besteht. Beide sind mit Haut überzogen. Der Gehörgang ist ca. 2,5 cm lang, hat einen Durchmesser von ca. 7 mm, hat eine S-Form und verläuft leicht bergauf. Im äußeren Teil des Gehörgangs sind Haare. Hier gibt es auch eine Reihe von Drüsen, die Ohrenschmalz (Cerumen) absondern. Das Ohrenschmalz bindet Staub und Schmutz an sich selbst, der zusammen mit dem Ohrenschmalz nach und nach von den Haaren herausgeholt wird. Der Gehörgang schützt das Trommelfell. Objekte können das Trommelfell nicht so leicht treffen. Seine Lage verhindert auch eine Austrocknung des Trommelfells und verursacht keine Schäden in der Kälte.

Die Ohrmuschel und der Gehörgang bilden zusammen das sogenannte Außenohr.


Das Mittelohr

Welchen Einfluss hat unser Ohrgang auf den Klang?

Da unsere Ohren leicht vom Kopf entfernt sind, gibt die Ohrmuschel (genau wie unser Kopf) auch einen klanglichen Schatten. Die Aurikel schwächt die von hinten kommenden Klänge von etwa 2000 Hz ab. Die Leisten und die asymmetrische Form unserer Ohrmuschel erleichtern das Durchkommen von Klängen, die von vorne bei Frequenzen zwischen 4000 und 5000 Hz entstehen. Die Form des Gehörgangs verursacht eine Resonanz um 2800 Hz (irgendwo zwischen 2,4 und 3,4 kHz). Wo sich die Resonanz befindet, hängt von der Länge dieser halboffenen "Orgelpfeife" ab. Bei Kindern, weil der Gehörgang kürzer ist, ist die Resonanz daher geringer.

Die Aurikel macht uns weniger vom Wind betroffen

Als nächstes kommt der Klang, der ein Wellenphänomen ist, im Mittelohr. Das Mittelohr beginnt mit dem Trommelfell, das etwa einen Durchmesser von 1 cm hat. Schall erzeugt Schwingungen in der Luft und die Schwingungen, die von der Ohrmuschel absorbiert werden, vibrieren die Membran, die am Ende des Gehörgangs sitzt. Dies geschieht wie eine Trommel, daher der Name 'Eardrum'. Allerdings gibt es einen Unterschied zu einer Trommel: Mit einer Trommel hat der mittlere Teil die größte Ablenkung. Bei Klängen mit Frequenzen kleiner als 3000 Hz vibriert das Trommelfell als Ganzes wie ein Lautsprecher.


Gesundes Trommelfell

Hinter dem Trommelfell befindet sich ein luftgefüllter Raum mit drei sehr kleinen Knochen. Das sind die kleinsten Knochen, die unser Körper kennt. Die Knochen werden auch Ossikel genannt und heißen: Hammer (Malleus), Amboss (incus) und der Steigbügel (Stepes). Die Knochen sind zusammengeklappert. Die Vibrationen des Trommelfells führen dazu, dass sich die Knochen bewegen und die Schallschwingungen zum Innenohr transportiert werden. Das Mittelohr muss nun dafür sorgen, dass Schall ohne zu großen Energieverlust in eine Schwingung der Flüssigkeit in der Cochlea umgewandelt wird, die im Innenohr liegt.

Ein Problem ist, dass der eingehende Ton von der Luft zu einer Flüssigkeit übergehen muss. Über einer Flüssigkeit tritt ein hohes Maß an Reflexion auf, was dazu führt, dass Energie verloren geht. Wenn also das Mittelohr nicht da wäre und Schallschwingungen direkt mit der flüssigkeitsgefüllten Cochlea kollidierten, würden mehr als 95% zurückreflektiert.

Da die Oberfläche der Grundplatte des Steigbügels um ein Vielfaches kleiner ist als die des Trommelfells, ist der Druck auf die Flüssigkeit im Innenohr um ein Vielfaches größer als der Schalldruck auf dem Trommelfell. Die Bewegung am ovalen Fenster des Trommelfells ist kleiner, aber die ausgeübte Kraft ist viel größer. Es gibt also eine Konzentration von Gewalt. Darüber hinaus gibt es die Hebelfunktion der Ossikel, die den Druck erhöht. Insgesamt erhöht sich der Druck auf das ovale Fenster im Vergleich zum Trommelfell um den Faktor 22.

Das Mittelohr besteht aus dem Trommelfell, den drei kleinen Knochen und dem Raum, in dem sie liegen. Der Hohlraum, in dem die Ossikel liegen, wird Trommelhohlraum genannt. Dieser ist voller Luft. Der Trommelhohlraum wird über die Eustachische Röhre mit der Außenluft verbunden. Der Steigbügel wird am ovalen Fenster der Cochlea befestigt. Das ovale Fenster kann als die "Haustür" des Innenohrs gesehen werden.


Das Innenohr

Das Innenohr ist ein flüssigkeitsgefüllter Raum im Gesteinsknochen. Es besteht anatomisch aus drei Teilen: dem Vestibulum, den halbkreisförmigen Kanälen und der Cochlea. Im ovalen Fenster fällt die Fußplatte vom Steigbügel. Die zweite Öffnung in der Cochlea ist das runde Fenster. Die halbkreisförmigen Kanäle bilden zusammen mit zwei Hohlräumen im Vestibulum das Gleichgewichtsorgan. Die halbkreisförmigen Kanäle sind in der Lage, Drehungen des Körpers aufzuzeichnen. Die beiden Hohlräume (der Sacculus und der Utriculus) sind mit einer kleinen Orgel ausgestattet. Diese Organe bieten gemeinsam die Wahrnehmung von Beschleunigungen. Das Innenohr ist ein sehr komplexes Arbeitsganze, das noch untersucht wird, um seine genaue Funktionsweise zu verstehen.


Die Cochlea

Die Cochlea ist die Orgel, die für die Klangwahrnehmung verantwortlich ist. Eine separate Seite ist der Struktur und dem Betrieb dieses Organs gewidmet:

Wenn der Schall die Flüssigkeit der Cochlea erreicht, schlägt dann eine Vibrationswelle ein. Die netzbehaftete Wand der Cochlea ist jedoch nicht flexibel und die darin enthaltene Flüssigkeit kann nicht komprimiert werden. Eine Druckwelle, die das ovale Fenster durch den Steigbügel hineinschiebt, bewirkt, dass das runde Fenster herausgeschoben wird. Die Druckwelle in der Cochlea vibriert dort eine Membran. Diese Membran wird Basilar Membran genannt. Die Schwingung der Basilar Membran wiederum bewirkt, dass sich sehr feine Haarzellen in der Cochlea bewegen. Es gibt Tausende dieser Haarzellen in der Cochlea. Diese Bewegung dieser Haarzellen erzeugt einen elektrischen Strom. Der Hörnerv gibt dies an das Gehirn weiter, wo der Schall verarbeitet wird und führt zu einer Wahrnehmung davon.

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