Ganz Ohr sein… für einen der wichtigsten Sinne

19. April 2009

Frische Brötchen am Sonntagmorgen, das Lachen der Kinder, ein Glas frischgepresster Orangensaft, ein warmer Sommerregen, bunte Herbstblätter… All diese Eindrücke haben Einfluss auf unsere Lebensqualität und sind nur durch das richtige Funktionieren unserer fünf klassischen Sinne erlebbar. Im Folgenden soll das empfindliche Sinnesorgan „Ohr“ vorgestellt werden. Das „Ohr“ ist das Gehör- und Gleichgewichtsorgan der Wirbeltiere, das bei den Säugetieren (einschließlich dem Menschen) paarig angelegt und am höchsten entwickelt ist.

ohr_1_1.jpgBeim menschlichen Ohr wird zwischen Außenohr (Ohrmuschel und Gehörgang), Mittelohr (Paukenhöhle mit Gehörknöchelchen) und Innenohr unterschieden.

Eine Schallwelle bahnt sich den Weg …
Durch das Singen und Musizieren verursachen wir Schwingungen. Diese Schwingungen werden an die Luft übertragen. Die dabei entstehenden Luftdruckschwankungen breiten sich als Schallwellen aus.

… und alles schwingt mit
Gelangt eine solche Schallwelle an unser Ohr, so wird sie von der sichtbaren Ohrmuschel aufgefangen, gebündelt und über den etwa drei Zentimeter langen Gehörgang an das Mittelohr weitergeleitet.

Am Ende des Gehörgangs befindet sich ein dünnes Häutchen – das Trommelfell. Seine Form ähnelt einem nach innen gezogenen Trichter. Zusammen mit der Paukenhöhle bildet das Trommelfell das Mittelohr, einem etwa vier Millimeter breiten Spaltraum, welcher durch einen Gang, die Ohrtrompete (Eustachie-Röhre), mit dem Rachenraum verbunden ist. In der Paukenhöhle befinden sich die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel. Sie stellen die kleinsten Knochen des menschlichen Körpers dar und werden durch die Schwingung der Trommelfellmembran in Bewegung gesetzt. Der Steigbügel gibt letztendlich die Schallwellen über das Ovale Fenster (eine elastische Membran) an die Flüssigkeit im Innenohr weiter. Dort findet die wichtige Umwandlung von mechanischer Energie in Nervenimpulse statt.
Im Innenohr befindet sich ein schneckenähnliches Gebilde, die sogenannten Cochlea. Die knöcherne Hörschnecke ist von einem Hautschlauch durchzogen, welcher durch seine membranartige Wand das Innere der Schnecke in drei Längsgänge unterteilt. Man unterscheidet zwischen Schnecken-, Vorhof- und Paukengang. Sie alle sind mit einer wässrigen Flüssigkeit gefüllt, der Ohrlymph. Im mittleren Gang, der häutigen Schnecke oder auch dem Schneckengang, befindet sich das eigentliche Hörorgan (Cortische Organ). Hier werden die inneren und äußeren Haarsinneszellen durch die Wanderwelle, die durch den Schall ausgelöst wurde, gereizt und verbiegen sich. Dieser mechanische Reiz erregt die Sinneszellen. Es folgt die Weitergabe eines elektrischen Impulses an den Hörnerv. Dieser leitet wiederum die Reize an das Hörzentrum im Gehirn weiter. Dort werden die Nervenimpulse ausgewertet und letztendlich als Schallsignal identifiziert.

