Techniklexikon

Ohr

Akustik, Sinnesorgan des Gehörs und des Gleichgewichtssinnes bei Wirbeltieren und beim Menschen. Es dient zur Orientierung in der Umwelt und als Empfangsorgan für akustische Informationen. Von besonderem Interesse sind die Eigenschaften des menschlichen Ohres als Nachrichtenempfänger, weil davon das Verständnis für die akustische Wahrnehmung und die Erfordernisse bei der Nachrichtenübertragung abhängen.

Das äussere Ohr besteht aus der Ohrmuschel (auricula) und dem Gehörgang (meatus acusticus) und wird vom Trommelfell (membrana tympani) abgeschlossen. Es wird vom Schalldruck in Bewegung versetzt. Durch die geometrische Gestalt des Kopfes, der Ohrmuschel und des Gehörganges entstehen am Ohreingang eine für jedes Ohr individuelle, typische Richtcharakteristik und eine typische akustische Impedanz (Schallwellenwiderstand). Aus den dadurch bedingten Intensitäts- und Laufzeitunterschieden des Schallsignals zwischen rechtem und linken Ohr wird die Information über den Ort der Schallquelle gewonnen (Stereophonie).

Das Mittelohr ist ein luftgefüllter, etwa 0,8 cm³ grosser Hohlraum (Paukenhöhle, cavum tympani), der über die Ohrtrompete (Eustachische Röhre, tuba eustachii) mit dem Nasen-Rachenraum verbunden ist. Sie wird normalerweise beim Schlucken zum Luftdruckausgleich geöffnet. In der Paukenhöhle befinden sich die drei Gehörknöchelchen: Hammer, Amboss und Steigbügel. Sie bilden ein elastisches Hebelsystem, welches die Bewegung des Trommelfells auf das ovale Fenster und von dort auf die Perilymphe im Innenohr überträgt. Diese Übertragung ist frequenzabhängig mit einem Resonanzmaximum zwischen 1 und 2 kHz. Die Hebel- und Flächenverhältnisse bewirken in der Perilymphe einen bis zu 22mal höheren Schalldruck als am Trommelfell. Vom Gehör kann das Übersetzungsverhältnis durch Muskeln verringert werden, wenn der Schalldruckpegel am Trommelfell ca. 85 dB übersteigt.

Das Innenohr ist ein System von Hohlräumen im Felsenbein, einem Schädelknochen. Dieses sog. knöcherne Labyrinth ist mit Flüssigkeit (Perilymphe) gefüllt. Von Perilymphe eingeschlossen und nur an einigen Rändern mit der knöchernen Begrenzung verbunden ist ein zweites, durch Häute begrenztes Schlauchsystem - das häutige Labyrinth. Es ist mit der chemisch etwas anders zusammengesetzten Endolymphe gefüllt. Das Labyrinth hat zwei grundsätzlich verschiedene Funktionen:

- Im Vestibularapparat, einer Anordnung aus drei senkrecht aufeinander stehenden Bogengängen mit zugeordneten Hohlräumen, in denen Nerven enden, werden Reize zur Lage- und Gleichgewichtsorientierung ausgewertet. Sie entstehen durch die Schwerkraft auf eingelagerte Kristalle (Statolithen) und aus der durch Bewegung des Kopfes hervorgerufenen Strömung der Endolymphe in den Bogengängen.

- In der Schnecke (Cochlea), einem aus drei parallel angeordneten Röhren bestehenden System, das in 2 3 / 4 Windungen um die Schneckenspindel (modiolus) gewickelt ist, werden die Schallschwingungen in Nervenreize umgesetzt. Dazu regen die Schwingungen des Steigbügels in der Perilymphe eine Wanderwelle an, die vom ovalen Fenster zum Ende der Vorhoftreppe läuft, dort durch eine Öffnung, das Helicotrema, in die dritte Röhre, die Paukentreppe übergeht und - nachdem sie auch diese durchlaufen hat - vom runden Fenster absorbiert wird. Diese Wanderwelle versetzt die an der Oberseite der Paukentreppe gelegene Basilarmembran in Schwingungen, wobei eine frequenzabhängige Verteilung der Auslenkung über die Länge der Basilarmembran entsteht. Dieses Abbild des Schallspektrums wird im auf der Basilarmembran angeordneten Cortischen Organ in Nervenreize umgesetzt und in von der Erregung abhängigen Abständen von ca. 5 bis 300 ms an das Hörzentrum im Gehirn weitergeleitet.

Ohr: Querschnitt durch das menschliche Ohr (etwas auseinandergezogen und z.T. vergrössert, halbschematisch).