Allgemeine Psychologie (Subject) / Auditive Wahrnehmung (Lesson)

Auditive Wahrnehmung

This lesson was created by Voigtcornelia.

Learn lesson

This lesson is not released for learning.

back  |  next 1 / 1

• Schall was mit dem Ohr wahrgenommen wird, ist Schall das Geräusch, den Klang, den Ton, den Knall, wie er von Menschen mit dem Gehör, also dem Ohr-Gehirn-System, aber auch von Tieren auditiv wahrgenommen werden kann geht von Schallwellen aus
• Schallwellen mechanisch erzeugte Schwankung im Luftdruck breitet sich wellenartig um das auslösende Ereignis herum aus im homogenen Medium erfolgt die Ausbreitung konzentrisch (vom Mittelpunkt her) und mit Schallgeschwindigkeit
• Sinustöne "reine" Töne, Schwankungen im Luftdruck sind regelmäßig und gleichförmig misst man den Luftdrick, der von einem Sinuston erzeugt wird, ergibt sich ein einfaches periodisches Muster, der Luftdruck nimmt über die Zeit gleichmäßig abwechselnd zu und ab und folgt einer perfekten, periodischen Sinusfunktion
• Klang und Geräusch Schallereignisse im Alltag enstehen aus komplexen Überlagerungen vieler Sinustöne ein Klang bezeichnet ein regelmäßges Wellenmuster des Tones (periodisch) bei einem Geräusch wiederholt sich das Muster nicht
• Frequenz physikalische Größe, Zahl der Schwinungen des Luftdrucks pro Sekunde (Frequenz des Tones) Messung in Hertz (Hz), wobei 1 Hz = 1 komplette Schwingung pro Sekunde je höher die Frequenz, desto höher wird die Tonlage empfunden (psychologsiche Größe) höhrbarer Frequenzbereich zwischen 20 bis 20.000 Hz niedriger = Infraschall, nur durch Vibration wahrnehmbar höher = Ultraschall können nur von anderen Spezies z.B. Fledermäusen wahrgenommen werden Skalen subjektiver Tonhöhe können konstruiert werden, indem verschiedene Tonhöhen präsentiert werden, und Zahlenwerte zugeordnet werden solle; oder der Proband muss die Tonhöhe immer selbst so einstellen, wie sie subjektiv doppelt so hoch wahrgenommen wird kein linearer Zusammenhang zwischen Frequenz und Tonhöhe, bis 4.000 Hz führt Verdopplung der Frequenz zu etwas mehr als Verdopplung der Tonhöhe, danach schwächerer Zusammenhang; Verdopplung führt nicht nur zu höherem, aber auch gleichartig wahrgenommenen Ton (Grundlage der Musik)
• Schalldruckpegel physikalische Größe (Stärke des Schalls, Reizstärke), messbarer Schall in dB maximale Auslenkung aus der Ruhelage = Amplitude je größer die Amplitude, desto höher die subjektiv wahrgenommene Lautheit (psychologsiche Größe) Schalldruck in N/m2 Da hörbarer Schallstärkenbereich sehr groß, wird in handhabbare Zahlenspanne konvertiert: Schalldruckpegel in dB dB=20*log10(p/p0) wobei p0 der Referenzschalldruck eben noch wahrnehmbar bei 0.00002 N/m2, p der zu messende Schalldruck (von Schallquelle ausgelöst); dB Skala ist logarithmische Skala Düsenflugzeug ca. 10 Mio. mal Lauter als Referenzdruck 0.00002 N/m2 jede Erhöhung des Schalldrucks um 10 dB entspricht ca. Verdopplung der Lautstärke Skalen subjektiver Lautstärke können konstruiert werden, indem verschiedene Lautstärken präsentiert werden, und Zahlenwerte zugeordnet werden solle; oder der Proband muss die Lautstärke immer selbst so einstellen, wie sie subjektiv doppelt so hoch wahrgenommen wird Lautheit folgt Potenzgesetz mit Stevens-Konstante 0.5, mit zunehmendem Schalldruck steigt Lautstärke also langsamer an
• Fourieranalyse jedes periodische Wellenmuster (Klang) kann als Überlagerung einfacher Sinuswellen verschiedener Frequenzen dargestellt werden ;  Zerlegung komplexer Klänge in Sinus-Komponenten = Fourier-Analyse
