Hörphysiologie: wie aus Druck Wahrnehmung wird

Schall ist eine Druckschwankung in der Luft. Damit daraus Wahrnehmung wird, muss diese Schwankung mehrere Umwandlungen durchlaufen, und jede davon prägt, worauf das Gehör empfindlich reagiert.

Der Weg durch das Ohr

Die Ohrmuschel bündelt und färbt den Schall richtungsabhängig ein. Diese Färbung ist keine Störung, sondern eine Informationsquelle: Sie ermöglicht die Unterscheidung zwischen vorn, oben und hinten, wo Laufzeitunterschiede zwischen den Ohren nichts hergeben.

Der Gehörgang wirkt als kurzes offenes Rohr mit einer Resonanz zwischen etwa zwei und vier Kilohertz. Genau in diesem Bereich ist das Gehör am empfindlichsten, und genau dort fallen Fehler eines Lautsprechers am schnellsten auf.

Am Trommelfell wird die Druckschwankung zur mechanischen Bewegung. Die drei Gehörknöchelchen übertragen sie auf das ovale Fenster und passen dabei die Impedanz an: Luft ist ein leichtes Medium, die Flüssigkeit im Innenohr ein schweres. Ohne diese Anpassung würde der größte Teil der Energie reflektiert.

Im Innenohr läuft die Bewegung als Wanderwelle über die Basilarmembran. Diese Membran ist am Eingang steif und schmal, in der Spitze weich und breit. Dadurch erreicht jede Frequenz ihr Maximum an einer anderen Stelle. Hohe Töne wirken am Anfang, tiefe am Ende. Das Innenohr ist damit ein mechanischer Frequenzanalysator.

Die Haarzellen an diesen Stellen wandeln die Auslenkung in Nervenimpulse. Die äußeren Haarzellen sind dabei nicht nur Sensoren, sondern verstärken aktiv und schärfen die Frequenzselektivität. Ihr Ausfall, etwa durch Lärm, kostet nicht nur Empfindlichkeit, sondern auch Trennschärfe. Deshalb klingt Musik nach einer Lärmschädigung nicht nur leiser, sondern auch unschärfer.

Was daraus für die Technik folgt

Die Frequenzauflösung ist nicht überall gleich. Das Gehör arbeitet in sogenannten Frequenzgruppen, deren Breite mit der Frequenz zunimmt. Zwei Töne innerhalb derselben Gruppe verschmelzen. Das ist der Grund, warum eine schmale Überhöhung im Frequenzgang oft weniger auffällt als eine breite von gleicher Höhe.

Die Zeitauflösung ist besser als die Frequenzanalyse allein erwarten ließe. Für die Ortung wertet das System Laufzeitunterschiede zwischen den Ohren im Bereich weniger Zehntausendstel Sekunden aus. Diese Doppelrolle als Frequenz- und Zeitanalysator erklärt, warum Kenngrößen wie Sprungantwort und Gruppenlaufzeit überhaupt relevant sind.

Die Empfindlichkeit hängt vom Pegel ab. Ein Lautsprecher, der bei Zimmerlautstärke ausgewogen wirkt, kann bei leisem Hören dünn klingen, ohne dass sich am Frequenzgang etwas geändert hätte.

Der Dynamikumfang ist enorm, die Belastbarkeit nicht. Zwischen Hörschwelle und Schmerzgrenze liegen rund zwölf Größenordnungen im Schalldruck. Gleichzeitig führt dauerhafte Belastung oberhalb von etwa 85 Dezibel zu bleibenden Schäden. Wer Lautsprecher testet, sollte den Pegel im Blick behalten, auch weil lauter fast immer besser klingt und die Beurteilung verfälscht.

Ein praktischer Hinweis

Die eigene Hörfähigkeit ist die Referenz für jede Kaufentscheidung, und sie ist messbar. Ein Hörtest beim Fachmann dauert eine halbe Stunde und beantwortet unter anderem, ob ein Seitenunterschied besteht. Ein Unterschied von wenigen Dezibel zwischen links und rechts verschiebt die Bühne dauerhaft und lässt sich mit keiner Aufstellung korrigieren, aber am Balanceregler ausgleichen.