Die Leistungen des Ohres

  • Tonhöhenunterscheidung: Im Gehirn wird ausgewertet wie stark die Haarzellen durch die Schwingungen gereizt wurden und an welcher Stelle die maximale Reizung lag. Tiefe Tonhöhen (niedere Frequenzen) und hohe Tonhöhen (hohe Frequenzen) werden von den Sinneszellen an unterschiedlichen Stellen der Schnecke aufgenommen. Daraus rekonstruiert das Gehirn Lautstärke und Tonhöhe des ursprünglichen Schallreizes. Dieser Funktion verdanken wir es, dass wir Musik hören können.
  • Räumlicher Höreindruck: Die Fähigkeit des räumlichen Hörens ist nur durch die Existenz zweier Hörorgane möglich. Trifft nun der ankommende Schall nicht von vorne, sondern von einer Seite an unsere Ohren, so trifft er am einen Ohr etwas früher ein als am anderen. Dieser kurze Moment genügt, um die Richtung, aus der der Schall kommt, zu bestimmen.
  • Hörgrenzen: Die gerade noch vom menschlichen Gehörsinn wahrgenommenen Grenzfrequenzen der Schallwellen liegen zwischen 16 Hz (tiefster Ton) und 20000 Hz bis 40000 Hz (höchster Ton). Dabei ist zu beobachten, dass die obere Grenzfrequenz bedingt durch das Älterwerden nach unten (zum Beispiel mit 35 Jahren auf etwa 15 kHz, mit 50 Jahren auf etwa 12 kHz und mit 65 Jahren auf 5 kHz). Das menschliche Ohr ist nicht über das gesamte Frequenzband gleich empfindlich.
  • Empfindlichkeit: Im Frequenzbereich zwischen zwei Kilohertz bis fünf Kilohertz liegt die größte Empfindlichkeit unseres Ohres. Sie beträgt etwa 10-18 Watt. Um eine gleiche Lautstärkeempfindung bei tieferen oder höheren Frequenzen zu erwirken, muss die Schallstärke größer sein. Mit zunehmender Schallstärke nimmt jedoch die Empfindsamkeit für Unterschiede in der Schallstärke ab. So kann man klar unterscheiden, ob im Orchester zwei oder drei Geigen spielen. Spielen jedoch 20 oder 21 Geigen, lässt sich ein Unterschied aufgrund der Lautstärkeempfindung nicht mehr feststellen.
  • Schutzfunktion: Wenn ein lauter Schall auf unser Ohr trifft, so ziehen sich die zwei Muskeln im Mittelohr reflexartig zusammen. Es wird ein Prozess in Gang gesetzt, der den Übertragungsweg des Schalls beeinträchtigt und der Pegel wird um circa zehn Dezibel reduziert.

Über 14 Millionen Menschen in Deutschland hören schlecht. In die Gruppe der Schwerhörigen gesellen sich jedoch nicht nur die Menschen, die von der sogenannten Altersschwerhörigkeit betroffen sind, auch immer mehr Jugendliche und junge Erwachsene zählen dazu.

Laermometer.jpgDas Ohr reagiert empfindlich auf laute Geräusche in unserer Umgebung. Schäden an Haarsinneszellen können bereits ab einem Lärmpegel von 85 Dezibel entstehen.  Im Alltag ist dieser Pegel schnell erreicht; so lassen sich Straßenverkehr (etwa 80 Dezibel), Baulärm (100 Dezibel) und Rockkonzerte (bis zu 120 Dezibel an Boxen) als mögliche Lärmquellen ausmachen. Die menschliche Schmerzgrenze liegt bei 130 Dezibel – vergleichbar mit der Lautstärke eines in 25 Meter Entfernung startenden Düsenflugzeugs. Deshalb müssen vor allem Kinder & Jugendliche frühzeitig über bestimmte Gefahrenquellen und die Funktion des Ohres aufgeklärt werden. So können mögliche Hörschäden zum Beispiel durch das Tragen von Ohrstöpseln bei Konzerten vorgebeugt werden. Auch das Leiserstellen des Fernsehers oder der Stereoanlage können zum guten Hören auch noch im hohen Alter beitragen.

Sobald ein Klingeln oder Summen in den Ohren wahrgenommen wird oder das Gefühl besteht, das sich das Gehör verschlechtert, sollte man sich so schnell wie möglich von der Lärmquelle entfernen.