• Auditives System (Bestandteile) Außenohr mit Ohrmuschel und Gehörgang, so gebaut dass unterschiedliche Schallfrequenzen verschieden absorbiert, reflektiert und gebrochen werden, so wird beim Menschen z.B. Sprache verstärkt (modifikation des Signals), spielt auch beim Richtungshören eine Rolle, endet bei Trommelfell (wird von Schalldruck in Schwingung versetzt) Mittelohr = Paukenhöhle, luftgefüllter Hohlraum mit Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel), Schallsignal /Schwingug wird vom Trommelfell üfer Hebelmechanismus der Gehörknöchelchen verstärkt und über ovales Fenster auf an Choclea (Hörschnecke)  übertragen; gesamte Flüssigkeit in der Chochlea gerät in Schwingung bis zur Spitze Innenohr = Chochlea und Bogengänge (Rezeptoren für Gleichgewichtssinn), Signal läuft über Ovales Fenster in Scala vestibuli ein, über die Spitze (Helikotrema) in Scala tympani zurück, erregt dort Sinneszellen des Corti Organs Chochlea (Schneckenförmig aufgerollter, flüssigkeitsbefüllter mehrspuriger Tunnel, erbsengroß) besteht aus ovalem Fenster, Scala vestibuli, Scala tympani, (und Scala media, getrennt durch Basilarmembran und Reißner-Membran), rundes Fenster; Tektorialmembran in Scala media Auf der Basilarmembran sitzen innere Haarzellen mit empfindlichen Endigungen (Stereocilien), die bei Schwingung der Basilarmembran an die Tektorialmembran stoßen (Verbiegug der Stereocilien lößt elektr. Potenzial auf Außenhaut der Haarzelle aus) Corti-Organ = Haarzellen, Stereocilien, Tektorialmembran; Übersetzung mechanische Schwinung in elektrisches Signal Schallschwingung läuft über Scala tympani zurück und verlässt Choclea durch das membranbespannte runde Fenster (Neutralisierung) Verbindung Mittelohr mit Mund-Nasenraum über eustachische Röhre
• äußere und innere Haarzellen innere Haarzellen als Sinnesrezeptoren, ca. 3.000 Stück; Axone = 90% des Hörnervs 12.000 äußere Haarzellen, werden vom ZNS kontrolliert, können mechanische Eigenschaften der Basilarmembra verändern, Segmente steifer oder schlaffer machen, Empfindlichkeit regulieren für bestimte Frequenzbereiche, vor Beschädigung schützen
• Divergenz im auditiven System 3.000 Haarzellen, 30.000 bis 50.000 Nervenfasern des Hörnervs, Milliarden von kortikalen Zellen
• Verarbeitung vom Ohr zum Gehirn Hörnerv (Nervus Vestibulocochlearis, VIII. Hirnnerv, Axone der inneren Haarnerven) verläuft über den Hirnstamm (Nuclei cochleares in der Medulla oblongata), wo die auditiven Informationen anschließend über eine Kreuzung die Hemisphäre wechseln, zum einen zum oberen Olivenkern (oliva superior in medulla oblongata, erhält Signale aus beiden Ohren und spielt wichtige Rolle bei der Lokalisation von Schallereignissen)  und zum anderen zum colliculi inferior (auditives Zentrum des Mittelhirns, Übersetzung auditiver Informationen in Blick- und Orientierungsbewegungen) weiter zum corpus geniculatum mediale (CGM) im Thalamus zum primären auditiven Cortex (A1) im Termporallappen und weiter einige Fasern ziehen auch in die Formatio Reticularis, und können über das ARAS (aufsteigendes retikuläres Aktivierungssystem)+ eine aufwärts gerichtete globale Erregung des Gehirns bei lauten Geräuschen auslösen
• Multiple Karten (Tonotopie) Basilarmembran besitzt im Verlauf von Eingang bis Spitze (Helikotrema) unterschieldiche Eigenschaften der Steifigkeit und Breite, und werden dadurch nur durch spezielle Frequenzen aktiviert, Benachbarte Haarzellen auf der Basilarmembran der Cochlea werden durch benachbarte Frequenzbereiche aktiviert; am Eingang zur Cochlea werden Signale für hohe Töne (hohe Frequenzen) aufgenommen, am Helikotrema für sehr tiefe Töne (niedrige Frequenzen) Diese tonotope Karte des Frequenzbereichs findet man auch in den Colliculi Inferiore (jedes Frequenzband wird in einem eigenen Streifen von Zellen verarbeitet) und in der primären Hörrinde A1 und angrenzenden Arealen
