VL 10-11: Hören

Question 1

Schallwellen

Answer 1

• Definition Schall: mechanische Schwingungen von Molekülen in Luft oder anderen elastischen Stoffen
  => Ausbreitung als longitudinale Wellen (Kompression und Dekompression)
  => c = f * λ = 340 m/s (in Luft) => abh. vom Medium
• spektrale Eigenschaften:
  => Ton: sinusförmige Schwingung mit 1 Frequenz
  => Klang: Überlagerung mehrerer Frequenzen
  => Geräusch: breitbandiger Frequenzgehalt

Question 2

Schalldruckpegel

Answer 2

=> Schalldruck = Wechseldruck im schwingenden Medium [Pa = N/m2]
=> Schalldruckpegel = logarithmisches Maß für die physikalische Stärke des Reizes [dB SPL]
* SPL = 20 * log (P/P0)
=> P0 = Referenzschalldruck: 20 μPa; entspricht Hörschwelle des Menschen
* Erhöhung des Schalldruckpegels um
=> 20 dB ≙ 10x Schalldruck
=> 40 dB ≙ 100x Schalldruck
=> 60 dB ≙ 1000x Schalldruck
* subjektive Empfindung der Lautstärke: skaliert linear mit Schalldruckpegel, nicht mit Schalldruck
=> Fechnersches Gesetz

Question 3

Hörschwelle und Lautstärkepegel

Answer 3

=> Dynamikbereich des Hörsystems: 0-130dB und 16Hz-20kHz
* Hörschwelle: frequenzabhängig; am niedrigsten zw. 2-5kHz
* Schmerzschwelle: frequenzabhängig; ca. 120-130dB
* Hauptsprachbereich: 250Hz-4kHz und 40-70dB SPL

=> Lautstärkepegel: subjektives Maß für die Reizamplitude [phon]
* frequnzabhängig
* bei hohen und niedrigen Frequenzen mehr Schalldruck erforderlich
* Hörschwelle: 4 phon

=> Isophone: Kurven gleicher Lautstärke [phon]
* Messung durch Vergleich mit 1kHz Referenzton

=> Unterschiedsschwellen:
* für Amplitude: ca. 1dB bei 40dB SPL
* für Tonhöhe: ca. 3Hz bei 1kHz

Question 4

Aufbau des Ohrs

Answer 4

=> Ohrmuschel: wichtig für Richtungshören (Schallschatten)

=> Mittelohr: Impendanzanpassung
* effektive Schallübertragung auf Innenohr durch
=> Druckerhöhung (Fläche ovales Fenster < Fläche Trommelfell)
=> Hebelwirkung
* Impendanzanpassung => Verbesserung Hörvermögen um ca. 30-35 dB

=> Innenohr: Transduktion der Schallreize in Rezeptorpotentiale (=>Cochlea)

Question 5

Cortisches Organ und Basilarmembran

Answer 5

=> Cochlea
* Durchmesser: 10mm; Länge: 35mm
* 3 flüssigkeitsgefüllte Kompartimente
=> Scala vestibuli: Perilymphe
=> Scala tympani: Perilymphe
=> Scala media: Endolymphe (K+reich); enthält Corti-Organ (Transduktion); begrenzt durch Basilarmembran und Reissnersche Membran

=> Corti-Organ
* sitzt auf Basilarmembran
* besteht aus Haar- und Stützzellen
* bedeckt von Tektorialmembran

Question 6

Basilarmembranschwingung

Answer 6

• schallinduzierte Bewegung des Steigbügels
  => Volumenverschiebungen der Perilymphe (in Scala vestibuli und tympani)
• Übertragen der Schwingung auf Basilarmembran, Reissnersche Membran und Tektorialmembran
• lokal unterschiedliche Schwingungsfähigkeit der Basilarmembran
  => Zunahme der Breite zum Apex hin
  => Abnahme der Steifigkeit
  => Schwingungsmaxima für verschiedene Frequenzen an unterschiedlichen Stellen der Basilarmembran
• Druckschwankungen in der Perilymphe
  => Wanderwellen auf der Basilarmembran (Basis => Apex)

Question 7

Haarzellen

Question 8

Transduktion

Question 9

endocochleäres Potential

Question 10

Aufbau der Tip-Links

Question 11

Rezeptorpotential der Haarzellen

Question 12

Frequenzselektivität

Question 13

Innervation der Haarzellen

Question 14

äußere Haarzellen als aktive Verstärker

Question 15

otoakustische Emissionen

Question 16

Hörbahn

Question 17

Phasenkopplung

Question 18

Richtungshören

Question 19

auditorischer Kortex

Question 20

Audiometrie

Question 21

Rinne-Weber-Test

Question 22

Lärmschwerhörigkeit

Question 23

Cochlea-Implantat