Um das Bewusstsein und Interesse für unser empfindliches Sinnesorgan „Ohr“ auch bei Kindern zu aktivieren, sollen an dieser Stelle einige lehrreiche  Experimente und Versuche vorgestellt werden. Sie alle stammen aus einem Biologiebuch für die Oberstufe und richten sich vorrangig an Kinder der siebten bis zehnten Klasse:

EXPERIMENTE

Richtungshören

a)    Für diesen Versuch stellen sich alle Kinder in einem Kreis auf. Es begeben sich zwei Kinder in die Kreismitte. Ihnen werden die Augen verbunden. Nun müssen alle ganz still sein. Einer der Umstehenden klatscht nun in die Hände. Die Schüler, die sich in der Mitte des Kreises befinden, zeigen in die Richtung, wo der Schall herkommt. Dieser Versuch kann mehrmals durchgeführt werden. Das richtige oder auch falsche Ausmachen der Schallquelle wird  protokolliert. Die Versuchsreihe wird nun wiederholt. Dabei halten sich die Kinder in der Kreismitte mit der flachen Hand ein Ohr zu. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen, dabei sollen auftretende Unterschiede erklärt werden.

b)    Man nehme einen Schlauch von etwa zehn bis 15 Millimeter Durchmesser und einer Länge von 1,5 Metern. Dieser wird in der Mitte mit einem Stift markiert. Nun kehrt die Versuchsperson den Kindern den Rücken. Von hinten werden ihm die Enden des Schlauchs gereicht, die er sich an die Ohrmuschel hält. Eines der Kinder klopft mit einem flachen Gegenstand etwa zehn Zentimeter neben den Mittelstrich, welcher  auf dem Schlauch zuvor gekennzeichnet wurde. Nun teilt die Versuchsperson mit, von welcher Seite das Geräusch kommt. Das Versuchsergebnis soll nun erklärt werden.
Dieses Experiment kann mehrmals – mit mehreren wiederholt werden. Dabei klopft man jedesmal ein bisschen näher zur Schlauchmitte hin.

Konzentrationstest

a)    Es wird ein Block voller p und q geschrieben und den Kindern vorgelegt. Dabei sollte drauf geachtet werden, dass möglichst oft hintereinander qpqpqpqpppqpqpqp erscheint, damit die Konzentration beansprucht wird. Nun zählen die Kinder alle „p“ in den dargestellten Zeilen. Sie haben 30 Sekunden Zeit dafür. Jeder notiert sein Ergebnis.
b)    Der Versuch wird von einer anderen Gruppe Kinder wiederholt. Nun sollte jedoch, während des Versuchs, laute Musik gespielt werden. Nach 30 Sekunden werden erneut die Ergebnisse festgehalten und mit den Resultaten der anderen Kinder verglichen. Was hat sich verändert?

Juliane Reichert

Quellen:
Brechner, Dipl.-Biol. Elke; Emrich M.A., Ulrike (2003): Schülerduden Biologie. Ein Lexikon zum Biologieunterricht. Grundlagen der modernen Biologie. Aktuell-umfassend-verständlich von A bis Z. Bibliographisches Institut & F.A. Brockhaus AG, Mannheim
Claus, Roman; Dobler, Hans-Jürgen; Frank, Roland; Haala, Gert (1991): Natura. 2 Biologie für Gymnasium. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart
Miram, Wolfgang (Hrsg.); Scharf, Dr. Karl-Heinz (Hrsg.) (1998): Biologie heute S II. Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover
Weber, Prof. Ulrich (Hrsg.) (2001): Biologie Oberstufe. Gesamtband. Cornelsen Verlag, Berlin

Bilder:
http://www.faszinationhoeren.info/unser-gehoer/laerm.html
http://members.chello.at/thomas.knob/ohr.jpg

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