• Laterale Hemmung in der primären Hörrinde A1 und angrenzenden Arealen werden Rezeptoren von bestimmten Frequenzbereichen aktiviert und von benachbarten Frequenzbereichen gehemmt. Es ergibt sich eine Kontrastverstärkung für die Tonhöhe. Trennung der Frequenzbereiche durch Kodierung auf verschiedenen Bereichen der Cochlea wird somit verstärkt, wäre zu ungenau zur Trennung ähnlicher Frequenzen
• Spezialisierte Verarbeitungspfade Reihe von auditiven cortikalen Arealen weisen Spezialisierung auf primärer auditiver Kortex A1: reagiert auf einfache Schallereignisse (Sinustöne, Geräusche) Areale für Lokalisation von Schallquellen Areale zur Erkennung und Klassifikation auditiver Ereignisse Areale zur Verarbeitung und Wiedererkennung von Musik Areale zur Verarbeitung verbaler Sprache mgl. getrennte Pfade fü Lokalisation und Identifikation von Schallereignissen
• Hörbarkeitskurve besondere Empfindlichkeit für Frequenzen 500-2.000 Hz (gesprochene Sprache) (Schalldruckpegel für verschiedene Sinustöne so eingestellt, dass gerade noch hörbar, unterschiedlicher Schalldruckpegel nötig) andere Frequenzbereiche müssen mit höherem Schallruck präsentiert werden Töne mit gleichem Schalldruckpegel sind nicht immer gleich laut gleich laute Töne haben nicht immer denselben Schalldruckpegel
• Kodierung des Schalldrucks (Lautstärke) Je mehr Schalldruck ein Schallereignis auslöst, desto höher die maximale Auslenkung der Basilarmembran aus der Ruhelage, desto stärker werden Haarzellen an Tektorialmembran gedrückt, desto größer das aufgebaute elektrische Potenzial;  daher auch Zerstörung der Haarzellen bei zu lauten Schallereignissen, wobei die äußeren Haarzellen die Basilarmembran durch Variation ihrer Länge beeinflussen können und so einen Schutzmechanismus darstellen 
• Kodierung der Frequenz (Tonhöhe) Ortskodierung: unterschiedliche Steifigkeit und Breite der Basilarmembran, Schwingungseigenschaften der Membran hängen von der Frequenz ab, bei hochfrequenten Tönen schwingt die Membran an der Basis am Stärksten (größte Auslenkung/Amplitude), bei niedrigfrquenten Tönen stärkste Auslenkung an der Spitze; verschiedene Sinneszellen für verschiedene Frequenzbereiche zuständig äußere Haarzellen verändern durch ihre Länge die mechanischen Eigenschaften der Basilarmembran, Frequenzkodierung wird dadurch genauer Volleykodierung: nötig, da Ortskodierung nur zur groben Einordnung der Frequenzbereiche genügt und eher bei einfachen Sinustönen funktioniert; Schallereignisse im Alltag Überlagerung vieler Sinustäne mit unterschiedlicher Amplitude und Frequenz; Frequenz wird durch die Rate der Aktionspotenziale kodiert (50Hz Ton = 50 AP pro Sekunde, bei höheren Frequenzen Zusammenspiel mehrerer Zellen bzw. nur Signal bei jedem 2. oder 3. Wellenberg); dadurch mehrere Frequenzen übertragen , da verschiedene Populationen von Nervenzellen verschiedene Frequenzen aufnehmen (bei Ortskodierun kann ein komplexer Klang nicht unbedingt auch unterscheidbare Auslenkungsspitzen generieren)
• Effekt des fehlenden Grundtons durch gleichzeitige Kodierung mehrerer im Klang enthaltenen Sinusschwingungen werden Musikinstrumente auseinandergehalten es können auch fehlende Komponenten ergnzt werden; fehlt z.B. der rundton, es sind aber noch alle Obertöne im für das jeweilige Instrument typischen Stärkeverhältnis vorhanden, kann das auditive System den Grundton eindeutig rekonstruieren, es klingt wie ein gewöhnlicher Ton
• Physik der Musikinstrumente Frequenzverdopplung führt zu einem gleichartigen, nur höheren Ton fundamentalster Baustein der Musik = Tonleiter; bei aufsteigender Tonleiter erhöhen sich die Grundfrequenzen immer weiter; eine vollständige Tonleiter umfasst eine Oktave, 8 Töne; anschließend wiederholen sich die Töne in höherer Tonlage um einen Ton eine Oktove zu erhöhen, muss eine Saite halbiert werden, was zur Verdopplung der Frequenz führt zu den reinen Sinustönen (Grundtöne einer Oktave) gibt es eine reihe von Obertänen, wenn über diese Tonleiter hinaus gespielt wird. deren Frequenzen sind Vielfache der Frequenz des Grundtons Obertöne überlagern sich und ergeben den spezifischen Klang eines Instrumentes; je Instrument ist der relative Anteil der verschiedenen Obertäne unterschiedlich, wobei die Obertöne generell immer aus denselben Frequenzen zusammengesetzt sind daher müssen Musikinstrumente systematisch um unmerkliche Beträge verstimmt werden, um Akkorde in verschiedenen Tonlagen immer konstant wirken zu lassen ("temperierte Stimmung")
• Schallortung Laufzeitunterschiede: je nachdem, aus welcher Richtung ein auditiver Reiz kommt, erreicht er zunächst das eine und dann das andere Ohr; daraus lassen sich Unterschiede berechnen, die der Ortung dienen; Laufzeitdifferenz oft nur millionstel Sekunden, aber ausreichend für empfindliche Auswertungsmechanismen im medialen Teil ds oberen Olivenkerns (Medulla Oblongata) Intensitätsunterschiede: auditive Reize erreichen das im Schallschatten des Kopfes liegende Ohr mit geringerer Intensität (Schalldruckpegel); betrifft insbesondere hohe Frequenzen, niedrige Frequenzen werden kaum gedämpft (daher nur ein Basslautsprecher, aber mehrere Lautsprecher für hohe Frequenzen bei Stereoanalge); Auswertung im lateralen Teil des oberen Olivenkerns (Medulla Oblongata) Unterschiede in Frequenzmustern: Laufzeit- und Intensitätsunterschiede dienen nur der horizontalen Ortung; Vertikel kann z.B. durch den Bau der Ohrmuschel und die daraus erfolgenden Brechungen, Reflexionen und Absorptionen des Schalls geortet werden; Schall wird unterschiedlich beeinflusst, jenachdem, aus welcher Richtung er aufs Ohr trifft; charakteristische Betonung bestimmter Frequenzen dient als Hiweis für räumliche Höhe der Schallquelle Bewegungshinweise: nutzen all die oben genannten Effekte und dere Veränderung bei Bewegung der Schallquelle oder Eigenbewegung; Ortung wird dann einfacher und präziser, Bewegungen lösen charakteristische Veränderungen des Schallsignals aus
• Figurerkennung (Musik) Wahrnehmungselemente müssen zu sinnvollen Einheiten gruppiert werden, anhand der Gestaltgesetze Gesetz der Ähnlichkeit,Gruppierung mit ähnlichen Elementen z.B. Gitarren-Solo in einem Lied erkennbar Gesetz der Nähe, Gruppierung mit Tönen ähnlicher Tonhöhe z.B. verschiedene Melodieströmungen in einem Klavierstück Gesetz der Guten Fortsetzung, z.B. Melodieverlauf folgen, auch wenn 2 Melodien sich kreuzen Gesetz des Gemeinsamen Schicksals: Gruppierung von Elementen, die sich räumlich in gleicher Richtung und Geschwindigkeit bewegen, z..B. Orientierung mit geschlossenen Augen anhand von Schallquellen Gesetz der Prägnanz: Gruppierung zur prägnanten Form, feststehende Wendungen oder Phrasen die sofort als Einheit erkannt werden

back  |  next 1 / 1